SMA瀝青混凝土路面的配合比設計及攤鋪施工技術的分析

代文翠

徐州市偉鴻交通工程檢測有限公司 江蘇 徐州 221000

1 SMA瀝青混凝土路面特點

1.1 高溫穩定性好

基于高溫環境下，對SMA瀝青混合料進行室內車轍試驗分析，SMA瀝青混合料能夠呈現出理想的穩定性效果。檢測人員對礦料級配合成調試，在適宜比例合成外加礦粉、纖維穩定劑、瀝青，組成骨架嵌擠密實結構，從而提高 SMA瀝青混凝土路面整體強度和溫度穩定性。

在溫度較高的情況下，路面馬蹄脂中的油脂會被溶解，粘度會降低，由于SMA路面的設計孔隙率4%，基本上不透水，SMA混合料采用粗集料嵌擠骨架級配，集料間嵌擠形成的抵抗力基本無變化。因此，SMA瀝青混凝土具有較高的高溫穩定性。足以抵抗行車荷載產生車轍。

1.2 防水性能好

對SMA瀝青混合料進行設計，一般選擇使用間斷級配骨料，然后準備試驗用各項物質材料，包括纖維穩定劑、改性瀝青、礦粉等，將摻和料拌和加入到SMA瀝青混合料中，以填充集料間的空隙，減少孔隙率。相關學者對SMA混合料的空隙率進行了相應的研究，通過研究可發現設計孔隙率在4%-6%之間，對比一般混合料，SMA瀝青混凝凝土路面的滲水系數基本上為0ML/min。極大地減少了路面行車動壓力水對路面的沖刷作用，從而延長路面使用耐久性。

1.3 抗滑性能好

SMA混合集料應選擇潔凈的且具有較高的粗粒度和硬度的粗細集料。經過粗集料表面預處理的 SMA瀝青混凝土路面，表層的構造深度達到1.0-1.3mm，與傳統路面抗滑構造深度僅為0.4-0.5mm相比，極大增加了路面的摩擦系數，提升了行車安全性。

1.4 抗老化性能好

SMA混合料的內部孔隙率比較小。瀝青瑪蹄脂主要是用來充填中礦料間隙，內層的瀝青幾乎不與空氣接觸，所以一般不會出現老化的情況。長期的路面使用結果表明，SMA瀝青膠凝材料的耐候性更好，瑪蹄脂和粗集料的黏附性極強，所以使用SBS改性瀝青，能夠對集料施加更大的吸引力，集料被牢固地“鎖住”，提高了攤鋪道路的使用耐久性。

1.5 具有較強的黏聚性

在采用改性瀝青拌合SMA的基礎上，由于SMA混合料對“三多一少”，添加了大劑量的瀝青必須添加少量的纖維穩定劑。可以改善瀝青膠結料的粘結力。粘結力越高，混合料的粘結力就越高，這樣就可以很大程度上減少在鋪裝過程中出現的脫層和瀝青析漏現象[1]。同時較高的粘結力可改善瀝青混合料的均勻性，防止瀝青混合料發生離析及“麻面空洞”現象。

2 SMA路面配合比設計

2.1 原材料

按照《公路瀝青路面施工技術規范》中對 SMA瀝青混合料的配合比設計基本要求。首先進行 SMA瀝青的選用。一般設計采用的瀝青為SBS改性瀝青PG76-22，該瀝青具有較好的耐高溫老化、較好的防裂作用。制備 SBS聚合體時，要保證粒子的粒徑不超過5mm。在 SMA中摻入粗集料，可改善其耐熱性，集料宜采用玄武巖或花崗巖的砂礫。針對酸巖瀝青粘結力差的問題，提出了通過摻加石灰、水泥等來改善骨料與瀝青粘結力的方法。

細集料采用人工砂粒，填料采用石灰石礦粉。為增加材料的粘合性，將石灰粉（占30%的量）添加到礦物粉末中。加入纖維穩定劑，使混合料的穩定性得到改善。該混合料中纖維摻量為0.3%。木質纖維素在顯微鏡下對具有330 mm長的水溶液和纖維、550℃到600℃的溫度、經焚燒處理的灰分含量為20%、 PH在7.8，在100℃干燥進行了檢測。含水量約為1.1%。

因此，根據具體的工程條件，對SMA瀝青混凝土路面進行合理的原材料質量控制，才能確保其質量。有的工地混合料加入的纖維含量過高，則會使復合材料的氣孔增大，對復合材料的粘結力及耐用性產生影響；當纖維含量過少時， SMA瀝青路面極易產生油斑和油釘現象。因此，在實際使用SMA瀝青混合料的過程中，要求技術人員能夠針對SMA瀝青混合料中的纖維添加量做好控制，然后搭配高精度控制設備，對SMA瀝青混合料中的纖維進行添加。

2.2 配合比設計關鍵控制

目標配合比設計實質上是一種分析型的設計，其核心在于如何合理地選擇礦質混合料的級配，以及如何確定最佳瀝青用量。按照有關標準規定，確定原材料目標配合比礦料級配設計，通過馬歇爾試驗及相關性能驗證試驗確定最佳瀝青用量。生產配合比設計與目標配比相結合，確定拌合機熱料倉礦料級配比例及外摻劑添加方式，通過試拌確定各檔集料上料速率和熱料倉的最優配比，并給出了相應的工藝控制參數[2]。

基于SMA混合料的設計方法，目標配合比設計需完成3種不同摻比的級配設計方案。筆者通過多年的試驗檢測經驗發現：生產配合比礦料級配設計通過率與目標配合比設計通過率在關鍵性的篩孔9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm檔偏差不宜大于2%。

3 SMA路面攤鋪施工質量控制點

3.1 施工準備

（1）施工單位對下承層結構進行處理，以滿足攤鋪層結構的強度要求。在養護類工程中需要進行銑刨后底部清理。在鋪裝之前，必須提前灑布改性乳化瀝青粘層。

（2）施工單位對攤鋪設備及施工器具進行性能檢測，確保機器能夠正常運轉。

3.2 拌和精度控制

（1）按設計文件規定，檢測配合比設計后的瀝青混合料。（2）瀝青材料對其加熱溫度進行控制，以保證其適應性。（3）按照配比設計，對瀝青摻入計量數據進行打印和總量校核，且應以生產配合比設計為基礎，控制施工誤差。（4）在施工和拌和之前，對所有儀器進行校驗，并對所有測量儀器的精度進行嚴格核查，確保設備均在校核范圍內。

3.3 運輸控制

（1）在運送時，要合理地選擇運送路徑，確保運輸路徑的合理化，能夠減少運輸成本的消耗。（2）汽車底板及側面板必須涂以隔離劑，以防止汽車面板與瀝青混合料間的粘連。（3）裝貨時，必須按照前后中卸料方式受料，以防離析。（4）在裝運過程中，要用兩層篷布一層棉被保溫方式，將混合料覆蓋起來，以達到防雨、保溫的目的。

3.4 攤鋪控制

（1）在攤鋪之前，根據攤鋪設備性能和以往的攤鋪工藝參數確定松鋪系數、瀝青混凝土現場厚度校核計算方法。

（2）根據攪拌站生產能力，施工進度等因素，確定鋪筑速度。

（3）在鋪設瀝青路面時，由相關技術人員使用平衡梁來控制瀝青路面的厚度，以保證路面的平整度達到要求。采用雙機聯合階梯遞進攤鋪施工。雙機縱向間距保持10-20m，前后機重疊部分10-15cm寬。

（4）雙機聯合攤鋪時，要維持恒速、穩定攤鋪，不得隨意停機。

（5）大風陰雨天氣，攤鋪停止施工，否則會造成路面質量問題，影響到最終的攤鋪質量；當雨水停止時，待路面晾干后進行攤鋪作業[3]。

3.5 碾壓控制

（1）在對瀝青混凝土進行碾壓時，將其劃分為初壓、復壓和終壓三個階段，碾壓速率要保持一致。

（2）在初壓施工時，使用雙滾筒的鋼輪壓路機，一般要有兩個靜壓，施工方向要以自下而上，由外向內碾壓的方式排定，重疊寬度為輪寬的1/3-1/2。前進靜壓完畢，后退采用高頻低幅振動壓實，滾壓3-4次，直到符合設計壓實要求為止。

（3）在最終的“靜壓收光”過程中，需保證瀝青混凝土的溫度在100℃以上，采用雙鋼輪壓路機，以1-2次的壓路方式進行靜壓，直至鋪面無明顯輪跡印。

（4）試鋪方案中，需根據實際情況擬定碾壓速度來控制碾壓段落的長短。

（5）在碾壓時，應確保鋼輪的清潔。如果有混合料粘輪現象，可采用稀釋過的精油噴霧。

（6）相關單位應派專人負責控制工序的管理，如發現問題，必須立即采取補救措施，以確保碾壓及路面的施工質量。

3.6 接縫處理

主要選擇平接縫處理方式，對橫縫進行加工。鋪筑完畢，用三米直尺檢驗路面接縫是否平整。為使新老瀝青混合料能更好地結合，必須先對接頭部位進行預熱，再進行鋪裝。此外，橫向接縫要按上下層錯縫1.0m的間隔布置，縱向接縫可采用壓路機跨縫碾壓10-15cm，保證縱向接縫密實。上下層錯縫寬度在10-15cm。

4 SMA-13攤鋪新型質量控制方案應用工程實例

江蘇某高速公路長30.116km，起訖樁號為K22+196—K52+412，設計采用雙向六車道，全線最高行車速度120km/h，路基寬35.5m。SMA混凝土路面材料的選用應依據工程場地的地質情況及交通狀況來決定。

4.1 混合料施工

在拌合過程中，為了保證計量結果的正確性，對計量器具進行周期性的檢驗。

本項工程SMA-13攤鋪施工實施的質量控制創新點為：

（1）物料分類與貯存。在不同的材料間可以設置隔板，避免材料的混雜。礦粉貯存在罐內。卸料時，要根據卸料規范，認真做好卸料工作。

（2）嚴格控制熱料倉比例。按照配比的需要，對各類材料的配比進行合理的控制。不得擅自改變比例。在特殊情況下，如有必要，必須由專門的部門來操作，并須有項目監理工程師簽字證明。

（3）嚴格控制拌合溫度。對瀝青、礦物質的加熱，要準確地控制加熱溫度，瀝青的加熱溫度是165～175℃，礦物質的加熱溫度是175～195℃。攪拌結束后，使用溫度應在175—185℃之間，最大溫度在195℃以上，嚴禁使用。

（4）嚴格控制拌合時間。混合料拌合所需的時間是60s，干拌15s，濕拌45s。在實際的拌合中，確保充分而均勻地拌合瀝青混合料。

（5）嚴格目測檢查拌合均勻性。判斷標準為混合料色澤均勻一致，不出現結塊、花白等現象。

4.2 混合料運輸保溫控制

（1）基于對材料配比及生產攤鋪能力的分析，對運輸路線進行科學設計，制定輸送方案，并對輸送車輛數量進行合理配置。運輸車輛需配合設置溫度檢測孔。（2）運輸車輛內部表面要進行清潔，并且要噴上合適的隔離劑，防止混雜和粘著的問題。（3）按照“三層分離”的原則，對材料進行堆放。為有效防止混料偏析，采用了先后中間分堆的方法。（4）在裝車之后，按照“兩層布夾一層棉被”覆蓋，防止溫度散失等影響。產品出廠后，由專門人員檢測溫度。（5）進入工地后，車輛停放在攤鋪機前面，并設置空當位，等候卸料。本項目中要求停車等候卸料的運料車數量在3輛以上。

4.3 混合料攤鋪

本項目對瀝青混合料的鋪裝給予足夠的重視。在選型過程中，應結合工程實際，確保各工序的科學性和協調性。攤鋪操作的要點有以下幾點。

（1）通過試鋪確定最佳的松鋪系數為1.2，松鋪厚度為4.8cm。

（2）鋪設工作要持續、慢速進行，設備的運轉速度保持在1.5～2.0m/min。通過對拌和材料供給關系的適當調節，可避免在鋪裝過程中隨意調節速度及停止時間。

（3）按照施工現場的條件及瀝青的牌號，對拌和的溫度進行適當的調節，最低攤鋪溫度在165℃以上。

（4）提前對熨平板進行加熱處理。為了防止因熨燙而產生變形，熨平板的預熱溫度100-110℃。

（5）在鋪設時，技術人員對攤鋪層的厚度，寬度，長度等各項指標進行檢驗。發生離析，及時換料處理。

（6）出現SMA瀝青混合料供應不足的問題時，及時做好前后場溝通反饋，尤其與工程現場進行溝通，結合具體情況，可適當調整攤鋪速度。

4.4 混合料碾壓

1.初壓環節

（1）按“由低到高、從外到內”的次序，采用“緊跟、慢壓、高頻、低幅、滿幅碾壓”，要求重疊軌跡寬度≥20cm；當采用靜態加壓方式時，其重疊寬度應為滾輪寬度的三分之一。

（2）為了防止初壓時可能發生的混合料沾料等問題，滾筒提前進行“除銹、噴涂隔離液”。

（3）若采用鋼制的雙輪壓實，則起動及停機時應盡量低速，停機前應將振動關閉。

2.復壓環節

①振動碾壓時，振幅為0.3～0.8mm，振實的碾壓重疊寬度不得超過20cm。

②滾輪倒轉時，振動器應在滾輪倒轉時提前關閉，待后退到一定范圍內再開機，以免混料推移等現象發生。

③不得將滾筒放置于任何已鋪成形未降溫的路面上，不得在已攤鋪未降溫面上隨機掉頭。

④為防止滾輪發生粘料，應事先安排技術員對其進行油水混合噴涂處理。

⑤復壓作業結束后，由專人手持平尺檢測碾壓平整度。高差不應超過2mm。

3.終壓環節

復壓施工后要及時開始終壓作業，具體來說，可以使用靜壓的方式，控制在1—2次。

4.SMA公路碾壓時需要注意的問題有

①在碾壓段設置不同的標識，使操作手能夠準確辨認；②確定合理的壓實遍數，防止過壓等問題。若出現馬蹄脂“上浮”現象，應立即停止碾壓；對局部“泛油”路面刨除換填新料；③車輛運行中出現的輪胎沾料故障，由專人進行處理，并將適當的油、水混合液噴涂到輪圈上；④通過綜合分析攤鋪速度等影響因素，合理確定碾壓段長度。

5 結束語

SMA瀝青混合料具有良好的綜合性能。既能保證行車安全，又能延長路面使用壽命。嚴格按照特定的施工工藝，施工標準來進行，可使路面的細部結構更加完美，路面品質也更高。