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摘要：SMA全称沥青马蹄脂碎石路面，是包括沥青、矿粉、纤维稳定剂及细集料的沥青混合料，由于其具有较好的抗滑及高温稳定性，使得其在高速公路路面工程中得到应用广泛。本文将对SMA路面配合比设计、施工及质量控制等方面进行介绍。
关键词:SMA；配合比；施工；质量
SMA的结构组成具有“三多一少”的组成特点，即沥青用量较多（6.0%—7%），矿粉用量较多（7%—13%），粗集料较多（70%—80%）；细集料较少。较多的矿粉用量可增加沥青的用量，也可利用纤维增加稳定剂量；较多的沥青则可提高SMA路面的粘结性，在选用沥青时，应尽量选择温度稳定性好、软化点较高及针入度较小的沥青材料，如SBS改性沥青。由于SMA结构组成合理，工程及工作性能突出，被公认为是强度及刚度合理、耐久性持久的材料。具体来讲，由于在SMA的组成中沥青马蹄脂用量较多，使得结构中的粘结效果较好，且能较好的抵抗低温及水环境变化引起的结构变形；间断级配会使路面的表面存在较大的空隙，构造较合理，显著提高SMA路面的抗滑性能；粗集料的嵌挤效果较好，减小了路面在高温环境里出现车辙的几率；在混合料中加入纤维稳定剂，可保证路面的压实及摊铺质量，并保持混合料的高粘度水平；SMA混合料空隙小的特点，保证了路面结构的耐久性。为充分发挥SMA路面的优点，应对施工过程中的配合比严格控制，并积极学习及总结SMA的施工经验，避免出现SMA路面的病害，完成好SMA路面的建设。
1 SMA路面混合料的配合比设计
1.1原材料的选用
①沥青结合料：
在进行沥青结合料的选择时，应在满足相关规范要求的基础上，对工程所在地区的气候条件及所处位置的交通荷载情况进行分析，综合考虑后决定沥青结合料性能等级。如漳州市水仙大街（龙文段）路面改造工程中的SMA路面，选用埃索SBS 改性沥青，有效地提高了沥青的弹性性能，提高了沥青的粘度及软化点，并在一定程度上提高了路面的耐久性。
②粗集料：
粗集料的工程作用决定了在进行粗集料的选择时，应选用材质粗糙且较硬的石材，并满足石料规范的各项要求。厦漳高速公路漳州段扩建工程ZB1合同段中选用5—10mm及10—15mm的辉绿岩石料，其坚硬的材质及粗糙的表面都能很好的满足对粗集料的工程要求。
③细集料：
细集料的理想材料为材质较硬的机制砂。SMA不应使用天然砂；而直接使用普通石屑以替代机制砂时，宜选用石灰岩的石屑，以提高与沥青间的粘结力。上述高速公路工程中的细集料选用的是辉绿岩机制砂。
④矿粉：
SMA路面工程的填料适用材质较细的石灰岩粉，并应符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求，杜绝使用回收的矿粉。在矿粉中加入一定量（不超过矿料总量的2%且占矿粉总量的30%）的消石灰作为矿粉填料，可有效增加沥青结合料与集料之间的粘结力，还可提高沥青混合料的抵抗水侵害的能力。沥青的特性决定了，只有沥青牢牢地吸附在填料的表面上，在其表面上形成一层薄膜，才可以形成对粗细集料的吸附粘结。所以SMA路面工程中，其矿粉的使用量要比普通的沥青混凝土的矿粉添加使用量多出一倍以上，这样以来，矿粉质量的高低将直接影响SMA混合料的质量水平。
⑤纤维稳定剂：
SMA中必须添加纤维稳定剂，实现对混合料的稳定、分散、粘结、吸收及吸附沥青、加筋等作用，常用的稳定剂有聚合物纤维、木质素纤维及矿物纤维。上述高速公路工程的SMA路面，使用了木质素纤维，木质素纤维的质量约占混合料质量的0.3%，其相关要求如下表所示：
木质素纤维质量技术要求及检测结果
1.2 目标配合比设计
①在规范要求的基础上，并参照该工程的成功实践经验，决定SMA的矿料级配。
②按照规范的试验规定，对粗骨料的骨架（4.75mm以上部分）的骨料间隙率VCADRC进行测定。
③选择沥青用量的方法一般有3种，即利用有关公式进行计算确定；利用已获取成功的SMA路段的沥青用量的经验或根据析漏试验结果来确定沥青用量；还可依据粗集料的毛体积的相对密度，进行沥青用量的确定。
④严格实施马歇尔试验，确定设计级配：
在完成对初试沥青用量的确定后，进行三组不同的初试级配拌和，并在一定的压实条件下进行试件的制作，击实操作时都按照正反击七十五次的标准进行，并对VFA、VV、VCAMIX及VMA等指标进行计算确定，并在三组不同初试级配的试验结果中，选用VCAMIX ⑤SMA目标配合比的检验
在完成矿料级配及沥青用量的确定后，应严格进行试验确认及验证，如进行肯塔堡飞散试验和谢伦堡析漏试验，来检验沥青用量；进行冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验，来检验水稳定性试验及进行透水性检验、表面构造深度检验；进行车辙试验，来检验混合料的高温稳定性。
1.3生产配合比设计
由于生產配合比直接用于SMA混合料的生产，所以生产配合比设计以目标配合比设计为设计基础，并在配合比设计中位于核心环节。生产配合比的确定通过振动筛的选择、热料仓比例的确定、试拌及取样进行马歇尔试验等几个步骤来完成，并考虑到施工现场的碾压工艺与马歇尔试验的实验条件存在不同，应适当减少沥青用量，以避免出现空隙率偏低及泛油等质量通病。
1.4生产配合比的验证
在完成生产配合比的确定后，进行试验段的铺筑，并根据试验结果来验证生产配合比是否合理。
2 施工及质量控制
为较好的完成SMA路面施工，应认真进行施工准备，保证设备工作状态良好，并对下承层进行清扫；在混合料的拌制过程中，应严格控制拌和前的温度及拌和时间，保证混合料的出厂质量；在SMA混合料的运输过程中，应注意在运输车内部涂抹隔离剂，避免出现因SMA粘性过大引起粘结现象，还应控制停车时间；在混合料的摊铺过程中国，应保证摊铺温度及摊铺速度，并确保摊铺机两侧搅笼内的混合料的高度保持一致，注意对新铺沥青混合料未压实前的保护；在混合料的压实时以“紧跟、慢压、高频、低幅”为原则，进行初压、复压及终压，分别控制好三个环节压实的温度，并应保证完成混合料的摊铺后，立即进行高温度碾压；接缝处理是施工工艺中的重要施工步骤，应根据规范要求进行接缝，保证接缝处路面的平整度。为保证SMA的施工质量，应不定期地对沥青及SMA混合料进行抽检，以提高对工程质量的重视。
3 结语
SMA作为路面施工的最后一道施工工序，其配合比及施工质量直接影响路面的质量及寿命，所以加强SMA路面的质量控制意义重大，每位工作人员都应在工作中，严把工程质量关。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看
关键词:SMA；配合比；施工；质量
SMA的结构组成具有“三多一少”的组成特点，即沥青用量较多（6.0%—7%），矿粉用量较多（7%—13%），粗集料较多（70%—80%）；细集料较少。较多的矿粉用量可增加沥青的用量，也可利用纤维增加稳定剂量；较多的沥青则可提高SMA路面的粘结性，在选用沥青时，应尽量选择温度稳定性好、软化点较高及针入度较小的沥青材料，如SBS改性沥青。由于SMA结构组成合理，工程及工作性能突出，被公认为是强度及刚度合理、耐久性持久的材料。具体来讲，由于在SMA的组成中沥青马蹄脂用量较多，使得结构中的粘结效果较好，且能较好的抵抗低温及水环境变化引起的结构变形；间断级配会使路面的表面存在较大的空隙，构造较合理，显著提高SMA路面的抗滑性能；粗集料的嵌挤效果较好，减小了路面在高温环境里出现车辙的几率；在混合料中加入纤维稳定剂，可保证路面的压实及摊铺质量，并保持混合料的高粘度水平；SMA混合料空隙小的特点，保证了路面结构的耐久性。为充分发挥SMA路面的优点，应对施工过程中的配合比严格控制，并积极学习及总结SMA的施工经验，避免出现SMA路面的病害，完成好SMA路面的建设。
1 SMA路面混合料的配合比设计
1.1原材料的选用
①沥青结合料：
在进行沥青结合料的选择时，应在满足相关规范要求的基础上，对工程所在地区的气候条件及所处位置的交通荷载情况进行分析，综合考虑后决定沥青结合料性能等级。如漳州市水仙大街（龙文段）路面改造工程中的SMA路面，选用埃索SBS 改性沥青，有效地提高了沥青的弹性性能，提高了沥青的粘度及软化点，并在一定程度上提高了路面的耐久性。
②粗集料：
粗集料的工程作用决定了在进行粗集料的选择时，应选用材质粗糙且较硬的石材，并满足石料规范的各项要求。厦漳高速公路漳州段扩建工程ZB1合同段中选用5—10mm及10—15mm的辉绿岩石料，其坚硬的材质及粗糙的表面都能很好的满足对粗集料的工程要求。
③细集料：
细集料的理想材料为材质较硬的机制砂。SMA不应使用天然砂；而直接使用普通石屑以替代机制砂时，宜选用石灰岩的石屑，以提高与沥青间的粘结力。上述高速公路工程中的细集料选用的是辉绿岩机制砂。
④矿粉：
SMA路面工程的填料适用材质较细的石灰岩粉，并应符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求，杜绝使用回收的矿粉。在矿粉中加入一定量（不超过矿料总量的2%且占矿粉总量的30%）的消石灰作为矿粉填料，可有效增加沥青结合料与集料之间的粘结力，还可提高沥青混合料的抵抗水侵害的能力。沥青的特性决定了，只有沥青牢牢地吸附在填料的表面上，在其表面上形成一层薄膜，才可以形成对粗细集料的吸附粘结。所以SMA路面工程中，其矿粉的使用量要比普通的沥青混凝土的矿粉添加使用量多出一倍以上，这样以来，矿粉质量的高低将直接影响SMA混合料的质量水平。
⑤纤维稳定剂：
SMA中必须添加纤维稳定剂，实现对混合料的稳定、分散、粘结、吸收及吸附沥青、加筋等作用，常用的稳定剂有聚合物纤维、木质素纤维及矿物纤维。上述高速公路工程的SMA路面，使用了木质素纤维，木质素纤维的质量约占混合料质量的0.3%，其相关要求如下表所示：
木质素纤维质量技术要求及检测结果
1.2 目标配合比设计
①在规范要求的基础上，并参照该工程的成功实践经验，决定SMA的矿料级配。
②按照规范的试验规定，对粗骨料的骨架（4.75mm以上部分）的骨料间隙率VCADRC进行测定。
③选择沥青用量的方法一般有3种，即利用有关公式进行计算确定；利用已获取成功的SMA路段的沥青用量的经验或根据析漏试验结果来确定沥青用量；还可依据粗集料的毛体积的相对密度，进行沥青用量的确定。
④严格实施马歇尔试验，确定设计级配：
在完成对初试沥青用量的确定后，进行三组不同的初试级配拌和，并在一定的压实条件下进行试件的制作，击实操作时都按照正反击七十五次的标准进行，并对VFA、VV、VCAMIX及VMA等指标进行计算确定，并在三组不同初试级配的试验结果中，选用VCAMIX
在完成矿料级配及沥青用量的确定后，应严格进行试验确认及验证，如进行肯塔堡飞散试验和谢伦堡析漏试验，来检验沥青用量；进行冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验，来检验水稳定性试验及进行透水性检验、表面构造深度检验；进行车辙试验，来检验混合料的高温稳定性。
1.3生产配合比设计
由于生產配合比直接用于SMA混合料的生产，所以生产配合比设计以目标配合比设计为设计基础，并在配合比设计中位于核心环节。生产配合比的确定通过振动筛的选择、热料仓比例的确定、试拌及取样进行马歇尔试验等几个步骤来完成，并考虑到施工现场的碾压工艺与马歇尔试验的实验条件存在不同，应适当减少沥青用量，以避免出现空隙率偏低及泛油等质量通病。
1.4生产配合比的验证
在完成生产配合比的确定后，进行试验段的铺筑，并根据试验结果来验证生产配合比是否合理。
2 施工及质量控制
为较好的完成SMA路面施工，应认真进行施工准备，保证设备工作状态良好，并对下承层进行清扫；在混合料的拌制过程中，应严格控制拌和前的温度及拌和时间，保证混合料的出厂质量；在SMA混合料的运输过程中，应注意在运输车内部涂抹隔离剂，避免出现因SMA粘性过大引起粘结现象，还应控制停车时间；在混合料的摊铺过程中国，应保证摊铺温度及摊铺速度，并确保摊铺机两侧搅笼内的混合料的高度保持一致，注意对新铺沥青混合料未压实前的保护；在混合料的压实时以“紧跟、慢压、高频、低幅”为原则，进行初压、复压及终压，分别控制好三个环节压实的温度，并应保证完成混合料的摊铺后，立即进行高温度碾压；接缝处理是施工工艺中的重要施工步骤，应根据规范要求进行接缝，保证接缝处路面的平整度。为保证SMA的施工质量，应不定期地对沥青及SMA混合料进行抽检，以提高对工程质量的重视。
3 结语
SMA作为路面施工的最后一道施工工序，其配合比及施工质量直接影响路面的质量及寿命，所以加强SMA路面的质量控制意义重大，每位工作人员都应在工作中，严把工程质量关。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看