高速公路SMA-13瀝青路面施工質量控制

伍樹華 李文武

（中交路橋建設有限公司總承包分公司， 北京 100000）

SMA-13瀝青路面，也被稱為青瑪蹄脂碎石混合料路面，含有纖維穩定劑、瀝青、填料和少量細集料，是一種適用于高速公路的新型瀝青混合料，其施工工藝與其他瀝青料相同，均需要經過運輸和拌和、攤鋪及碾壓等四個步驟，但是SMA-13瀝青混合料容易被外界因素影響，需要采用一定技術，嚴格控制各個工序中施工要點，以達到施工質量控制的目標。

1 工程案例介紹

該高速公路工程位于福建省某市內，屬于城市道路主干道，全長4187.295m，設計車速為 40km/h。本工程道路瀝青路面層結構為 8cmAC-25（I）+4cmSMA-13 （II），全線道路上面層采用 SMA-13瀝青混合料，厚度為4cm，其中粗粒式瀝青混凝土路面層結構為 +3cm A C一20( I ) ，中粒式改性瀝青混凝土路面結構為 +4cm SM A 一13，總道路瀝青厚度為10cm。

2 施工原材料質量控制

2.1 集料的質量控制

粗集料質量控制。粗集料是SMA的骨架，其石質好壞直接影響集料嵌擠作用，繼而影響路面強度、耐久性、抗磨耗性能，因此，要選擇表面粗糙、堅硬、無風化且形狀接近四方體的碎石，確保符合4.75mm以上規格的粗石料在SMA中占比達70%至80%，且針片狀含量不高[1]。本工程粗集料選用的是當地采石場生產的石料，石料材質為花崗巖，粒徑及各項性能均符合要求，但是與瀝青黏性較差，需要加入一定濃度的抗剝落劑，使其與瀝青黏性達到標準要求，即五級要求，具體可見表1。

表1 粗集料各項性能指標

細集料質量控制。細集料在SMA中含量不高，但良好的細集料配比，能夠有效提高瀝青混合料內摩阻力，進而提升瀝青高溫穩定性能，因此，要選用棱角性良好，且表面干燥潔凈的細集料[2]。該工程選用的是當地采石場中的機制砂，各項規格性能均符合技術要求，其中堅固性、砂當量、棱角性，分別為21、66，為52，滿足細集料大于等于12、55、45的技術要求。

2.2 改性瀝青質量控制

SMA混合料中瀝青占比高達5.7%至6.5%，瀝青質量直接關系混合料性能和質量，本工程采用 SMA-13 采用改性瀝青，瀝青型號為型號為 SBS（I-D），是在70號（A 級）基質瀝青融合SBS 改性劑形成的瀝青，經多次試驗證明，改性劑摻入質量為瀝青總量的4.1%，改性瀝青各項性能指標見表2。

表2 改性瀝青各項性能指標

2.3 填料質量控制

SMA中主要使用的填料是礦粉，其用料高達8%至12%，遠遠大于普通瀝青混合料，是瑪蹄脂主要成分，與瀝青混合料穩定性、抗車轍能力息息相關。本工程采用的礦粉為石灰巖磨細后的十分，親水系數、顆粒直徑、表觀密度等均符合技術要求規范[3]。

3 混合料配合比優化控制實驗

3.1 混合料的拌和

瀝青混合料的配比，通常指通過改變礦料中不同粒徑集料配比，最終形成具有一定密實度、孔隙率和內摩阻力的過程，一般遵循圖1瀝青混合料配合比設計流程展開[4]，值得注意的是，SMA粗集料粒徑必須大于4.75mm才能相互嵌擠緊密形成骨架，因此，必須以4.75mm篩孔作級配關鍵基準。

圖1 瀝青混合料配合比設計流程圖

該流程圖包含設計1至3種不同礦料級配，制作馬歇爾試件、分析VMA、VAC確定設計級配等多個流程。在進行初試級配設計時，需要采用以下公式：

在這一公式中，p1、p2中主要指代 1號料配比和 2號料配比，γ1、γ2指代毛體積相對密度，此公式主要計算粗集料對應的相對密度。

明確瀝青混合料配合比設計流程和相關公式后，需要確定最佳瀝青用量，避免混合料中瀝青占比過多造成的擁包、泛油等問題，或者占比過少造成的無法壓實，進而影響瀝青強度的問題，這足以說明科學合理控制瀝青用量的重要性，施工企業必須在實際工程之前確定好瀝青混合料中最佳瀝青用量[5]。本工程在選取級配時遵循上文要求和公式最終得出油石比，并分別進行馬歇爾試驗確定混合料拌和溫度和擊實溫度，得出最佳油石配比為6.0%。

3.2 溫度及時間控制

一般情況下，礦料的加熱溫度空盒子在185～195℃之間，瀝青加熱溫度控制在160～170℃之間，將礦料、木質纖維一起放進拌鍋中干拌后，放入礦粉和瀝青進行濕拌，其中干拌持續時間大于23秒，濕拌持續時間大于45秒，總拌和時間空會在75～80秒之間。倘若水洗碎石中水分含量較大，可以適當調低干燥筒轉速，延長隨時烘干時間，確保碎石內部含水量和表面含水量達到設計要求，并且混合料出場溫度應該控制在一定范圍內，并根據現場施工氣溫適當進行調整。

3.3 混合料運輸控制

完成混合料拌和后，需要對混合料進行高效運輸，避免混合料性能受到影響，進而對施工質量造成印象，必須把控好以下幾方面內容：（1）重視混合料溫度檢測，在運輸過程中利用熱電偶溫度計檢測混合料初始溫度，并記錄不同時期溫度變化情況；（2）用雙層篷布蓋住運料車，避免雨水、高溫、外部環境因素等對混合料造成污染，等到卸料工作結束后，方可將篷布取下；（3）在放料作業時，應該確保運料車處于持續運行狀態，有效防止粗集料分離；（4）在卸料過程中，確保運料車處于掛空擋狀態，由攤鋪機帶動運料機運行；（5）倘若瀝青鋪設過程中采用的是連續攤鋪方式，當距離攤鋪機20cm左右時，就需要挺住運料車，防止攤鋪機受到碰撞。

4 混合料攤鋪及碾壓質量控制

4.1 混合料攤鋪質量控制

混合料攤鋪質量控制包含攤鋪前準備、攤鋪溫度、攤鋪速度和寬度四方面內容。其中，攤鋪前準備工作，需要先做好沉降穩定檢驗、高程測量等驗收工作，用高壓水槍清理干凈施工區域，避免出現泥土、碎石、垃圾等雜物，隨后噴灑足夠的粘層油[6]。同時，做好攤鋪機械檢查工作，盡可能使用更加先進的攤鋪機，在攤鋪混合料時會更加均勻、平整，而且攤鋪厚度、高程、縱橫坡等就能滿足設計要求。眾多工程實例表明，ABG423型號攤鋪機性能最佳，帶有 5級振級的夯錘，能夠顯著提升路面初始壓實度。本工程采用的攤鋪機便是ABG423型號攤鋪機，在開始施工前，應當調整好相應標定，包括料門開度和高度、鏈板送料器速度、螺旋布料器轉速等，確保混合料能夠順利運送至螺旋布料器中，并保證攤鋪機運行過程中混合料拌和充分，分布均勻。

4.2 混合料壓實質量控制

混合料壓實質量控制包含壓路原則、壓實機械、壓實步驟、壓實標準等內容。其中，壓實原則指，在混合料壓實過程中遵循“慢壓、緊跟、高頻、低幅”的原則，指壓實機必須保持勻速均衡碾壓速度，逐漸緩慢改變碾壓方向，禁止隨意轉彎，轉變方向；SMA壓實有效時間較短，因此必須確保壓路機緊緊跟隨在攤鋪機后面，確保在碾壓溫度內進行，有效規避因低溫碾壓造成的石料棱角磨損和石料壓碎等問題。本工程在壓實過程中需要將初壓、復壓、終壓溫度控制在大雨等于 150℃、120℃、110℃，保證壓實溫度；相較于一般壓路機，瀝青混合料壓路機振動次數大幅增加，以達到最佳壓實效果；壓路機的振幅較小，這是因為SMA的結構為骨架密實型，主要通過自身粗集料相互嵌擠形成的，頻率過高會增加壓實功，對SMA自身結構和骨架造成破壞，還會產生較大噪音，不利于工程順利開展。

壓實機械，SMA瀝青含量和黏性都較高，選用輪胎型壓路很容易出現“泵吸”現象，并輪胎也會造成瀝青瑪蹄脂上浮，進而造成泛油現象，是的混合料表面出現缺陷，因此，本工程采用鋼輪振動壓實機，在初壓、復壓、終壓時分別采用前進時靜壓后退時振動碾壓、振動碾壓兩遍、靜壓兩遍的方式，確保壓實質量符合要求。

壓實步驟，包含初壓、復壓和終壓三個步驟，將靜壓時碾壓速度分別控制在2～3km/h,2.5～5km/h,2.5～4km/h，振動碾壓時碾壓速度分別控制在2～4km/h，4～5km/h。在使用壓路機壓實時，需要遵循從外側向中心的順序，確保兩個相鄰碾壓帶的重疊范圍為三分之一至四分之一的輪寬。并且，將碾壓時溫度控制在一定范圍內，當氣溫下降至10℃以下時，立即停止施工；當碾壓密實度達到一定標準后，立即停止碾壓，避免出現過度碾壓現象；在碾壓結束后，倘若SMA沒有完全冷卻，避免在路面上放置任何器械，也嚴禁將油料、礦料等雜物灑落在其上，避免路面出現坑槽。

5 結束語

綜上，本工程從施工原材料、混合料配比、混合料攤鋪及壓實等方面控制施工質量，確保SMA-13瀝青混合料優點充分發揮，從而保障施工質量，確保公路交通安全性和穩定性。