沥青玛蹄脂碎石路面施工

1、 nSMA( SMA( “沥青玛蹄脂碎石混合料沥青玛蹄脂碎石混合料”) )，是一种新 型沥青混合料，我国“公路沥青路面设计规范 ”将其正式命名为沥青玛蹄脂碎石混合料沥青玛蹄脂碎石混合料, ,其 意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混 合料合料。 沥青结合料沥青结合料 机制砂机制砂 矿粉矿粉 纤维纤维 沥青玛蹄脂沥青玛蹄脂 4.75mm 以上碎石骨架以上碎石骨架 SMA沥青混合料沥青混合料 SMASMA是由沥青稳定添加剂、矿粉及少量细集料组成的是由沥青稳定添加剂、矿粉及少量细集料组成的 沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架，组成的骨架嵌挤沥青玛碲脂填充间断级配的碎

2、石骨架，组成的骨架嵌挤 型密实结构混合料，型密实结构混合料，它的最基本组成是它的最基本组成是碎石骨架和沥青碎石骨架和沥青 玛蹄脂玛蹄脂两部分（图两部分（图1 1），其结构组成有如下特点：），其结构组成有如下特点： Stones + Mastic = Stone Mastic Asphalt 图图1 1 沥青玛蹄脂碎石混合料的构成沥青玛蹄脂碎石混合料的构成 1)1)、SMASMA是一种间断级配的沥青混合料是一种间断级配的沥青混合料，图2示出了 密级配沥青混凝土、排水沥青混凝土及SMA的剖面图， 从中可以看出它们结构组成的不同之处； 2)2)、SMASMA增加了矿粉用量（多达增加了矿粉用量（多达8

3、 81212 ），），使 其能在混合料中加入较多的沥青，同时还使用了稳定添 加剂； 传统密级配沥青混凝土传统密级配沥青混凝土 排水式开级配沥青混凝土排水式开级配沥青混凝土SMA 图图2 2 密级配沥青混凝土、排水沥青混凝土密级配沥青混凝土、排水沥青混凝土 5)5)、SMASMA的施工工艺要求高。的施工工艺要求高。特别是特别是拌合时间要适当延拌合时间要适当延 长，施工温度要提高，压实时不能采用胶轮压路机。长，施工温度要提高，压实时不能采用胶轮压路机。 4)4)、SMASMA对材料要求高。对材料要求高。粗集料必须特别坚硬，表面粗粗集料必须特别坚硬，表面粗 糙，针片状含量少，细集料不用天然砂，宜用坚

4、硬的人糙，针片状含量少，细集料不用天然砂，宜用坚硬的人 工砂。矿粉必须使用磨细石灰粉，不使用回收矿粉。工砂。矿粉必须使用磨细石灰粉，不使用回收矿粉。 3)3)、SMASMA的沥青用量比普通沥青混合料要高（最小的沥青用量比普通沥青混合料要高（最小6 6 ），），并要求其具有较高的粘结力，通常选用针入度小、并要求其具有较高的粘结力，通常选用针入度小、 软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥青，软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥青， 可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。 SMA特点：特点：粗集料多，矿粉多，沥青集合料多，粗集料多，矿

5、粉多，沥青集合料多， 细集料少，材料要求高，使用性能高。细集料少，材料要求高，使用性能高。“三多一三多一 少两高少两高” 总结总结 SMA的特征主要表现在两个方面：的特征主要表现在两个方面： u大粒径集料（含量较多的粗集料）互相嵌锁而大粒径集料（含量较多的粗集料）互相嵌锁而 形成高稳定性形成高稳定性(抗变形能力抗变形能力)的结构骨料；的结构骨料； u细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青 玛蹄脂将骨架胶结一起，并填充骨架空隙，使混玛蹄脂将骨架胶结一起，并填充骨架空隙，使混 合料有较好的柔性及耐久性。合料有较好的柔性及耐久性。 间断级配集料形成碎石骨架间

6、断级配集料形成碎石骨架，细集料则起着填充细集料则起着填充 空隙空隙,纤维添加剂增加了矿料的比表面积，从而增纤维添加剂增加了矿料的比表面积，从而增 加了沥青的稠度和沥青玛蹄脂的稳定性，加了沥青的稠度和沥青玛蹄脂的稳定性，并可避 免沥青混合料在运输和摊铺过程中产生离析现象， 还可改善混合料的稳定性。 SMA优良抓紧功能优良抓紧功能 传统沥青抓紧性能传统沥青抓紧性能 右边右边SMA 路面水雾路面水雾 较左边传较左边传 统沥青路统沥青路 面少面少 SMA是耐是耐 久性能的久性能的 保证保证 在高温下有较好的稳定性：在高温下有较好的稳定性：混合 料形成一个自支撑自支撑的骨架结构，因而 具有较高的稳定性。

7、 在低温下有较好的柔韧性：在低温下有较好的柔韧性：混合 料之间填充了沥青玛蹄脂，对低温抗 裂性能有较大提高。 表面耐久性：表面耐久性：实践证明SMA耐久、 耐磨损性非常好，不会发生松散，抵 抗温度和交通裂缝性能好。SMA的优 异的耐久性源于沥青玛蹄脂的不透水 性，玛蹄脂内部空隙小，结合料变形 率小。 较好的抗滑性能：较好的抗滑性能：路面结构构造深 度大，因此SMA路面使抗滑性能有较 大的提高。 能见度好：能见度好：SMA减少车灯反射，减 少水雾，提高路面能见度。 降低噪音：降低噪音：路面行车时的噪音低。 北京首都机场跑道 京开公路北京段 厦门海沧大桥 由于由于SMA所具有的一系列特性使其除了所

8、具有的一系列特性使其除了 可代替传统密级配沥青在一般路面上使用外，可代替传统密级配沥青在一般路面上使用外， 在某些特殊路面或特殊环境下，采用在某些特殊路面或特殊环境下，采用SMA还可还可 解决采用密级配沥青所难以解决的问题。解决采用密级配沥青所难以解决的问题。 SMA具有较好的稳定性，能有效地抵抗具有较好的稳定性，能有效地抵抗 重复荷载作用下所形成的车辙，因而可在重复荷载作用下所形成的车辙，因而可在交叉交叉 口、公交站点等易产生车辙的部位用口、公交站点等易产生车辙的部位用SMA代替代替 传统密级配混凝土以提高抗车辙能力。传统密级配混凝土以提高抗车辙能力。 沥青混凝土路面铺筑完工后，应有足够沥青

9、混凝土路面铺筑完工后，应有足够 的时间让路面冷却后才能开放交通，如在路面的时间让路面冷却后才能开放交通，如在路面 没有充分冷却的情况下即提早通车，将对路面没有充分冷却的情况下即提早通车，将对路面 造成极大的损害，其主要原因是沥青没有充分造成极大的损害，其主要原因是沥青没有充分 冷却时稳定性较差，承受车辆荷载作用时，将冷却时稳定性较差，承受车辆荷载作用时，将 形成严重的辙槽，甚至断裂。而形成严重的辙槽，甚至断裂。而SMA在高温时在高温时 具有比密级配沥青混凝土更高的稳定性，对提具有比密级配沥青混凝土更高的稳定性，对提 早开放交通的影响较小。早开放交通的影响较小。 1）沥青结合料：）沥青结合料：

10、SMA混合料中，沥青结合料混合料中，沥青结合料必须必须 有较高的粘度，较大的稠度，有较高的粘度，较大的稠度，符合一定的技术要求，符合一定的技术要求， 以保证其有足够的高温稳定性和低温韧性。以保证其有足够的高温稳定性和低温韧性。 2）粗集料：）粗集料：SMA较高的高温稳定性是源于粗集料较高的高温稳定性是源于粗集料 之间的之间的骨架嵌挤作用。骨架嵌挤作用。集料嵌挤作用的大小在很大集料嵌挤作用的大小在很大 程度上程度上取决于集料石质的坚韧性以及集料的颗粒形取决于集料石质的坚韧性以及集料的颗粒形 状和棱角。状和棱角。可以说，粗集料的这些性质是可以说，粗集料的这些性质是SMA成败成败 的关键。由于粗集料

11、颗粒直接接触形成的骨架受到的关键。由于粗集料颗粒直接接触形成的骨架受到 外作用时，其颗粒在接触点处将产生很大的压力，外作用时，其颗粒在接触点处将产生很大的压力， 因此需要粗集料具有较高的强度，以避免在施工碾因此需要粗集料具有较高的强度，以避免在施工碾 压过程中及使用过程中荷载长期重复作用下产生磨压过程中及使用过程中荷载长期重复作用下产生磨 损和破坏。损和破坏。 SMA混合料中的粗集料，对颗粒形状和强度的要求 均高于传统密级配沥青混凝土。其所用粗集料必须完所用粗集料必须完 全破碎，并接近立方体，扁平细长颗粒含量不超过全破碎，并接近立方体，扁平细长颗粒含量不超过 10%，以增加颗粒间的接触面积，以

12、增加颗粒间的接触面积，使由粗集料形成的 骨架在受到外力作用时具有较高的稳定性和抵抗外力的 能力。 3）细集料细集料：在SMA中所占比例较小，一般不超过一般不超过 10%，但细集料对SMA的性能有较大的影响。细集料 一般要求采用具有良好棱角性和嵌挤性的人工砂人工砂，普 通天然砂不具有良好棱角性和嵌挤性能。 4）填料：填料：SMA混合料中的矿粉填料对混合料的空矿粉填料对混合料的空 隙率及劲度有明显影响，隙率及劲度有明显影响，矿粉在沥青混合料中的作用 至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对 其它粗、细集料产生粘附作用。（沥青用量大，与矿。（沥青用量大，与矿 粉的用量大有关）粉的用量大有关）

13、矿粉本身要有棱角和粗糙性。矿粉本身要有棱角和粗糙性。 由于SMA混合料中的纤维添加剂能起到分散矿粉沥青 胶团的作用，需要有足够的矿粉以形成SMA结构， SMA中的矿粉数量比传统中的矿粉数量比传统密级配沥青混凝土要多一倍密级配沥青混凝土要多一倍 左右，一般达到沥青用量的左右，一般达到沥青用量的1.82.0倍。倍。 SMA中的矿粉最好采用磨细石灰粉，还应符合一定的 技术要求若掺加一定量的回收粉尘，其用量不得超过 填料总质量的50%。 纤维稳定剂：纤维稳定剂：沥青玛蹄脂碎石混合料，必须采用纤维 稳定剂。混合料中加入纤维后，可有效地提高混合料 的高温稳定性并降低轮胎的磨耗。 木质素纤维、矿物纤维、聚合

14、物有机纤维。木质素纤维、矿物纤维、聚合物有机纤维。 加筋作用、分散作用、吸附及吸收沥青的作用、稳定加筋作用、分散作用、吸附及吸收沥青的作用、稳定 作用、增粘作用作用、增粘作用 要点：要点：按照规定选材料技术参数达指标按照规定选材料技术参数达指标 沥青析漏来检验不符要求重新调沥青析漏来检验不符要求重新调 是否需要抗剥落水稳试验才知道是否需要抗剥落水稳试验才知道 1 1）按）按SMASMA对材料的要求选择和确定材料。对材料的要求选择和确定材料。 2 2）按）按SMASMA对矿料级配的要求，沥青最小用量及各项对矿料级配的要求，沥青最小用量及各项 技术指标进行马歇尔试验，确定最佳矿料级配和最技术指标进

15、行马歇尔试验，确定最佳矿料级配和最 佳沥青用量。佳沥青用量。 3 3）做）做“沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验”和和“沥沥 青混合料肯塔堡飞期试验青混合料肯塔堡飞期试验”，检验结合料用量，以，检验结合料用量，以 便调整用量或重新进行配合比设计。便调整用量或重新进行配合比设计。 4 4）进行试验确定混合料的水稳定性是否符合指标）进行试验确定混合料的水稳定性是否符合指标 要求，达不到要求时应确定抗剥落措施。要求，达不到要求时应确定抗剥落措施。 SMASMA是一种表面粗糙、密实不透水、投资大、是一种表面粗糙、密实不透水、投资大、 使用年限长、施工要求高的路面结构。因此在使用年

16、限长、施工要求高的路面结构。因此在 施工过程中应严格控制以下重点：施工过程中应严格控制以下重点： 1、集料、集料 宜使用宜使用耐磨性好、强度高、针片状颗粒少、表面粗糙、耐磨性好、强度高、针片状颗粒少、表面粗糙、 有棱角有棱角的岩石。细集料宜采用的岩石。细集料宜采用玄武岩一类的机制砂，以玄武岩一类的机制砂，以 及石灰岩加工的矿粉及石灰岩加工的矿粉，还要采用纤维素做稳定剂。，还要采用纤维素做稳定剂。 2 2、配合比设计、配合比设计 应采用最佳的矿料级配来确定沥青用量。粗集料之应采用最佳的矿料级配来确定沥青用量。粗集料之 间的空隙不能填充过满，间的空隙不能填充过满，空隙率控制在空隙率控制在4 4左右

17、左右。 SMASMA混合料中加入了较多的矿粉（混合料中加入了较多的矿粉（矿粉和稳定剂都是矿粉和稳定剂都是 未加热的冷料未加热的冷料），其拌和、施工及室内试验温度均比），其拌和、施工及室内试验温度均比 一般热拌沥青混合料温度要高。一般热拌沥青混合料温度要高。 3、SMA 路面施工温度路面施工温度 1）SMA 沥青混合料的拌和温度要求沥青混合料的拌和温度要求 拌和是拌和是SMASMA沥青混合料施工的关键工序。沥青混合料施工的关键工序。 工序工序 不使用改不使用改 性沥青性沥青 使用改性沥青使用改性沥青 测量部位测量部位 SBS SBR 沥青加热温度沥青加热温度 150-160 160-165 16

18、0-165 沥青加热罐 集料加热温度集料加热温度 185-195 190-200 200-210 热料提升斗 SMA 混合料出混合料出 厂厂温度温度 160-170 175-185 175-185 运料车 混合料最高温度混合料最高温度 （废弃温度）（废弃温度） 195 不高于 195 运料车 SMA沥青混合料拌和时间应沥青混合料拌和时间应以混合料拌和均匀、纤维以混合料拌和均匀、纤维 分布均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度分布均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。 SMASMA混合料拌和时间应经试拌确定。混合料拌和时间应经试拌确定。纤维必须在喷洒纤维必须在喷洒 沥青前加入拌和锅的热集料

19、中，纤维与粗集料经适当干沥青前加入拌和锅的热集料中，纤维与粗集料经适当干 拌，拌，干拌时间应比普通沥青混合料增加不少于干拌时间应比普通沥青混合料增加不少于5 5秒，喷入秒，喷入 沥青后的混拌时间也应比普通沥青混合料增加沥青后的混拌时间也应比普通沥青混合料增加5 5秒以上秒以上 （由试拌确定）。（由试拌确定）。保证纤维能充分均匀地分散在混合料保证纤维能充分均匀地分散在混合料 中，并与沥青结合料充分拌和，做到中，并与沥青结合料充分拌和，做到拌和均匀色泽一致拌和均匀色泽一致 无结团成块现象。无结团成块现象。 2）拌和时间的控制）拌和时间的控制 3）SMA混合料的储存混合料的储存 SMA混合料若长时间

20、的贮存，将发生混合料若长时间的贮存，将发生沥青析漏现象，从沥青析漏现象，从 而使混合料中沥青分布不均匀，而使混合料中沥青分布不均匀，SMA混合料的贮存不能混合料的贮存不能 过夜，过夜，当天拌和的混合料必须当天摊铺（边拌边用，贮当天拌和的混合料必须当天摊铺（边拌边用，贮 存不应超过存不应超过24h）。并碾压完毕。）。并碾压完毕。 4.SMA混合料的运输与摊铺混合料的运输与摊铺 1）SMA混合料的运输混合料的运输 （1）涂防粘剂：）涂防粘剂：由于由于SMA中沥青玛蹄脂的粘性较大，中沥青玛蹄脂的粘性较大， 运料车的车厢底部应运料车的车厢底部应涂刷较多的油水混合物涂刷较多的油水混合物； （2）覆盖保温

21、：）覆盖保温：为防止混合料运输过程中温度下降过为防止混合料运输过程中温度下降过 快而使运料车表面的混合料结成硬壳，要求运料车加盖快而使运料车表面的混合料结成硬壳，要求运料车加盖 苫布；苫布； 2）SMA混合料的摊铺混合料的摊铺 （1）摊铺温度：）摊铺温度：混合料的摊铺温度宜为混合料的摊铺温度宜为160180， 温度低于温度低于 140的混合料禁止使用。当路表温度低于的混合料禁止使用。当路表温度低于 15时，不宜摊铺时，不宜摊铺SMA。 （2）摊铺控制：）摊铺控制：运料车与摊铺机配合是保证面层平整运料车与摊铺机配合是保证面层平整 度的一个重要方面，必须防止运料车撞击摊铺机或将料度的一个重要方面，

22、必须防止运料车撞击摊铺机或将料 洒到中面层上。洒到中面层上。运料车应在摊销机前运料车应在摊销机前1020m处停住并处停住并 挂空档，卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前进。挂空档，卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前进。 为了做到均匀、连续不间断地摊铺，在摊铺为了做到均匀、连续不间断地摊铺，在摊铺 机前至少有机前至少有4辆以上的运料车等候卸料。辆以上的运料车等候卸料。 5. SMA路面碾压成型路面碾压成型 与普通沥青混合料碾压时的最大区别：与普通沥青混合料碾压时的最大区别：是不宜使是不宜使 用轮胎压路机。（必须立即用钢轮压路机碾压）。用轮胎压路机。（必须立即用钢轮压路机碾压）。 一是当轮胎温度低时，因

23、改性沥青粘度非常大，容易一是当轮胎温度低时，因改性沥青粘度非常大，容易 粘轮粘轮； 二是当油石比偏高时，轮胎搓揉会使玛蹄脂上浮，造二是当油石比偏高时，轮胎搓揉会使玛蹄脂上浮，造 成构造深度下降，甚至成构造深度下降，甚至泛油泛油，过度搓揉将使混合料无法，过度搓揉将使混合料无法 稳定。稳定。 “高温、刚碾、紧跟、慢压、高频、低幅高温、刚碾、紧跟、慢压、高频、低幅”碾压十二字碾压十二字 方针方针 SMA路面最好采用刚性碾碾压，并在碾压过程中严路面最好采用刚性碾碾压，并在碾压过程中严 格控制好碾压格控制好碾压温度。温度。 a.a.时间要抓紧，采用振动式双钢轮压路机，时间要抓紧，采用振动式双钢轮压路机，

24、 “紧跟、紧跟、 慢压、高频、低幅慢压、高频、低幅” ，严防混合料产生推拥现象。，严防混合料产生推拥现象。 b.b.不宜采用胶轮压路机不宜采用胶轮压路机，以防止沥青上浮现象的产生；，以防止沥青上浮现象的产生；， 大振幅很容易造成碾压过度，使石料压碎或者玛蹄脂上大振幅很容易造成碾压过度，使石料压碎或者玛蹄脂上 浮，产生浮，产生“过碾压弹簧过碾压弹簧”、“油斑油斑”等现象。等现象。 c.c.碾压终了温度应不低于碾压终了温度应不低于120120；切忌在低温下反复碾切忌在低温下反复碾 压，压碎石料，破坏骨料棱角。压，压碎石料，破坏骨料棱角。( (碾压一定要用压实遍碾压一定要用压实遍 数控制，压够即可，

25、切忌过压数控制，压够即可，切忌过压 ) ) 要点：要点： 摊铺碾压按规定摊铺碾压按规定 路面质量才能高路面质量才能高 钢轮优于胶轮压钢轮优于胶轮压 过压构造深度低过压构造深度低 是否为真正的是否为真正的SMA 路面有两个重要指标路面有两个重要指标： 一是：在高温下振动碾一是：在高温下振动碾 压而不产生推挤；压而不产生推挤； 二是：表面有足够的构二是：表面有足够的构 造深度又基本不透水。造深度又基本不透水。 SMASMA路面的压实度检验主要依靠保证压实遍数观察路面的压实度检验主要依靠保证压实遍数观察 碾压情况来控制。碾压情况来控制。 （1）过度碾压）过度碾压 SMASMA的压实度比较容易达到。的压实度比较容易达到。若碾压过度，不仅将若碾压过度，不仅将 碎石碾压破碎，破坏了棱角，还会使玛蹄脂上浮，甚碎石碾压破碎，破坏了棱角，还会使玛蹄脂上浮，甚 至出现油斑，减小构造深度。至出现油斑，减小构造深