1 前言

改革开放之后，为了适应我国经济的快速发展，国家相

继投资建成了一条条高速公路，这些高速公路的建成通车不

仅大大促进了交通运输水平的发展，更为我国各地区经济的

发展作出了不可磨灭的贡献。但是随着高速公路使用时间的

增长，其路面早期破损问题也逐渐显现出来，调查显示，裂

缝与车辙在沥青路面裂缝、松散、车辙、沉陷、坑槽等早期

破坏类型中占80%~90%左右。因此，在原有公路的改扩建

以及新建高速公路中，除了采用了高标准、高要求的设计方

案以及保证施工质量外，我们还要特别重视采用高性能的沥

青路面材料。沥青马蹄脂http://www.whfs88.com/as/bdfdnfkj/index.html

碎石混合料（SMA）以其所具有的

高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性能和防水性能等优良的表

面特性以及良好的耐久性等优良的路用性能，从开始发现便

受到广大道路工作者的普遍推崇，近年来更是在世界各国高

速公路建设中得到广泛应用。

2 研究状况

3正文阐述

摘要  正对目前沥青路面存在的问题，对沥青玛蹄脂碎石路面（SMA）的特性、设计及其施工中应注意的问题做一简要总结

关键字  沥青玛蹄脂 特性 设计 施工

沥青路面作为高等级公路的主要路面结构形式，

早期损坏的现象时有发生，在交通量迅速增长、车辆

大型化日趋明显的交通环境下，正面临着严峻考验。

沥青路面损坏的原因是多方面的，但材料问题是其中

重要的原因之一。沥青玛蹄脂http://www.whfs88.com/zrmtz/index.html碎石混合料

( SMA) 是在普通沥青路面难以适应交通需求的条件

下，从改善沥青结合料性能和沥青混合料矿料级配的

角度来提高沥青路面使用性能的新型路面结构材料。

3.1 SMA 特性

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。沥青结合料主要提高沥青混凝土的感温性

( 即高温稳定性和低温韧性) 、防止混合料分散并提高路用

性能，通常采用改性沥青。改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高

分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺

剂( 改性剂) ，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成

的沥青结合料。

改性沥青SMA 路面具有如下特性:

( 1) 改性剂必须完全分散在沥青中，才能充分发挥其效

能;

( 2) 改性沥青及SMA 混合料具有粗集料多，矿粉多，改

性沥青结合料多，细集料少，掺纤维稳定剂，材料要求高的特

点。特别是对粗集料的坚韧性、颗粒形状和棱角性的要求很

高;

( 3) 只有在高温状态下碾压才能达到密实效果，且不产

生推拥;

( 4) 改性沥青及SMA 混合料致冷后非常坚硬，强度高。

SMA 属于间断级配的沥青混合料，它既有一定数量的

粗集料形成骨架，又有足够的细集料填充到粗集料之间的空

隙中去。沥青用量比普通混合料高1% 以上，因此使它同时

具有较高的粘结力和内摩阻力。SMA 明显特点是三高一低

一剂，即高用量的轧碎粗骨料，以提高抗车辙能力; 高沥青用

量和高矿粉用量，促使沥青膜加厚，混合料孔隙小，其耐水

性、耐老化性能和耐久性能都有提高; 低的细集料含量; 添加

纤维稳定剂，在混合料中起加筋、分散、吸附、吸收沥青和稳

定的作用，并通过增加沥青与矿料之间的粘附性，通过油膜

的粘结，提高集料之间的粘结力，改善胶结剂( 玛蹄脂) 的高

低温性能，增强混合料的抗裂、耐磨能力。这也是SMA 混合

料组成设计必不可少的前提条件和依据。

将SMA 与普通的密集配沥青混凝土AC 相比，AC 的组

成中细集料大体上占到一半，从钻芯试件可以清楚地看到沥

青砂浆已经把粗集料撑开，粗集料实际上是悬浮在沥青砂浆

中，彼此相互并未精密接触，由于粗集料之间有相当大的空

隙，故而交通荷载主要是由沥青砂浆承受，AC 抵抗荷载变形

的能力很大程度上受到矿料级配、矿料间隙率、空隙率以及

沥青砂浆比例的影响，在高温条件下沥青砂浆的粘度变小，

承受变形的能力急剧降低，很容易产生永久变形，造成车辙、

推拥等，而SMA 的组成中，粗骨料骨架占到70% 以上，混合

料中粗集料相互之间的接触面或支撑点很多，细集料很少，

玛蹄脂部分仅仅填充了粗集料之间的间隙，交通荷载主要由

粗集料骨架承受，由于粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，

沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温

条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也

会很小，因而有较强的高温抗车辙能力，而这一点是极其重

要的，即充分利用了集料嵌挤作用提高高温抗车辙能力。当

然AM 同样有相当多的粗集料，也有良好的石料嵌挤作用，

但使用沥青较少，空隙率太大，沥青与集料的粘结性不足，集

料之间充满了水分，水分对混合料的浸蚀使沥青与集料脱开

造成剥落，很容易造成雨季大面积破坏，而且低温抗裂也不

好，所以沥青碎石的耐久性很差，AK 也存在同样缺点。

3.2 SMA 设计中应注意的问题 沥青胶泥

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( 1) 空隙率指标。马歇尔试件的空隙率应采用表干法

测定，试件的空隙率主要由沥青用量控制的，减少沥青用量

使空隙率增大。我国的SMA 沥青用量相对较少，经常会遇

到空隙率偏大的情况。但是如果沥青用量不能再大，再增大

可能会泛油，例如出现油石比已经超过6． 0%，而空隙率仍

然大于3% ～ 4%的情况时，必然是集料的间隙率太大的缘

故，此时只能适当增加4． 75 mm 的通过率，如果VMA 已经大

于17%，沥青用量也不多，空隙率偏小，达不到3% 那很可能

是测定的精度不足，应进行复查。在计算空隙率的基准密度

时，从理论上讲以采用实测的最大密度为好，但现在SMA 沥

青混合料大都用改性沥青，这样混合料在水中的分散往往比

较困难，这时就要求用计算的理论密度。在计算理论密度时

又会遇到困难，那就是纤维的密度和纤维吸收沥青的问题，

矿物纤维和有机纤维吸入纤维内部的沥青少，而木质纤维吸

入沥青较多，影响势必增大，如果将纤维的比例忽略不计，实

际是将纤维算成集料了，其比例的差异将使计算的空隙率变

大，另外，计算理论密度时，除5 mm 以下的石屑等难以测定

的部分外，集料密度应采用毛体积相对密度。

( 2) SMA 的马歇尔稳定度一般比普通密级配沥青混凝

土要小得多，其原因是因为马歇尔试验的荷载方式对SMA

是不利的。马歇尔试验表面上是受压，其实试件内部的破坏

是受拉而致。SMA 材料有70%以上是接近于单一粒径的粗

集料，在受压时能产生相互嵌挤而不能抗拉。混合料中主要

依靠沥青玛蹄脂结合料抗拉，但在试验温度60 ℃时粘度低，

对受拉不可能产生多大的抵抗，因而马歇尔稳定度较低，一

般在5 ～ 8 kN 左右。但是，马歇尔稳定度低并不意味着SMA

高温稳定性差，马歇尔试验的目的主要有配合比设计时确定

最佳沥青用量和施工中进行质量检验。SMA 的高温稳定性

主要由车辙试验的动稳定度和抗永久变形能力来表达的。

( 3) 根据试验，马歇尔试验的流值一般要比普通沥青混凝

土大，尤其在使用改性沥青的情况下更是如此。尽管马歇尔试

验的稳定度和流值并不像普通热拌沥青混合料那么重要，但马

歇尔试验仍是拌和厂的主要质量检测项目，其目的是首先检测

混合料试件的密度和空隙率、VMA、VCA、VFA 等四大体积指标，

以确定是否满足SMA 构成的必要条件，同时检测马歇尔试验的

稳定度和流值，测试马歇尔试验的稳定度和流值目的是主要看

试件质量的稳定性，是否能稳定在一个基本不变的水平上。

SMA 路面集中了AC 路面的空隙率小、水稳定性及耐久

性好，和AM 路面的集料嵌挤作用好、高温抗车辙能力强，以

及AK 路面抗滑性能等优点，同时克服了AC 路面的高温稳

定性能不足、AM 及AK 的不耐裂、老化、抗水损坏性能差的

特点，形成一种新型的沥青混凝土结构，值得推广和应用。

3.3 SMA 路面施工工艺

3.3．1 施工准备  沥青胶泥

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为使SMA 沥青路面良好的路用性能得到充分的

发挥，在路面施工前应做好: ①检查下承层，要求强

度高、稳定性好、密实平整; ②检查原材料，使其规

格、品种、级配、针片状矿物含量、含泥量、含水

量、风化矿物含量等符合要求; ③检查调试施工机械

设备，包括拌和机、运料车、摊铺机、压路机等施工

机械，要求工作性能良好; ④检查纤维稳定剂的存

放，要求在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。此

外，还应对稳定剂添加设备进行计量标定，使其计量

精度满足要求; ⑤编制实施性施工组织设计，制定科

学合理的施工方案，为确保施工质量与施工安全提供

组织保证。

3.3.2 混合料的拌和

为确保松散型木质素纤维的添加准确、均匀，保

证改性的质量，减少或避免路面油斑的产生，在

SMA 混合料生产时，需使用纤维添加设备来确保

SMA 混合料的质量。

沥青混合料拌和时间应以混合料拌和均匀，纤维

掺加剂均匀分布，矿料颗粒全部裹覆沥青结合料

为度。SMA 改性沥青混合料拌和加热温度应控制在175

～ 185℃，矿料加热温度在195℃ 左右; 矿粉和纤维

不加热，混合料出料温度应高于175℃; 当混合料温

度超过195℃应予废弃。拌制的混合料应均匀一致、

无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象，不

符合要求不得使用。

3.3.3混合料的运输、摊铺与碾压

改性沥青混合料应采用大吨位自卸车运输，为防

止沥青与车厢板粘结，车厢侧板和底板可涂一薄层油

水混合液( 柴油与水比例为1∶ 3，但不得有余液积聚

在车厢底部。为保证摊铺温度，必要时运输采取加盖

毡布等切实可行的保温措施。

混合料摊铺前必须将工作面清扫干净，如用水

冲，晒干后才能进行摊铺作业。如下层路面已经过行

车碾压，摊铺前须洒粘层油，用量为0. 4L /m2。改性

沥青混合料必须采用机械摊铺，摊铺机必须具备自动

或半自动调节厚度及找平装置，必须具有振动熨平板

或振动夯等初步压实装置，摊铺幅面为全幅型。混合

料摊铺温度宜为170℃左右，当低于150℃时混合料

禁止使用。混合料的松铺系数应根据试验段的数据来

确定，一般按1. 25 左右掌握。

碾压是施工控制中的重要环节，而碾压过程中碾

压温度至关重要，碾压温度不得低于140℃。混合料

的碾压按初压、复压二阶段进行，压路机应以≥

5km/h 的速度进行均匀碾压。初压应在热料摊铺达到

可碾压长度后随即进行，初压温度不得低于160℃，

压路机以静碾状态由低处向高处碾压1 遍。复压应在

初压完成后紧接着进行，压路机以高频低振状态碾压

4 遍( 试验段施工时可予调整) ，使混合料压实度不

小于理论密度的95% 或马歇尔密度的98%。为防止

混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水，但要防止过量

洒水引起混合料温度的骤降。采用振动压路机压实沥

青混合料路面时，压路机轮迹的重叠宽度不应超过

20cm 但采用静钢轮压路机时压路机轮迹的重叠宽度

不应小于20cm。压路机的启动、停止必须缓慢进行，

防止混合料产生推移。为防止沥青路面表面透水

( 压实不足) 或构造深度过小( 压实过大) ，碾压工

作中应密切注意路表情况。沥青胶泥 3.3.4 接缝施工

沥青路面的各种施工缝处往往由于压实不足，容

易产生台阶、裂缝、松散等病害，影响路面的平整度

和耐久性，施工时必须十分注意。阻燃玛蹄脂

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（1）改性沥青混合料路面冷却后很坚硬，冷接

缝处理很困难，因此应尽量避免出现冷接缝。

(2) 纵缝施工。对当日先后铺筑的两个车道，

摊铺宽度应与已铺车道重叠5 cm 左右，所摊铺的混

合料应高出相邻已压实的路面，以便压实到相同的厚

度。对不在同一天铺筑的相邻车道，或与旧沥青路面

连接的纵缝，在摊铺新料之前，应对原路面边缘加以

修理，要求边缘凿齐，坍落松动部分应刨除，露出坚

硬的边缘。缝边应保持垂直，并需在涂刷一薄层粘层

沥青之后方可摊铺新料。纵缝应在摊铺之后立即碾

压，压路机应大部分在已铺好的路面上，仅有10 ～ 15

cm 的宽度压在新铺的车道上，然后逐渐移动跨过

纵缝。

(3) 横缝施工。横缝应与路中线垂直。接缝时

先沿已刨齐的缝边用热沥青混合料覆盖，以资预热，

覆盖厚度约15 cm，在接缝处沥青混合料变软之后，

将所覆盖的混合料清除，换用新的热混合料摊铺，随

即用热夯沿接缝边缘夯捣，并将接缝的热料铲平，然

后趁热用压路机沿接缝边缘碾压密实。双层式沥青路

面上下层的接缝应相互错开20 ～ 30 cm ，并做成台阶

式衔接。

4.结论

已有的工程实践表明，SMA 路面在高温抗车辙、

低温抗裂、疲劳抗裂及抗水损害、抗滑和耐久性等方

面都比传统的沥青路面优越，它能全面提高沥青路

面的使用性能。因此为防止沥青路面在重载作用下产

生车辙、推拥和波浪等病害，充分利用沥青玛蹄脂碎

石混合料路面所具有的优异路用性能是可供选择的一

种有效措施与方法。故SMA路面适用于交通流量和行驶频度急剧增长，客运车的轴重不断增加，严格实行分车道单向行驶的

城镇主干道和城镇快速路。

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