SMA瀝青路面施工技術(shù)研究

李東勝

(忻州市交通運輸局公路工程公司)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟以及公路交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，公路大型車輛以及超載車輛持續(xù)增加，公路瀝青路面中的車轍、泛油以及裂縫等早期病害問題日益突出。為了解決瀝青路面的早期病害問題，提高瀝青路面的高低溫性能以及水穩(wěn)定性，SMA 路面在公路工程應(yīng)用逐步普及，已經(jīng)成為公路工程重要的路面形式。但是SMA 路面由于施工工藝與普通瀝青路面也有較大的不同，因此對于施工作業(yè)管理也提出了新的要求，施工技術(shù)人員必須結(jié)合SMA 路面的特點，強化質(zhì)量管理，以充分發(fā)揮SMA 路面的技術(shù)優(yōu)勢，提高公路工程的整體建設(shè)水平。

1 SMA 混合料結(jié)構(gòu)組成特點

SMA 區(qū)別于骨架嵌擠型的AC 密級配混合料最大不同之處在于采用間斷級配，通過粗集料碎石形成骨架，并由瀝青、礦粉、纖維以及少量細集料填充形成瀝青瑪蹄脂，SMA的結(jié)構(gòu)特點主要有以下幾方面:

(1)粗集料與礦粉用量相對較高。SMA 屬于間斷級配，為了形成骨架結(jié)構(gòu)，粗集料的顆粒含量很高，一般情況下粒徑超過4.75 mm 的粒徑含量可以達到70%～80%，同時礦粉的用量也較高，用量通常在8%～12%，粉膠比往往在常規(guī)的1.2 的之上。

(2)細集料的用量較少。出于間斷級配結(jié)構(gòu)的需要，在SMA 中細集料的用量很少，4.75 mm 以下細集料的用量通常不足30%，基本上不參與骨架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

(3)瀝青用量較高。SMA 混合料的瀝青用量通常要比普通瀝青混合料高出1%以上，而且對于瀝青結(jié)合料的粘結(jié)性、溫度穩(wěn)定性有著更高的要求，因此在SMA 混合料中一般選擇使用改性瀝青改善瀝青的感溫性與粘附性能。

(4)少量使用纖維穩(wěn)定劑。由于SMA 混合料中瀝青用量較高，因此在混合料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，往往需要使用纖維穩(wěn)定劑起到加筋作用，以改善瀝青混合料的性能。纖維穩(wěn)定劑主要采用木質(zhì)纖維素或者是礦物纖維。

SMA 混合料“三多一少”的結(jié)構(gòu)特點，提高了混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、抗滑抗裂性，不僅可以有效的解決瀝青路面常見的車轍、開裂等病害問題，而且還可以起到降低噪聲的作用，因此在我國高等級公路路面中的應(yīng)用較為普遍。

2 SMA 混合料原材料的質(zhì)量要求

(1)瀝青膠結(jié)料。為提高整體路面結(jié)構(gòu)的承載力和整個瀝青面層的抗車轍能力，SMA 瀝青混合料一般采用SBS改性瀝青，對于瀝青質(zhì)量重點確保針入度、延度、軟化點、閃點、溶解度、彈性恢復(fù)、老化性能等技術(shù)指標(biāo)滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。

(2)粗集料的選擇。由于粗集料在SMA 混合料中起到骨架作用，因此粗集料的質(zhì)量及其物理性能對路面的使用性能有著非常重要的影響。對于粗集料應(yīng)當(dāng)選擇使用清潔、無塑性的基性火成巖(玄武巖)，重點確保集料堅硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近立方體，具有良好的顆粒形狀與表面紋理，而且與瀝青應(yīng)有良好的粘附性。同時應(yīng)對粗集料的壓碎值、洛杉磯磨耗損失、表觀相對密度、吸水率、堅固性、針片狀顆粒含量、軟石含量等指標(biāo)進行試驗檢測，確保滿足施工使用要求。

(3)細集料。SMA 混合料中的細集料應(yīng)采用堅硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)并有適當(dāng)級配的機制砂，同時應(yīng)該對細集料的表觀相對密度、堅固性、含泥量、砂當(dāng)量、亞甲藍值、棱角性等技術(shù)指標(biāo)進行試驗檢測，確保滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。

(4)填料。填料應(yīng)盡量采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔，同時確保礦粉的表觀相對密度、含水量、粒度范圍、親水系數(shù)、塑性指數(shù)、加熱安定性等技術(shù)指標(biāo)滿足使用要求。此外，為了提高瀝青混合料的抗水損害能力，礦粉中宜摻加部分生石灰粉，生石灰粉的含量應(yīng)占骨料的1.3% ±0.3%左右。

(5)纖維穩(wěn)定劑。纖維穩(wěn)定劑大多采用木質(zhì)纖維素，重點確保纖維長度、灰分含量、吸油率、含水率等幾項技術(shù)指標(biāo)的合格。

3 SMA 混合料的配比設(shè)計

(1)礦料級配設(shè)計。按照施工技術(shù)規(guī)范的要求，SMA 混合料工程設(shè)計級配范圍應(yīng)滿足表1 的級配范圍的要求。

表1 SMA 礦料級配范圍

(2)配比設(shè)計。SMA 混合料配合比設(shè)計采用馬歇爾試驗配合比設(shè)計方法，應(yīng)該分目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計和生產(chǎn)配合比設(shè)計驗證三個階段進行混合料的配比設(shè)計。同時在配合比設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行車轍試驗、水穩(wěn)定性檢驗及低溫小梁彎曲試驗。配比設(shè)計的具體設(shè)計要求如表2 所示。

表2 SMA 混合料馬歇爾試驗配合比設(shè)計技術(shù)要求

4 SMA 路面施工管理

(1)混合料的生產(chǎn)與運輸。SMA 混合料的拌和溫度要與所采用瀝青相對應(yīng)，并通過粘溫關(guān)系曲線確定。對于在SMA 混合料中常用的SBS 改性瀝青拌和溫度一般控制在180～185 ℃。瀝青混合料拌合時間需經(jīng)試拌確定，一般是先添加集料與纖維干拌10 s 左右，然后添加礦粉與瀝青濕拌40 s左右。在混合料的拌和生產(chǎn)過程中，應(yīng)該對出料情況進行跟蹤檢查，并采用馬歇爾試驗、抽屜試驗、析漏以及飛散試驗對油石比、級配以及物理力學(xué)指標(biāo)等進行試驗檢測，確保滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。為了避免出現(xiàn)混合料的離析問題，在裝料過程中，不能一次性裝成錐形，應(yīng)前后移動車輛呈“山”字型裝料，按照前部再后部最后中間的順序進行裝料。瀝青混合料運輸過程中應(yīng)采取蓬布保溫措施，除頂端保溫還要注意側(cè)壁保溫，確保到場的混合料攤鋪及壓實溫度滿足施工要求。

(2)現(xiàn)場攤鋪施工。正式攤鋪作業(yè)前，應(yīng)該對攤鋪機的熨平板進行預(yù)熱，確保熨平板溫度不低于100 ℃，并對攤鋪機的振搗裝置以及各個部位的連接進行檢查。如果攤鋪路幅相對較寬，瀝青攤鋪機應(yīng)該采用梯隊作業(yè)方式，確保兩幅之間應(yīng)有3～6 cm 左右寬度的搭接，并避免在車道輪跡帶搭接。為了保證混合料的初始壓實，攤鋪機熨平板應(yīng)具有合適的振搗頻率和振幅。攤鋪過程的主要問題是采取適當(dāng)?shù)臄備佀俣?，一般控制?～3 m/min 左右。施工中應(yīng)嚴(yán)格保證混合料的供應(yīng)和連續(xù)攤鋪，在攤鋪過程中絞籠中的混合料不得少于2/3，混合料攤鋪過程中不得隨意停機，并注意現(xiàn)場的控制管理以減少離析現(xiàn)象。

(3)壓實施工。由于壓實度的高低直接影響到瀝青路面的使用壽命和早期損害的可能性，因此在施工過程中應(yīng)該將壓實度作為施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。對于SMA 路面的碾壓施工作業(yè)管理上，應(yīng)該嚴(yán)格按照試驗段確定的參數(shù)要求，合理的配置括壓路機的臺數(shù)、噸位及機型，同時明確壓路機與攤鋪機的距離、碾壓溫度、碾壓速度、壓路機灑水情況、碾壓段長度、調(diào)頭方式等相關(guān)施工作業(yè)的要求。對于瀝青路面的壓實，應(yīng)該按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則進行路面碾壓，控制控制碾壓段的長度在20～30 m 左右，采用雙鋼輪壓路機分別靜壓、振動碾壓1 遍作為初壓，之后采用震動壓路機進行7～8 遍左右的復(fù)壓，最后采用雙鋼輪壓路機靜壓1遍收光。需要注意的是，在SMA 路面施工中，嚴(yán)禁使用膠輪壓路機以免造成瀝青瑪蹄脂被擠出。為達到良好的壓實效果，在現(xiàn)場壓實的控制上應(yīng)該按照平均空隙率4%～6%，極值3%～7%的要求進行壓實度的控制。

5 結(jié) 語

SMA 路面作為目前公路工程施工中較為常見的一種路面形式，對于改善瀝青路面路用性能，延長路面使用壽命具有非常關(guān)鍵的作用。為了確保SMA 路面施工質(zhì)量，必須按照工程施工技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)要求，在SMA 混合料的生產(chǎn)、施工方面細化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，進而確保SMA 路面優(yōu)良性能的發(fā)揮。

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