SMA路面可有效地防止瀝青混凝土路面的早期破壞，但國內傳統的SMA路面多采用改性瀝青和玄武岩作為原材料。由於受投資的限制，致使SMA路面在國省幹線中應用存在一定侷限性。在這種背景下，承德市交通運輸局通過實踐研究，在對當地原材料充分調查的基礎上，提出了經濟型瀝青瑪蹄脂碎石混合料（簡稱ＥSMA或經濟型SMA）的概念。經濟型SMA選擇石灰岩作為瀝青瑪蹄脂混合料中玄武岩的替代石料，並用普通瀝青替代瀝青瑪蹄脂中的改性瀝青。與傳統意義上的SMA相比，其是一種全新意義上的瀝青混合料，是由瀝青瑪蹄脂填充碎石骨架組成的骨架嵌擠型密實結構。
2014年12月24日，《經濟型SMA路面施工技術規程》在河北省發佈，2015年1月15日正式實施，標誌著經濟型SMA路面技術經過近4年多的研究應用，取得了較大的成果，並在河北省推廣應用。
ＥSMA路面結構組成
ＥSMA主要適用於瀝青混凝土路面的上面層，最小厚度不宜低於3ｃｍ，集料規格介於AＣ－13與AＣ－20之間。目前，承德市應用ＥSMA路面結構時存在有2種情況。（1）在大修工程和新改建工程的瀝青混凝土路面中，瀝青混凝土路面厚為9ｃｍ時，一般採用3ｃｍ厚ＥSMA上面層＋6ｃｍ厚AＴＢ－25瀝青碎石下面層。瀝青混凝土路面厚為8ｃｍ時，一般採用3ｃｍ厚ＥSMA上面層＋5ｃｍ厚AＣ－20瀝青混凝土下面層。（2）應用於中修工程時，通常先對原路面進行拉毛銑刨處理，灑鋪瀝青黏層後，加鋪3ｃｍ厚ＥSMA面層。如在資金條件充許的情況下，ＥSMA面層厚度宜適當增加。
ＥSMA路面結構總體應用情況
考慮到地質環境、氣候溫度、交通條件、路線標準等因素，在ＥSMA應用過程中，對溫度、重載交通、山嶺重丘、小半徑長大縱坡、軟土路基等不同條件下的路段進行了實體工程研究。2012年～2014年期間，先後在Ｇ111京加線、Ｇ112線、Ｓ252平青樂線、Ｓ357韓郭線、Ｓ355京建線、Ｓ257張隆線、Ｓ354京承線、省道承圍線、承圍支線、省道半虎線等10條國省幹線上實施了737.76ｋｍ經濟型SMA路面，其中大修路段212.89ｋｍ，中修路段312.96ｋｍ，新改建路段211.91ｋｍ。具體情況如下。
不同溫度條件下的ＥSMA路面
承德市地處北緯40°10′～42°37′、東經115°54′～119°15′之間，屬於燕山地槽與內蒙古高原過渡地帶。氣候呈溫帶向暖溫帶、半乾旱向半溼潤過渡的大陸季風型氣候，具有四季分明、雨熱同季、晝夜溫差大的特點。位於承德南部的興隆縣和灤平縣年均溫度7.5℃，夏季最高氣溫達到35℃。而承德北部的圍場、豐寧等壩上地區冬季寒冷，積雪時間長達7個月，年均氣溫－1.4℃，最低氣溫－43.2℃，年均無霜期110ｄ，最大凍土深1.8ｍ。
ＥSMA路面較瀝青混凝土路面具有較好的高溫抗車轍能力和低溫抗裂性能。在承德南部地區夏季最高氣溫達到35℃，經常產生車轍、推移等病害。在Ｓ355京建線、國道112線北營房～興隆縣城段應用了ＥSMA路面後，基本上解決了因高溫產生的車轍和推移等病害。在承德北部圍場、豐寧壩上地區年均氣溫－1.4℃，最低氣溫達到了－43.2℃，普通瀝青混凝土路面易產生橫向裂縫，引起龜裂、鬆散等早期病害。在省道半虎線張承界～大灘段、Ｓ351圍多線牌樓～樺樹林段、Ｇ111京加線、新改建工程Ｓ301御大線，應用ＥSMA路面後基本消除了路面橫向裂縫。
重載交通條件下ＥSMA路面
隨著承德市礦業經濟的迅速發展，承德境內的多條國省幹線公路成為鐵礦石和鐵精粉運輸的大通道，重載車輛日交通量增長較快。如省道Ｓ257張隆線上甸子～橋頭段位於灤平縣鐵礦的主產區，是當地運輸鐵礦石和鐵精粉的主要通道，重載汽車日交通量為4 497輛／ｄ，2004年新建的瀝青混凝土路面當年就因重載車輛過多產生車轍、推移、擁包、破損
等路面早期病害；2008年將該路段改建成水泥混凝土路面後，2010年就產生大量斷板、掉角、位移等病害；2014年大修工程應用了ＥSMA路面，至今未產生任何病害。
山嶺重丘區小半徑長大縱坡路段的ＥSMA路面
承德位於山嶺重丘區，小半徑長大縱坡路段較多，如省道承圍支線某段，連續縱坡長7470ｍ，由承德方向連續上坡3 870ｍ，高差129ｍ，平均縱坡3.3％，最大縱坡5.8％，大於5.7％縱坡段有2段共長680ｍ；連續下坡3 600ｍ，高差170.9ｍ，平均縱坡4.7％，最大縱坡5.8％，大於5.7％縱坡段有5段共長2 460ｍ，且有小半徑路段5處。由於長大縱坡路段較長，坡度較大，原路面極易產生推移、擁包等病害。2006年該路段峻工後，第二年就出現了推移、破損病害，每年均要進行挖補，造成了養護成本大幅增加。2012年在大修工程中應用了ＥSMA路面後，經過3年多的跟蹤檢測，沒有再出現推移、擁包、破損等病害，減少了養護投資。
重載交通條件下長大縱坡路段的ＥSMA路面
省道平青樂線羅家溝口～羅家溝樑路段是寬城縣運輸鐵礦石和鐵精粉的主要通道。該路段是承德市路況變化最為突出的路段，由於重載交通量大，重載汽車日交通量達到了8756輛／ｄ，且是典型的小半徑長大縱坡路段，連續縱坡長3000ｍ，高差123.63ｍ，平均縱坡4.2％，最大縱坡7％，縱坡為7％路段長500ｍ，縱坡為6％路段長570ｍ。該路段平曲線最小半徑60ｍ，半徑小於125ｍ曲線4處，其餘平曲線半徑多為250ｍ左右，車轍、推移、擁包等病害“久治不愈”。該路段全長4.748ｋｍ，含
1.175ｋｍ的水泥混凝土路面，其餘為5ｃｍAＣ－20下面層＋4ｃｍ AＣ－13上面層的瀝青混凝土路面。瀝青混凝土路面於2007年完工後即出現了大面積破損，且多次維修、多次破損。2008年將瀝青混凝土路面改為了水泥混凝土路面。2011年該路段水泥混凝土面板已嚴重破損，斷板、裂縫等病害已非常嚴重。2012年對此路段進行大修工程，大修工程方案應用了ＥSMA路面。
軟土路基路段
路面的壽命長短不但取決於路面自身的質量，也取決於路基質量的好壞。省道承圍支線北樑路段路線位於山腰位置，橫穿多處自然沖溝，填挖方變化頻繁，且填料多為溼陷性黃土，填挖高度均在10～45ｍ範圍內。新建工程完工後，其路基極不穩定，在短時間內出現了大面積的不均勻沉降，最大沉陷量達22.6ｃｍ，形成了頻繁起伏的路面現象，使得在1 000ｍ範圍路段行車十分不舒適，造成了極大的行車安全隱患，自工程交工後的當年就需要進行挖補。為徹底解決路基路面產生的隱患，2012年對該路段實施大修工程時，對軟弱路基採用碎石樁和注漿的辦法進行了處理，路面採用了3ｃｍ厚的ＥSMA上面層＋6ｃｍ AＴＢ－25下面層＋22ｃｍ水泥穩定碎石基層的路面結構形式。到2014年底，該路段使用狀況良好，行車較為舒適，目前還沒有進行過大面積的挖補。
ＥSMA路面使用性能評價
ＥSMA路面使用性能檢測
自2011年以來，承德市交通運輸局對ＥSMA路面的抗滲能力和抗滑能力進行了跟蹤檢測。
（1）抗滲及抗滑性能檢測。可以看出：2012年10月，以全線摩擦係數和滲水系數為指標進行評估，優等路率為100％，無次差路；2013年5月，以全線摩擦係數和滲水系數為指標進行評估，優等路率為100％，無次差路。為了解ＥSMA瀝青混合料材料內部結構情況，項目組對鋪築完的ＥSMA路面進行了鑽芯取樣。芯樣顯示，混合料在結構上形成了良好的骨架－嵌擠密實結構，具有較好的防透水性能。
（2）低溫抗裂及高溫抗車轍性能觀測。由於ＥSMA混合料的瀝青用量達到了6.2％，同時又摻加了一定比例的木質素纖維可以增強混合料的抗拉能力，而骨架密實結構又能夠吸收部分拉應力，因而低溫抗裂性能大為提高。從實際觀測看，大修路段冬季基本上沒有橫向裂縫產生，其他路段的橫向裂縫也大大減少。因為所跟蹤檢測路段路面使用時間尚短，ＥSMA路面還未出現車轍病害。
ＥSMA與SMA路面使用性能對比評價
可以看出，承圍線圍場段玄武岩普通瀝青SMA—13路面摩擦係數可達61.1，優於京建線興隆段石灰岩改性瀝青SMA－13和平青樂線寬城段ＥSMA路面的摩擦係數。且通過二次調查發現，圍場段路面摩擦係數下降僅為4.6％，抗摩擦性能下降相對較少。京建線石灰岩SMA－13興隆段為改性瀝青石灰岩SMA－13路面，平青樂線石灰岩SMA－13寬城段為普通瀝青石灰岩SMA－13路面，摩擦係數分別下降12.7％、14.3％，兩者摩擦係數變化不大。石灰岩SMA路段摩擦係數下降較玄武岩SMA路段下降較多，需要進一步改善。但經過7個月的磨耗，該路段抗滑性能能夠滿足較好的路用性能。從抗滑性能來看，玄武岩與石灰岩SMA路面在2012年檢測時相差不大。但從2013年檢測數據可以看出，採用玄武岩的SMA路面抗滑性能下降不大，但是石灰岩SMA路面有了較明顯的變化，這與石灰岩的耐磨性有關。總體來說，2013年較2012年抗滑性能略有下降，但各路段抗滑性能均處於“優”等級，抗滑性能指數綜合評價為優。
ＥSMA路面的經濟性分析
採用經濟型SMA路面後，路面的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、抗滑性能和耐久性較普通瀝青混凝土路面都有很大的提高，挖補面積大幅下降，可延長路面使用壽命，增加了經濟效益和社會效益。
（1）和傳統的SMA相比，經濟型SMA建設成本大幅下降。經濟型SMA每ｍ3瀝青混凝土節約資金為：184＋132＝316元／ｍ3。承德市交通運輸局從2012年開始在瀝青混凝土路面大中修工程中應用推廣經濟型SMA路面，3年間，共鋪築經濟型SMA路面的面積為6 639 840ｍ2，體積為199 195ｍ3，節約建設資金6 294萬元。（2）經過檢測和使用發現，其各項路用指標均優於普通瀝青混凝土。初步預測，路面使用壽命較普通瀝青混凝土可以延長3～5年，由此可節約養護成本26％。（3）承德市採用經濟型SMA路面後，路面使用質量提高，挖補面積和灌縫數量大幅下降。2012年挖補16.14萬ｍ2、灌縫303 621ｍ，2013年挖補9.84萬ｍ2、灌縫327 248ｍ，2014年挖補4.75萬ｍ2、灌縫253 129ｍ，同比下降39％，可節約養護資金1 097萬元。2014公路技術狀況指數達到了歷史最高水平，為87.4。
ＥSMA路面工程經驗
部分路段滲水超標
（1）粗細集料規格控制不規範則會直接影響到嵌擠型骨架結構，造成路面滲水超標。（2）在路面中修工程中，存在路面邊緣部分滲水超標問題。中修工程主要是在原路面上直接罩面，路緣石沒接高造成罩面靠近路緣石的部位無側向限制，使得混合料在碾壓過程中邊部不易形成密實結構。（3）由於拌和、計量等原因造成施工配合比出現異常，也是造成路面滲水超標問題的主要原因。
路面局部出現油斑
（1）由於纖維在拌和過程中不能充分分散均勻，會造成路面局部出現油斑，所以經濟型SMA混合料中摻加的纖維穩定劑宜選用絮狀木質素纖維，且應在混合料拌和過程中能充分分散均勻，在運輸及使用過程中應避免受潮、不結團。（2）混合料在運輸過程中應避免車輛顛簸和保證車廂清潔，避免混合料在運輸過程中出現離析，造成路面局部出現油斑。
結語
目前，我國SMA混合料較為常用的骨料為玄武岩、輝綠岩等質地堅硬的石料，這使缺乏玄武岩、輝綠岩石料的地區應用SMA混合料受到限制，導致SMA混合料在國內僅侷限於高速公路和少量的高等級公路應用。為此，本文對ＥSMA瀝青混凝土路面在承德地區的工程應用情況進行了總結，並通過對實體工程的跟蹤檢測，分析了經濟型SMA路面的技術使用效果，這將為經濟型SMA混合料的推廣和應用提供科學的理論依據與技術保障。
文章來源：中國瀝青路面網 http://www.asphaltpavement.cn/site/news_info.aspx?id=316