高粘高彈改性瀝青SMA-13面層施工技術探討

楊 麗

（太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002）

0 引言

高粘高彈改性瀝青因具有低溫抗裂、高粘、高彈等優勢而在道路排水路面中得到廣泛應用，用此類材料建造成型的瀝青路面具有良好的彈性恢復能力以及高溫抗變形能力。因此，高粘高彈改性瀝青面層施工技術是路面病害治理修復的重要技術手段。SMA-13 高粘高彈改性瀝青混合料由一定性能指標的合格礦料與高粘改性瀝青拌和而成，是高粘高彈改性瀝青面層施工常用的混合料之一。本文結合道路路面改造工程實際，對高粘高彈改性瀝青SMA-13 面層施工技術的應用進行分析。

1 工程概況

興華街周邊排水系統及道路園林景觀提標改造工程道路全長約2.741km，全線為一條直線，設計紅線寬度50m。道路10 年內無大修，但隨著路面使用時間的延長，瀝青面層的老化、損耗程度加重，局部產生病害，其中以橋區上下坡處為代表的多處區域有路面結構層層間粘結穩定性不足的問題，影響路面的正常使用，急需進行路面的維修改造。

2 原路面存在的問題及改造方案

2.1 原路面存在的病害問題分析

現場鉆芯取樣時難以鉆出完整的芯樣，甚至有完全松散的情況。經分析，認為該段路面網裂、車轍病害嚴重，究其原因，除了與瀝青混合料質量差有關外，還有可能是層間粘結穩定性不足，由于層間未緊密粘結，給水的滲入提供了通道，水對路面結構層產生侵蝕作用，引起局部網裂，隨著時間的延長，基層逐步蓄水，結構的承載性能被迫削弱，加之車輛荷載作用，衍生出較為嚴重的網裂、車轍、水損壞等病害。

2.2 路面結構改造方案的選擇

為增強層間粘結穩定性，在本次病害處理中采用SBS 改性乳化瀝青，因此材料粘度大、粘結力強，可滿足層間穩定粘結的要求，且成本較SBR 改性乳化瀝青更低。部分舊路面的病害較為嚴重，采用橡膠瀝青封層做強化處理，發揮出橡膠瀝青的抗裂性能和粘結性能，確保經過修復后的加鋪瀝青面層與既有結構穩定結合為一體。針對該項目原路面各部位的病害類型及程度各不相同，提出針對性的兩種路面結構改造方案。

改造方案一：舊路銑刨17cm，銑刨后清理基層松散部位，加鋪粗粒式瀝青碎石ATB-25；路面結構采用4cm 的SMA-13+粘層+6cm 的抗車轍瀝青混合料KAC-20C（+RA）+1cm 的橡膠瀝青防水粘結層+8cm 的ATB-25下面層+透層。對于網裂、車轍等病害嚴重的路段采用此結構形式。

改造方案二：舊路銑刨9cm，路面結構采用4cm 的SMA-13+粘層+6cm 的抗車轍瀝青混合料KAC-20C(+RA)+1cm 的橡膠瀝青防水粘結層。對于路面病害不太嚴重的路段選擇此結構形式。

3 路面材料的選取

3.1 高粘度改性瀝青的選取

對高粘改性瀝青與常規SBS 改性瀝青各項性能進行對比分析，該項目決定采用高粘改性瀝青。相比常規的SBS改性瀝青，高粘改性瀝青具有如下優勢：延度大，塑性良好；稠度高，針入度低；軟化點溫度提高約34.5%，對高溫環境的適應性強；閃燃的最低溫度增加約22.2%，更具穩定性；殘留物延度高于SBS 改性瀝青；旋轉薄膜加熱后的質量損失小；彈性恢復約為92.3%，遠超出SBS改性瀝青的77.6%，屬于優質的高彈性恢復材料。

3.2 礦料的選取

經過試驗確定滿足工程施工要求的礦料。其中，粗集料的試驗指標包含壓碎值、針片狀顆粒含量、毛體積相對密度等，具體試驗結果見表2。細集料的試驗指標包含吸水率、砂當量、表觀相對密度等，具體試驗結果見表3。

表1 粗集料試驗結果

表2 細集料試驗結果

具體施工過程中，根據表2、表3 指標選取合格的礦料與高粘改性瀝青拌和為SMA-13 高粘高彈改性瀝青混合料。

4 高粘高彈改性瀝青SMA-13面層施工技術

4.1 下承層清理和修整

正式施工前，清理下承層的土石、松散物以及各類不利于瀝青路面施工的雜物。通過高壓水槍沖洗的方法做深度清潔，再進行下承層平整性檢查，局部缺乏平整性時，對突出部分采取鑿除處理，對凹陷部分進行填實處理。經過下承層清理和修整后，要求平整度偏差在10mm 以內，厚度偏差在±15mm 以內，縱斷高程在±15mm以內。

4.2 混合料拌和

在保證高粘高彈改性瀝青、集料各類原材料的質量均達標后，嚴格按配合比稱量材料進行拌和。每倉混合料的干料拌和時間不少于10s，總拌和時間不少于1min，經過充分的拌和后使瀝青與集料均勻分布，以瀝青包裹集料的方式形成混合料。高粘高彈改性瀝青混合料拌和時的溫度控制要求高，溫度偏低或偏高均會影響混合料的路用性能。因此，拌和時嚴格控制各類材料以及混合料的溫度，其中瀝青、礦料的加熱溫度分別為175～185℃、185～205℃，混合料出料溫度180～190℃。拌和完成后進行溫度、均勻性檢驗，確認無誤后盡快運輸到場，以便攤鋪。拌和量根據混合料的運輸能力和現場攤鋪能力而定，運輸條件或攤鋪條件發生變化時，動態調節拌和量，避免停機等料、供料過量導致浪費的問題。

4.3 混合料的裝車、運輸

為盡可能減少高粘高彈改性瀝青混合料的粘結損失，在裝車前清理車廂的雜物，均勻涂刷隔離劑后進行裝車，覆蓋篷布防護混合料，避免運輸過程中溫度降低、遭到粉塵的污染等。在運輸車輛底部30cm 位置開設測溫孔，以便測定混合料的溫度。運輸車的數量按攤鋪機攤鋪能力的120%進行配置，確保有足量的混合料被及時運送到場。

司機平穩駕駛運輸車輛，沿著已規劃好的路線將混合料運送到場。運輸車輛與攤鋪機的距離保持在1m，卸料時，隨卸載隨前進，避免一次卸料過量引起混合料堆積、離析。卸料期間，禁止運輸車輛隨意急剎車、調頭或做出其它有損下承層質量的行為。此外，為保證混合料能夠有效用于攤鋪，需加強對溫度和均勻性的監測，溫度不達標或離析的混合料均視為廢料處理。卸料后，趁混合料溫度較高時隨即進行攤鋪。

4.4 攤鋪

攤鋪采用1臺最大攤鋪寬度為21m的攤鋪機，配置超聲波紅外線平衡梁，以便在攤鋪過程中自動檢測及控制面層的厚度。向攤鋪機的料斗均勻涂刷薄層隔離劑，避免混合料粘附至料斗上。攤鋪前，將熨平板加熱至150℃以上。攤鋪時，松鋪系數取1.2，夯錘和熨平板根據攤鋪進度適時運行，以保證攤鋪到位的混合料具有初步的均勻性和穩定性。攤鋪量為2.2～2.4kg/m2，實際攤鋪量與設計要求的誤差需控制在±10%以內。攤鋪機以1.0～1.5m/min 的速度勻速運行，全程不可忽然提速、急剎車。攤鋪初期，攤鋪設備緩慢運行，檢測松鋪高度，以實測結果為準，借助微調傳感器精細調節攤鋪頂面，使其滿足設計高程的要求，在確認初期攤鋪質量達標且現場無異常狀況后，循序漸進地提速，最終以相對平穩的速度攤鋪。攤鋪期間，施工人員加強檢查，發現異常狀況后盡快處理，例如：若松鋪厚度不達標，需隨即調整，使面層整體具有平整性；若局部的混合料發生離析，清理此部分材料，填補新的質量達標的混合料；若局部凹陷，安排人工進行填補。

4.5 碾壓

在高粘高彈改性瀝青混合料攤鋪后，趁混合料溫度較高時隨即進行碾壓。碾壓分初壓、復壓、終壓3 個階段，初壓和復壓采用雙鋼輪壓路機，經過兩個階段的碾壓后，使面層具有密實性，終壓采用20t膠輪壓路機，用此設備有效改善面層紋理過于粗糙的問題。碾壓遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，按由低處向高處、由外側向中心的順序有條不紊地進行碾壓。初壓時，要求混合料不推移變形，用鋼輪壓路機碾壓1～2 遍，新鋪路面在10min 內必須初壓完成。復壓在初壓結束后隨即進行，設備與初壓一致，靜壓2～4 遍，與初壓設備的間隔始終穩定在40m 以內，具體根據初壓速度進行復壓設備運行速度的動態調節，形成配合關系。復壓結束35～40min 后，路面高粘高彈改性瀝青混合料的溫度降低至110℃左右，用膠輪壓路機終壓，此階段以50～60m/min 的速度碾壓1～2 遍，直至路面殘留的輪跡均被處理好為止，此時面層的壓實度、平整性均達標。考慮到高溫碾壓時可能出現瀝青混合料粘輪的情況，在采用膠輪壓路機進行終壓前，可向輪胎適量灑水以降低溫度。在壓實全流程中，現場施工人員密切配合，把握初壓、復壓、終壓的時間節點，實行流水化作業模式；同時，由專人加強對壓實度的檢測，視檢測結果采取調控措施，避免過度碾壓。

4.6 接縫處理

面層混合料冷卻后較為堅硬，此時進行冷接縫施工的難度較高。為應對該難點，采取如下方法：壓實結束后，鑿除接縫部位，清理干凈，攤鋪混合料，即采取“冷+熱”的接縫方式。分段施工時，在施工路段的起步和停止部位設瀝青氈，以便在施工期間精準銜接各段，最終由各段共同組成完整的路面結構。縱向接縫與下承層縱向接縫錯開20mm 以上，并避開車道軌跡帶，用專用加熱器對接縫部位做加熱處理，再以人工作業的方法進行高粘高彈改性瀝青混合料的攤鋪、刮平作業，使此部位具有平整性，用雙鋼輪壓路機壓實2～3 遍后噴灑混合料。對于橫向接縫，上、下兩層接縫錯開1m，統一設置為平接縫的形式，接縫部位由人工攤鋪刮平、雙鋼輪壓路機壓實2～3 遍。各類接縫施工后均要進行檢查，判斷接縫部位的壓實度、平整度是否達標。

4.7 施工效果評價

從平整度、壓實度、構造深度、路面滲水系數多個方面綜合評價高粘高彈改性瀝青SMA-13 面層的施工質量。從監測結果來看，路段平整度在1.0±0.2mm內，表面平整性良好，未見推移、裂縫、松散等問題；壓實度不低于97%；構造深度集中在0.9～1.0mm；監測點的滲水系數穩定在48～65mL/min。總體上，路面的各項監測指標均滿足工程設計要求，高粘高彈改性瀝青SMA-13面層施工質量良好，混合料性能優勢得到充分的發揮，該工程采用的面層施工技術切實可行。

5 結束語

綜上所述，在采用高粘高彈改性瀝青面層施工技術時，對材料質量控制、溫度控制、工序緊密銜接等關鍵問題進行統籌考慮后，制定合理的施工改造方案。并按照基層處理、混合料運輸、攤鋪、壓實、接縫處理的基本流程進行施工；施工過程中加強對溫度、攤鋪速度、壓實度、平整度等關鍵指標的監測，并與設計要求做對比分析，進行及時管控。通過以上技術要點的把握，保證了高粘高彈改性瀝青SMA-13面層的施工質量。