改性瀝青SMA路面施工技術在公路工程施工中的應用研究

花時濤

（甘肅省公路交通建設集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著我國城市道路系統建設和車輛保有量不斷增長，對道路性能要求不斷提高。改性瀝青SMA路面施工技術具有良好的抗變形能力、耐久性的瀝青面層混合料，由于開級配粗集料良好的嵌擠作用和改性瀝青瑪蹄脂粘結作用，提高了改性瀝青SMA路面抗車轍能力、低溫變形性能和水穩定性[1]。當前，改性瀝青SMA路面在我國高等級道路工程中應用日益廣泛，有效提高了我國道路系統使用壽命和路用性能。但由于SMA混合料稠度大、粘附性強，拌和、攤鋪溫度要求高，與AC混合料施工存在一定的差異，要求施工單位必須嚴格遵循《公路改性瀝青施工技術規范》（JTG F40-2004）要求，加強混合料配合比設計和施工環節質量控制，以此保障公路路面施工質量。

1 工程概況

某道路工程為城市主干道，長度為1.64 km，施工總面積為8293 m2，設計時速50 km/h，路面設計標準軸載為BZZ-100，路面結構下面層為AC-16C中粒改性瀝青混凝土，上面層為SMA-13高粘高彈改性瀝青混合料。為確保路面工程施工質量，該工程以K0+000～K0+687.119作為試驗路段，合理確定混合料配合比后作為該工程施工參數依據[2]。

2 改性瀝青SMA混合料配合比設計

2.1 混合料原料質量控制

為確保混合料拌和質量，該工程嚴格控制混合料原料質量。粗、細集料選用輝綠巖碎石，粗骨料應潔凈、干燥、表面粗糙，壓碎值≤28%，表觀相對密度≥30%，吸水率≤3.0%，針片狀顆粒含量≤18%。粒徑≤9.5 mm、含量≤15%，軟石含量≤1%。細集料采用經4.75 mm篩孔篩余的河砂，其表觀相對密度≥2.45%，含泥量≤5%。木質纖維素纖維長度為2.7 mm，灰分含量22.51%，pH值為7.41，含水率3.2%。

2.2 混合料及配設計

由于改性瀝青SMA路面為骨架密實結構，為合理確定混合料配合比，本文根據《公路改性瀝青施工技術規范》（JTG F40-2004）規定確定最佳級配和油石比，設計3種級配方案（如表1），并按油石比5.9%、6.2%、6.5%進行試驗研究。根據試驗結果，級配方案B穩定性優于方案A、C，有利于提高道路路面耐高溫、耐滲性能，因此，該工程以方案B作為最佳級配。油石比試驗時，3種油石比均符合技術規范要求，但6.2%油石比情況下混合料穩定度最高，且空隙率、殘留穩定度和凍融劈裂強度均符合技術規范要求，因此，該工程混合料級配按方案B控制，油石比為6.2%，空隙率控制范圍為3%～4.5%。

表1 三種級配設計方案

2.3 最佳油石比試驗

在確定最佳級配方案的基礎上，分別按油石比5.9%、6.2%、6.5%進行馬歇爾試驗，并獲得不同油石比條件下路面性能結果（如表2所示）。

表2 不同油石比條件下馬歇爾試驗結果

3 改性瀝青SMA路面施工技術要點研究

3.1 混合料拌和

為確保SMA混合料路用性能，保障工程路面施工質量，該工程施工單位重點加強混合料拌和溫度、拌和時間控制。混合料嚴格按級配設計計量稱重后投料，混合料拌和溫度控制在180～195℃范圍內，確保混合料出料溫度不低于175℃。拌和時間不低于60s，并加強混合料出料檢查，防止出現白料、花料、離析等問題[3]。

3.2 混合料運輸

為確保道路工程施工連續，須按運輸能力120%配備混合料運輸車輛，防止因運輸交通堵塞、運輸能力不足而造成施工中斷。由于SMA混合料粘結性能強，為防止混合料與車廂粘結，裝料前必須加強車廂清理并均涂防粘結油。由于混合料出料溫度較高，為避免運輸過程中溫度下降過快，該工程采用雙層篷布保溫、防污、防雨。混合料運輸至施工現場后及時測量溫度，當混合料≥195℃時出現老化問題或≤160℃出現結團問題時均應廢棄。運輸車輛在攤鋪機前300～500 mm位置卸料，在專人指揮下卸料，防止出現安全事故。

3.3 基層處理

為確保SMA路面施工質量，路面攤鋪前應對基層進行全面檢查、清理，局部凹凸不平部位應使用AC瀝青混合料補平鑿除處理。基層清理完成后，為提高下面層與路面粘結性能，攤鋪前在下面層上噴涂1層溫度為160℃的粘層油乳化瀝青，以便瀝青破乳且水分蒸發完成后及時攤鋪[4]。

3.4 面層攤鋪

SMA改性瀝青攤鋪時，采用2臺履帶式攤鋪機間隔15 m同時攤鋪一次全幅成型施工。前、后方攤鋪機分別布設在路拱低坡及高坡側，兩幅橫向重疊寬度50～55 cm，重疊區域避開輪跡，并與下面層搭接區域錯開距離≥300 mm。正式攤鋪前，應結合現場攤鋪要求提前預熱攤鋪機熨平板至120℃，待混合料卸料后開始攤鋪。攤鋪時攤鋪機應保持勻速前進，嚴禁中途轉向、變速或急剎車，攤鋪速度為1～2 m/min。攤鋪機料倉內應保持2/3混合料，布料器保持勻速旋轉拌和，防止混合料出現粘結、離析等現象。攤鋪機采用自動找平方式，以非接觸式平衡梁控制攤鋪厚度。攤鋪過程中，禁止在大風、降雨、低溫等惡劣天氣情況下施工，確保混合料攤鋪溫度≥160℃。

3.5 路面壓實

由于SMA混合料粘結性能強，如攤鋪后不及時壓實將出現混合料硬化，影響路面壓實度，因此，該工程攤鋪后立即壓實施工。壓實施工時，嚴格按初壓、復壓、終壓施工順序施工。初壓時，采用2臺雙鋼輪壓路機碾壓施工，施工溫度≥160℃。復壓次數3～4遍，復壓溫度≥145℃，復壓輪跡重疊≥200 mm。終壓施工時，采用雙鋼輪壓路機壓實2～3遍，壓實溫度≥120℃，直至消除輪跡。碾壓施工時，嚴格按碾壓遍數、碾壓溫度、碾壓順序施工，并重點檢查路面壓實平整度和路拱系數，避免出現欠壓、過壓等問題[5]。

3.6 接縫處理

改性瀝青SMA路面接縫處理時，由于混合料冷卻后粘結性能較強，為提高接縫處理質量，該工程采用熱縫處理方式。縱縫處理時，采用梯隊形式攤鋪，由2臺攤鋪機同步前進攤鋪，預留寬度200 mm路面暫不碾壓，以此作為道路路拱。縱縫接縫處理時，與上下層接縫部位錯縫150 mm搭接處理。接縫處理前，均涂一層粘層油，并采用攤鋪機預熱接縫部位，并使用攤鋪機攤鋪接縫部位，以此提高接縫部位粘結度。縱縫處理時，攤鋪機應在已施工完成的路段上行走，并采用壓路機碾壓壓實。縱縫部位混合料攤鋪寬度為200 mm，碾壓平整到位，與路面平整到位。橫向接縫部位施工縫處理時，由于各工程路線較長，且SMA路面粘性較強，為確保道路路面施工接縫壓實度、平整度，防止出現接縫部位跳車現象，該工程下面層采用斜縫搭接方式，上面層采用垂直平縫搭接處理方式。路面橫縫處理時，人工在施工路段起始點位置設置100 mm×100 mm木方，攤鋪機和壓路機自起始點開始施工。路面施工完成后，人工使用切割機切割接縫位置路面至下面層，由人工使用混合料攤鋪填實接縫位置，并借助雙鋼輪壓路機橫向壓實接縫位置直至橫向接縫與新鋪路面平整。橫向接縫處理完成后，使用鋼尺檢查路面平整度，確保橫向接縫部位充分壓實平整。

3.7 過渡段施工

由于該工程與多條道路存在交叉路口，如何與其他水泥道路路面接茬施工是施工質量的重要保障。針對存在路面裂縫、破損、坑洞等問題，采用挖填、填縫、注漿方式處理，經處理后的過渡段采用均涂粘層、鋪設玻纖格柵和攤鋪混合料面層封層方法施工，以此保障過渡段與新鋪路面連續性，防止過渡段、交叉路口出現跳車現象。

4 結語

在市政道路工程中，改性瀝青SMA路面具有抗車轍性能強、穩定性高等特點，尤其適用于高等級道路工程和交通荷載較大的市政道路工程，可有效延長公路工程使用壽命，降低道路工程運營維護成本。由于SMA路面與AC路面施工存在一定的差異，要求施工單位嚴格按技術規范加強混合料級配設計試驗，為正式施工提供依據。同時，在SMA路面施工中，施工單位應加強路面施工質量控制，重點把關混合料拌和、攤鋪、壓實、接縫處理等環節施工質量，確保公路工程施工質量。