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0前言
沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Matrix Asphalt，简称SMA）是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。使用情况表明，SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低，而且低温性能良好。八十年代初石棉纤维禁用而引进木质素纤维后，SMA性能提高并得到广泛应用。下面我就结合有关技术规范和我国已有SMA路面施工及监理的成功经验对SMA的矿料组成设计、施工质量控制及施工现场监理作一些阐述。
一、SMA的组成设计
1、SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求
SMA混合料的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法进行，马歇尔试验的稳定度和流值并不作为配合比设计可以接受或者否决的唯一指标。配合比设计指标应符合下表规定的技术标准。
试验项目 单位 技术要求
当不使用改性沥青时 当使用改性沥青时
马歇尔试件尺寸 mm Φ101.6mm×63.5mm
马歇尔试件击实次数 两面击实50次
空隙率VV % 3～４
矿料间隙率VMA 不水于 % 17.0
粗集料骨架间隙率VCAmix 不大于 VCADRE
沥青饱和度VFA % 75～85
稳定度不小于 KN 5.5 6.0
流值 mm 2～5 —
2、设计矿料级配的确定
SMA路面工程设计级配范围采用下表规定的矿料级配范围
级配类型 通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）
26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
中粒式 SMA-20 100 90-100 72-92 62-82 40-55 18-30 13-22 12-20 10-16 9-14 8-13 8-12
SMA-16 100 90-100 65-85 45-65 20-32 15-24 14-22 12-18 10-15 9-14 8-12
细粒式 SMA-13 100 90-100 50-75 20-34 15-26 14-24 12-20 10-16 9-15 8-12
SMA-10 100 90-100 28-60 20-32 14-26 12-22 10-18 9-16 8-13
在工程设计级配范围内,调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的4.75mm通过率处于级配范围的中值、中值±3%附近，而3个级配的矿粉数量大体相同，使0.075mm通过率为10%左右，从3组初试级配的试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAmix＜VCADRE及VMA＞16.5%的要求，对有1组以上级配同时符合要求的，以4.75mm(或2.36mm)通过率大且VMA较大的级配为设计级配。
3、沥青用量的确定
根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.2%～0.4%为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标，同时进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合规范规定的技术要求，最后根据希望的设计空隙率，确定油石比，作为最佳油石比OAC。
4、配合比设计检验
经配合比设计确定矿料级配和最佳沥青用量后，必须按下表的要求进行各种检验，并符合设计要求，不符要求的必须重新进行配合比设计。
检验项目 单位 技术要求 试验方法
当不使用改性沥青时 当使用改性沥青时
谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失 % 不大于0.2 不大于0.1 T0732
肯塔堡飞散试验的混合料损失（20℃） % 不大于20 不大于15 T0733
车辙试验动稳定度 次/mm ＞1500 ＞3000 T9719
不稳定性、残留马歇尔稳定度
冻融劈裂试验残留强度比 %
% 75以上
75以上 80以上
80以上 T0709
T0729
渗水系数 ＜80 T0730
构造深度 mm 0.8～1.5 T0731
二、SMA的施工控制1、施工前准备工作
SMA施工前除按普通沥青混合料进行常规检查外，还应检查以下几个方面： （1） 木质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。 （2） 对于现场加工SBS改性沥青的工程，改性剂SBS的存放时间不宜太长，以防止老化。 （3） 对木质素纤维添加设备进行计量标定，木质素纤维添加设备不得受潮。 （4） 改性沥青运输温度不低于150℃，保温贮存温度不低于140℃，不得长时间存放；对现 场加工的改性沥青必须不间断地搅拌，以防改性剂离析。 （5） 制作好的改性沥青的温度应该满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求，在满足施工的前提 下，沥青的加热温度不应太高，一般控制在170℃～180℃之间。2、SMA的制拌生产
SMA采用的间歇式沥青拌和机额定生产能力为200t/h，实际生产能 力为133～155t/h。在采用间歇式沥青拌和机时，SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是：
（1）木质素纤维的分散拌匀非常重要，干拌时间延长5～15s，加入沥青后的拌和时间延长 5-10s，总生产时间延长15～25s。（2）由于沥青可能会离析，SMA不应在贮料仓里储备时间过长，贮料仓里SMA的数量不宜过多。（3）采用人工添加木质素纤维易产生由于人为因素而少加或多加的现象，从而 影响SMA的使用品质；采用机械添加木质素纤 维应防止输送管道堵塞。 （4）由于SMA使用了SBS改性瀝青，拌和温度比拌普通沥青混合料提高了10℃～20℃左右。沥青加热温度掌握在170℃～180℃；矿料加热温度在185℃～195℃；矿粉和纤维不加热；混 合料出料温度控制在170℃～185℃（实际施工时的温度范围）, 当混合料超过195℃时，予以废弃。实践证明，这样的温度施工没有困难。
3、SMA的摊铺和碾压成型
SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂，混合 料的摊 铺温度宜为160℃～180℃，温度低于140℃的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时，不 宜摊铺改性沥青SMA；SMA的摊铺厚度应根据试验路的数据来确定（SMA的松铺系数通常在1.1 5～1.20之间）。SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实，不得等候。压路机应以2～ 4km/h的速度进行均匀的碾压，碾压按初压（1遍）、复压（2遍）、终压（1遍）三阶段进行，终压温度一般控制在110℃130℃（实际施工时的温度范围）, 终压时不得振动。在碾压过程中，可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压 而不产生推拥，碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水（经测定，SMA路面构 造深度在0.9～1.25之间）。SMA的碾压与普通沥青混凝土碾压相比，有以下几点值得注意：（1）为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，水中掺少量的清洗剂 或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。 （2）压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3～1/4轮宽，碾压工作面长度30～50m。 （3）SMA面层一旦达到足够的密度后，碾压即应停止，过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合 料被挤压到路表面，影响构造深度。工作中应密切注意路表情况，防止过度碾压。 （4）由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机 碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面而达不到压实效果。
4、SMA混合料沥青含量的控制
设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量 过多，将造成粗骨料之间的分离，易产生油斑；沥青用量过少，混合料将难以压实，空隙率过高，骨料之间的沥青膜过薄，从而影响其耐久性。因此，在实际操作过程中应随时控制每天SMA混合料的沥青用量，每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验，及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标，并作相应调整。SMA混 合料出料以混合料拌和均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料 为度，拌和时间视实际情况可相应增减。
5、油斑的成因及处理方法
在SMA路面摊铺、辗压成型过程中，路面可能会出现油斑。产生油斑的原因有以下几点： （1）运输距离较远，SMA混合料中骨料与沥青产生离析； （2）SMA混合料温度过高，改性沥青发生老化； （3）纤维掺加过少； （4）拌和时间太短，SMA混合料拌和不够充分； （5）用油量过高； （6）压路机碾压遍数过多，使路面超压； （7）拌和料(特别是纤维掺加剂)及路表含有一定的水份； （8）摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。
三、SMA的施工现场监理1、重视施工前期的监控
监理应首先对已确定的施工单位的 资质、 人员、设备、组织系统等进行了解，提出建议和意见，并在施工过程中对前 期工作完成情况进行检查。如对施工组织设计的审查、监理大纲的交底 等，并召开由业主、承包商、监理单位参加的协调会，现场解决施工中可能出现的问题。
2、实行预防为主的原则
在监理过程中，我们除把握好各工序的质量验收，还对施工过程中较易出现的质量问题向施工单位提出监理意见，尽可能地将隐藏在施工过程中的一些事故因素消灭在萌芽状态， 使施工单位不返工或尽量少返工。
3、及时检测，把握工程质量
为了确保SMA沥青罩面的施工质量，要及时对沥青路面平整度、密实度、厚度、弯沉、摩擦系数、构造深度 、油石比等进行检测，做到当天施工当天进行钻蕊取样，第二天出报告，对前一天的 施工质量进行评定，指导第二天的施工，如发现钻蕊取样后测定的密实度效果没有预期的理想，第二天及时调碾压顺序及遍数，使密实度达到满意的效果。4、对施工现场实行跟踪监理
施工过程中加强现场巡视，跟踪监理，有利于发现问题并及时予以解决，驻地监理要经常对后场堆料场进行巡视，要求承包商将各种材料分别堆放整齐，对细集料作好防雨工作，一旦发现细集料受潮，即要求施工单位进行处理。驻地监理一般开拌后就在拌和操作间，现场观察拌和情况，逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及一盘混合料的总质量，及时计算出矿料级配，与标准配合比进行对照。控制拌和时间，检查出料温度，发现问题及时处理。例如，由于拌和机只有四种拌和进料仓，且仓门开启快、关闭慢，这样造成用量少的细集料偏多，拌和料配合比不能满足要求，通过及时调整冷料仓进料比例，保证了配合比的设计要求。通过现场巡视，对发现运输车辆有剩余废料及油水混合物过多的情况，及时阻止运料车运入施工现场，并予以清除。检查出厂混合料的温度，对不满足温度要求的沥青混合料坚决予以废料，保证了沥青混合料的质量。四、结束语 SMA沥青玛蹄脂碎石混合料是一种间断级配密实型沥青混合料，它既考虑到AC、AM等级配的缺点，又尽量利用它们的优点，力求达到最佳级配，SMA混合料中的粗集料多、礦粉多、沥青多、细砂少，并含少许纤维增加剂，由于混合料中粗集料嵌锁，形成高稳定性的结构框架，沥青或改性沥青、细集料、粉料和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将结构框架组合成一起的高强度沥青混合料，使混合料具有非常好的高温抗车辙能力，更好的抗疲劳能力，高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性有明显的改善，而且混合料的间断级配在表面形成大的孔隙，具有较大的路面构造深度，降噪及防止水雾的性能有所改善，抗滑性能好，同时，由于混合料空隙率低，沥青的耐老化性能、混合料水稳定及耐久性都将明显提高，从而全面提高沥青混合料的路用性能。随着SMA在昌金高速公路A段上的成功运用，刷新了江西无SMA路面的历史，为我省推广应用SMA技术积累了宝贵经验。
沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Matrix Asphalt，简称SMA）是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。使用情况表明，SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低，而且低温性能良好。八十年代初石棉纤维禁用而引进木质素纤维后，SMA性能提高并得到广泛应用。下面我就结合有关技术规范和我国已有SMA路面施工及监理的成功经验对SMA的矿料组成设计、施工质量控制及施工现场监理作一些阐述。
一、SMA的组成设计
1、SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求
SMA混合料的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法进行，马歇尔试验的稳定度和流值并不作为配合比设计可以接受或者否决的唯一指标。配合比设计指标应符合下表规定的技术标准。
试验项目 单位 技术要求
当不使用改性沥青时 当使用改性沥青时
马歇尔试件尺寸 mm Φ101.6mm×63.5mm
马歇尔试件击实次数 两面击实50次
空隙率VV % 3～４
矿料间隙率VMA 不水于 % 17.0
粗集料骨架间隙率VCAmix 不大于 VCADRE
沥青饱和度VFA % 75～85
稳定度不小于 KN 5.5 6.0
流值 mm 2～5 —
2、设计矿料级配的确定
SMA路面工程设计级配范围采用下表规定的矿料级配范围
级配类型 通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）
26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
中粒式 SMA-20 100 90-100 72-92 62-82 40-55 18-30 13-22 12-20 10-16 9-14 8-13 8-12
SMA-16 100 90-100 65-85 45-65 20-32 15-24 14-22 12-18 10-15 9-14 8-12
细粒式 SMA-13 100 90-100 50-75 20-34 15-26 14-24 12-20 10-16 9-15 8-12
SMA-10 100 90-100 28-60 20-32 14-26 12-22 10-18 9-16 8-13
在工程设计级配范围内,调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的4.75mm通过率处于级配范围的中值、中值±3%附近，而3个级配的矿粉数量大体相同，使0.075mm通过率为10%左右，从3组初试级配的试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAmix＜VCADRE及VMA＞16.5%的要求，对有1组以上级配同时符合要求的，以4.75mm(或2.36mm)通过率大且VMA较大的级配为设计级配。
3、沥青用量的确定
根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.2%～0.4%为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标，同时进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合规范规定的技术要求，最后根据希望的设计空隙率，确定油石比，作为最佳油石比OAC。
4、配合比设计检验
经配合比设计确定矿料级配和最佳沥青用量后，必须按下表的要求进行各种检验，并符合设计要求，不符要求的必须重新进行配合比设计。
检验项目 单位 技术要求 试验方法
当不使用改性沥青时 当使用改性沥青时
谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失 % 不大于0.2 不大于0.1 T0732
肯塔堡飞散试验的混合料损失（20℃） % 不大于20 不大于15 T0733
车辙试验动稳定度 次/mm ＞1500 ＞3000 T9719
不稳定性、残留马歇尔稳定度
冻融劈裂试验残留强度比 %
% 75以上
75以上 80以上
80以上 T0709
T0729
渗水系数 ＜80 T0730
构造深度 mm 0.8～1.5 T0731
二、SMA的施工控制1、施工前准备工作
SMA施工前除按普通沥青混合料进行常规检查外，还应检查以下几个方面： （1） 木质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。 （2） 对于现场加工SBS改性沥青的工程，改性剂SBS的存放时间不宜太长，以防止老化。 （3） 对木质素纤维添加设备进行计量标定，木质素纤维添加设备不得受潮。 （4） 改性沥青运输温度不低于150℃，保温贮存温度不低于140℃，不得长时间存放；对现 场加工的改性沥青必须不间断地搅拌，以防改性剂离析。 （5） 制作好的改性沥青的温度应该满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求，在满足施工的前提 下，沥青的加热温度不应太高，一般控制在170℃～180℃之间。2、SMA的制拌生产
SMA采用的间歇式沥青拌和机额定生产能力为200t/h，实际生产能 力为133～155t/h。在采用间歇式沥青拌和机时，SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是：
（1）木质素纤维的分散拌匀非常重要，干拌时间延长5～15s，加入沥青后的拌和时间延长 5-10s，总生产时间延长15～25s。（2）由于沥青可能会离析，SMA不应在贮料仓里储备时间过长，贮料仓里SMA的数量不宜过多。（3）采用人工添加木质素纤维易产生由于人为因素而少加或多加的现象，从而 影响SMA的使用品质；采用机械添加木质素纤 维应防止输送管道堵塞。 （4）由于SMA使用了SBS改性瀝青，拌和温度比拌普通沥青混合料提高了10℃～20℃左右。沥青加热温度掌握在170℃～180℃；矿料加热温度在185℃～195℃；矿粉和纤维不加热；混 合料出料温度控制在170℃～185℃（实际施工时的温度范围）, 当混合料超过195℃时，予以废弃。实践证明，这样的温度施工没有困难。
3、SMA的摊铺和碾压成型
SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂，混合 料的摊 铺温度宜为160℃～180℃，温度低于140℃的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时，不 宜摊铺改性沥青SMA；SMA的摊铺厚度应根据试验路的数据来确定（SMA的松铺系数通常在1.1 5～1.20之间）。SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实，不得等候。压路机应以2～ 4km/h的速度进行均匀的碾压，碾压按初压（1遍）、复压（2遍）、终压（1遍）三阶段进行，终压温度一般控制在110℃130℃（实际施工时的温度范围）, 终压时不得振动。在碾压过程中，可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压 而不产生推拥，碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水（经测定，SMA路面构 造深度在0.9～1.25之间）。SMA的碾压与普通沥青混凝土碾压相比，有以下几点值得注意：（1）为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，水中掺少量的清洗剂 或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。 （2）压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3～1/4轮宽，碾压工作面长度30～50m。 （3）SMA面层一旦达到足够的密度后，碾压即应停止，过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合 料被挤压到路表面，影响构造深度。工作中应密切注意路表情况，防止过度碾压。 （4）由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机 碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面而达不到压实效果。
4、SMA混合料沥青含量的控制
设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量 过多，将造成粗骨料之间的分离，易产生油斑；沥青用量过少，混合料将难以压实，空隙率过高，骨料之间的沥青膜过薄，从而影响其耐久性。因此，在实际操作过程中应随时控制每天SMA混合料的沥青用量，每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验，及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标，并作相应调整。SMA混 合料出料以混合料拌和均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料 为度，拌和时间视实际情况可相应增减。
5、油斑的成因及处理方法
在SMA路面摊铺、辗压成型过程中，路面可能会出现油斑。产生油斑的原因有以下几点： （1）运输距离较远，SMA混合料中骨料与沥青产生离析； （2）SMA混合料温度过高，改性沥青发生老化； （3）纤维掺加过少； （4）拌和时间太短，SMA混合料拌和不够充分； （5）用油量过高； （6）压路机碾压遍数过多，使路面超压； （7）拌和料(特别是纤维掺加剂)及路表含有一定的水份； （8）摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。
三、SMA的施工现场监理1、重视施工前期的监控
监理应首先对已确定的施工单位的 资质、 人员、设备、组织系统等进行了解，提出建议和意见，并在施工过程中对前 期工作完成情况进行检查。如对施工组织设计的审查、监理大纲的交底 等，并召开由业主、承包商、监理单位参加的协调会，现场解决施工中可能出现的问题。
2、实行预防为主的原则
在监理过程中，我们除把握好各工序的质量验收，还对施工过程中较易出现的质量问题向施工单位提出监理意见，尽可能地将隐藏在施工过程中的一些事故因素消灭在萌芽状态， 使施工单位不返工或尽量少返工。
3、及时检测，把握工程质量
为了确保SMA沥青罩面的施工质量，要及时对沥青路面平整度、密实度、厚度、弯沉、摩擦系数、构造深度 、油石比等进行检测，做到当天施工当天进行钻蕊取样，第二天出报告，对前一天的 施工质量进行评定，指导第二天的施工，如发现钻蕊取样后测定的密实度效果没有预期的理想，第二天及时调碾压顺序及遍数，使密实度达到满意的效果。4、对施工现场实行跟踪监理
施工过程中加强现场巡视，跟踪监理，有利于发现问题并及时予以解决，驻地监理要经常对后场堆料场进行巡视，要求承包商将各种材料分别堆放整齐，对细集料作好防雨工作，一旦发现细集料受潮，即要求施工单位进行处理。驻地监理一般开拌后就在拌和操作间，现场观察拌和情况，逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及一盘混合料的总质量，及时计算出矿料级配，与标准配合比进行对照。控制拌和时间，检查出料温度，发现问题及时处理。例如，由于拌和机只有四种拌和进料仓，且仓门开启快、关闭慢，这样造成用量少的细集料偏多，拌和料配合比不能满足要求，通过及时调整冷料仓进料比例，保证了配合比的设计要求。通过现场巡视，对发现运输车辆有剩余废料及油水混合物过多的情况，及时阻止运料车运入施工现场，并予以清除。检查出厂混合料的温度，对不满足温度要求的沥青混合料坚决予以废料，保证了沥青混合料的质量。四、结束语 SMA沥青玛蹄脂碎石混合料是一种间断级配密实型沥青混合料，它既考虑到AC、AM等级配的缺点，又尽量利用它们的优点，力求达到最佳级配，SMA混合料中的粗集料多、礦粉多、沥青多、细砂少，并含少许纤维增加剂，由于混合料中粗集料嵌锁，形成高稳定性的结构框架，沥青或改性沥青、细集料、粉料和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将结构框架组合成一起的高强度沥青混合料，使混合料具有非常好的高温抗车辙能力，更好的抗疲劳能力，高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性有明显的改善，而且混合料的间断级配在表面形成大的孔隙，具有较大的路面构造深度，降噪及防止水雾的性能有所改善，抗滑性能好，同时，由于混合料空隙率低，沥青的耐老化性能、混合料水稳定及耐久性都将明显提高，从而全面提高沥青混合料的路用性能。随着SMA在昌金高速公路A段上的成功运用，刷新了江西无SMA路面的历史，为我省推广应用SMA技术积累了宝贵经验。