SMA瀝青面層施工質量控制要點分析

辛 格 勇

(晉中路通公路開發有限公司，山西 晉中　030600)

0　引言

在我國，SMA瀝青面層是一種新型的路面結構，具有空隙率小，水穩定性及耐久性好，是一種理想的瀝青路面混合料結構。在高速公路施工中，上面層采用SMA結構形式，可使得路面使用性能顯著增強，使得壽命有效延長。適用于高速公路、城市主干道和機場跑道等高等級路面。

在我國某高速公路施工中，路面結構為：水穩基層+下面層AC-25+中面層AC-20+上面層SMA-13。其建成通車后不久，就出現了路面破壞嚴重現象。經查為運砂車輛超載嚴重，砂粒沿路灑落。砂中含有的大量水滴在路面上，使得路面長期處于水飽和狀態。路面長期受超載、水飽和及砂粒的不利作用，承受“砂粒+車輪”的組合磨耗，出現嚴重病害就不可避免了。

為提高路面的安全性、耐久性，決定重鋪該高速公路路面表面層，以延長路面使用壽命。SMA路面施工難度大，壓實度要求高，須進行嚴格的質量控制，確保施工質量符合設計要求。筆者結合自身施工經驗，結合該路面重鋪施工，對施工中的質量控制措施進行了總結和分析，以期借鑒。

1　概述

在SMA混合料中，粗集料采用間斷級配，占集料總量的70%以上，礦粉多，粗集料顆粒間形成良好的嵌擠效果，表現出成型后路面的具有顯著的抗荷載能力和抗高低溫性能。

在SMA混合料結構中，內部空隙率很小，一般在3%～4%，混合料幾乎不滲水，具有良好的水穩定性和耐久性。選擇的石料堅硬、耐磨，壓實后的路面表面構造深度大，路面抗滑性能優越。

在高速公路面層中推廣和使用SMA混合料，大幅提高路面的使用性能，有利于減少維修和養護費用，路面壽命顯著延長，經濟效益和社會效益顯著。在工程成本上，盡管初期投資增加，但在路面的全壽命周期內，仍具有顯著的經濟效益。

2　混合料設計

確定初試級配，在確定的級配范圍內，合理確定3個不同的4.75 mm通過率的級配后，進行試件制備。對制備的試件的各項物理指標進行測定并優選后，后續設計在合理確定其中一組級配后將繼續進行。最后進行300 m試驗段試鋪。

3　原材料質量

1)粗集料。在SMA結構中，粗骨料采用斷級配，是確保實現路面抗荷載性能的關鍵。當粗骨料存在硬度不足或顆粒棱角較少時，形成嵌鎖效果就不好，路面容易出現密實度和耐久性差的問題。

SMA混合料中，碎石用量大，粗集料嵌擠效果的好壞取決于石料的堅韌性、顆粒形狀和棱角性。須對進場材料進行了質量檢驗，在規定范圍內合理選擇粗骨料級配、形狀和硬度，不合格材料嚴禁進場。

采用的石料應抗壓碎值高，表面粗糙、有棱角。應嚴格限制扁平顆粒含量，要求小于1∶3比例的顆粒含量不大于15%。按照0 mm～3 mm，5 mm～10 mm，10 mm～15 mm三檔進行備料。

為確保混合料組分間的粘結效果，采用堿性石料為宜，使用玄武巖較多。采用反擊破碎石機進行加工，不能用顎板式軋石機破碎，各項指標應符合抗滑表層混合料的技術要求，洛杉磯磨耗損不小于20%。

2)細集料。棱角性是影響瀝青混合料性能的關鍵指標。細集料一般要求用人工砂。也可用采石場篩下繁榮石屑人工砂，高溫穩定性好，表面粗糙，應嚴格控制扁片狀含量，保持細集料的潔凈。

3)礦粉。應盡量使用磨細的石灰石粉等堿性巖石磨的礦粉。采用石灰石粉的親水系數都小于1，與瀝青有良好的粘附性。

4)抗剝落劑。當石料與改性瀝青的粘附性達不到5級時，須添加抗剝落劑。通過大量的高溫穩定性對比試驗，選擇質量好的抗剝落劑。

5)木質素纖維。SMA混合料中加入顆粒狀木質素纖維，可有效的吸油、裹附混合料。其性能指標須符合設計要求。采用風送式纖維添加設備實現自動添加。

4　施工質量控制

SMA上面層為骨架密實型，對滲水系數要求比行業規范高，要進行施工質量的嚴格控制。在SMA施工中，存在難以壓實的難題，應采取措施確保路面壓實度。

通過對原路面的病害成因分析，確定路面出現滲水和密實度不足是導致出現面層病害的主因。可以看出，密實度不足是導致路面出現滲水的最主要因素，解決壓實度問題就是解決滲水問題。

4.1　施工培訓

在施工前，對參與施工人員進行全員培訓，制定并嚴格執行獎懲方案，通過多措施將人因失誤導致的壓實度問題降至最低。

4.2　混合料拌和

做好拌和作業質量控制，杜絕拌和不均導致的密實度不足問題。

在該重鋪施工中，采用廠拌法進行混合料生產。采用了JRM4500型間歇式瀝青混凝土拌和站，配備全自動控制和精確計量系統，保證上料精度和生產過程全記錄。

人工添加木質素纖維易產生人為因素多加或少加，增加木質纖維素投料機，采用機械添加方式，應注意避免輸送管道堵塞。

在混合料生成中，由于瀝青用量多，先加入礦料和纖維干拌20 s，再加入礦粉和瀝青濕拌50 s后出料，能確保木質素纖維分散更徹底、均勻，便于混合料充分拌和均勻。

由于粗集料含量較大，為防止出現離析現象，應盡量避免成品料的長時間存儲。

4.3　溫度控制

SMA混合料壓實度要求高，其碾壓溫度比一般混合料要高，為避免料溫過低，須從各環節采取措施進行溫度控制，加快攤鋪速度和碾壓速度，確保高溫狀態下的充分壓實。

在施工設計中，須綜合考慮攤鋪速度、運距及混合料生產速度等因素，確保拌和、運輸和攤鋪匹配，最大限度避免停機待料現象，以及確保各環節施工溫度，確保良好的壓實效果。對于運距較遠，溫度損失較大的，須采取各種措施予以解決。

在本項目施工中，為有效保證初始溫度，要求混合料的出場溫度須控制在180 ℃～190 ℃，將超過190 ℃的混合料予以廢棄。

在運輸途中，要求使用棉被覆蓋車廂兩側，使用雙層加厚帆布或棉被覆蓋車廂頂部。為避免棉被或帆布被風刮起散熱，須將其使用扎絲綁扎牢固。混合料卸料時，不允許揭開篷布，進行篷布整理須待卸料結束后方可進行。

須及時鋪攤運至施工現場的混合料，要求混合料攤鋪溫度在160 ℃以上。否則，作為廢料予以廢棄處理。

在攤鋪作業結束后，為實現在較高溫度下混合料及時得到壓實，壓路機須緊隨鋪攤機開展碾壓作業。

在本項目中，通過開展的上述一系列有效的保溫措施，實現了初壓溫度不低于165 ℃，實現了盡可能高的混合料溫度下的碾壓。

4.4　其他措施

在混合料施工過程中，嚴格按設計要求進行平整度、橫坡度、厚度和接縫等的質量控制，確保路面各項指標均達到設計要求。

在碾壓時，應合理控制松鋪厚度，過厚不易壓實。用兩臺攤鋪機成梯隊攤鋪，相距不能太遠，碾壓輪跡重復寬度嚴格進行控制，嚴格按照速度和遍數實施碾壓作業。

混合料運輸，運料車車廂底部要涂刷較多的油水混合物，前后移動分三堆裝料。

在SMA路面施工中，一定要防止縱向冷接縫出現。橫接縫對路面平整度影響很大，每天施工完畢后，在其尚未完全冷卻之前，就切割整齊，并利用水將接縫處沖洗干凈。

SMA路面混合料不得在氣溫和下臥層表面溫度低于10 ℃的寒冷氣候條件下施工。

參考文獻：

[1]丁小花.SMA瀝青混凝土路面的施工控制與試驗檢測[J].工程技術(文摘版)，2016(8)：43-46.