淺析路面“白改黑”工程中SMA瀝青混合料的施工質量控制

侯遠植

(福建發展集團有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000)

1 工程概況

世紀大道改建工程A標段，世紀大道全長3320米，原車道寬度僅14米且破損嚴重，嚴重影響福安市形象。2010年福安市將世紀大道做為該市首條“白改黑”市政道路予以啟動，改建后的道路寬度達36－39米，其中主車道寬18－20米，兩側非機動車道寬5.5米，綠化帶寬3.5米，人行休閑道寬6－8米。設計采用在原路面上加SMA瀝青混合料罩面層，SMA是一種由瀝青、纖維穩定劑、礦粉和少量的細集料組成的瀝青馬蹄脂填充間斷級配的粗集料骨架間隙而組成的瀝青混合料。它是由足夠的瀝青結合料和具有相當勁度的瀝青瑪蹄脂膠漿填充在粗集料形成的石—石嵌擠結構的空隙中形成的。因此，它具有抗高溫、低溫穩定性，良好的水穩定性，良好的耐久性和表面功能(抗滑、車轍小、平整度高、噪音小、能見度好)。SMA路面耐久性好，故養護工作少，使用壽命長，綜合經濟效益和環境效益好，是目前國內外使用較多的一種瀝青面層混合料。

2 路面結構改造

2.1 整治原水泥混凝土板塊

世紀大道交通流量大、且重型貨車多，原水泥混凝土路面經多年使用，呈板塊斷裂、沉陷、錯臺等破損及面層磨損現象，局部損壞嚴重。原道路水泥混凝土板塊是“白改黑”工程實施后瀝青面層的下承層，其處理質量的好壞，決定了瀝青加罩層質量的優劣。為此，建設者采用板塊調查→板塊評價→板塊處理的科學步驟，針對不同板塊及基層的損壞情況和成因，采取整體板塊鑿除修復、局部板塊切割鑿除修復或基層注漿加固等方法進行處理，為瀝青加罩創造了有利條件。

2.2 處理拓寬部分

道路改造將兩側原0.5m機非隔離帶和3.5m非機動車道改為快車道。因此，拓寬部分與老路的結合處理是道路改造的一大難點，如處理不當，“白改黑”之后，新老快車道結合處將很快出現1條縱縫。此外，原非機動車道位置埋設有36孔通信管線及 φ1400mm原水鋼管，埋深均在地面以下約50～60cm。這也對拓寬部分道路結構層的厚度提出更高的要求。

2.3 嚴重破損

根據現場勘查，當板內有兩條以上裂縫或該板塊有兩個以上的角損壞，或者一個角的損壞面積大于四分之一板塊，同時出現了錯臺或沉陷。或者混凝土板角的彎沉(BZZ一100)測試結果大于40(O.01mm)，針對這幾種情況，先將混凝土板破除后，清掃基層(如基層有損壞其抗壓強度＜3MPa時，應先清除原基層，然后用C15混凝土恢復基層標高)再進行換板處理。

3 瀝青混合料配合比設計

該工程處在夏季溫度偏高、春天多雨的東南濕熱區，根據《公路瀝青路面設計規范》可知，路面級配宜選用粗糙的抗滑面層—AC、SMA型級配。由于SMA(改性瀝青瑪碲脂路面)具有密實、防水、抗滑、高溫穩定性好的性能，選擇SMA進行配合比設計。

3.1 原材的檢測

工程所選用的瀝青、集料、礦粉各項指標均符合《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40—2004)的要求。瀝青選用SBS改性瀝青，集料采用玄武巖。

3.2 礦料級配計算

經過反復進行礦料級配計算得到的各種材料比例為A∶B∶C∶D=10∶45∶27∶7。

3.3 最佳油石比確定

使用原材和目標級配進行試拌，瀝青混合料油石比按0.3%的梯度遞增，分別對油石比為 5.4%、5.7%、6.0%、6.3%、6.6%的情況下進行瀝青混合料馬歇爾試驗。從而得到各種油石比下的瀝青混合料的體積參數和應力應變物理指標。因為根據規范參考Superpave技術，對于SMA型的最大理論相對密度運用計算法更為準確。

根據體積參數和瀝青混合料油石比與毛體積密度、空隙率、飽和度、流值之間的關系。對試驗結果分析如下:

(1)密度、穩定度沒有出現峰值，以目標孔隙率中值油量a3作為OAC1=5.95%;

(2)滿足SMA一13型瀝青混合料設計技術標準的油石比范圍為5.81% －6.08%，即 OAC2=(5.81%+6.08%)/2=5.94%:

(3)通過計算得到最佳油石比OAC=(OACl+OAC2)/2=6.0%。

4 SMA瀝青混合料施工質量控制

SMA在使用性能上具有很大的優勢.但其施工工藝和質量控制方面比普通瀝青混凝土路面有更高的要求和標準。所以施工每個環節都要對其進行嚴格控制。

4.1 拌和

改性瀝青SMA混合料的拌和工藝似于常規瀝青混合料，但其粘度大，對溫度敏感性強，決定了其拌和的難度，所以拌合樓采用間隙式拌合樓，攪拌設備的參數作相應調整，即嚴格控制集料加熱溫度、纖維投放時間、攪拌時間，施工管理中注意下列事項:(1)對集料、瀝青、粉料的計量系統進行標定，以保證各種材料的計量精度。溫度的計量系統也需作必要的校正。(2)定期檢查攪拌樓的篩網有無破損，除塵風機的除塵效果是否理想。(3)改性瀝青SMA混合料拌和溫度的控制范圍:改性瀝青為165－170℃，熱骨料為190－200℃，成品料為175－185℃。由于改性瀝青SMA混合料對溫度特別敏感，瀝青和成品料溫度不宜超過195℃，否則會損害瀝青的粘結力，影響其質量，因此必須嚴格檢測和控制成品料的溫度變化。(4)由于改性瀝青SMA混合料較難拌和，因而需要更長的拌和時間。由于瀝青混凝土中要添加纖維，所以要控制好投放各種原材料的順序和投料后的拌合時間。最佳的拌和時間與瀝青的用量、集料的級配、溫度等多種因素有關，需要通過試拌來確定，一般認為比常規熱拌瀝青混合料的干拌和濕拌時間增加5－10s。(5)瀝青混合料的取樣與檢測是拌和廠質量控制中最重要的工作。嚴格按照規范取樣和試驗，要求每天每一批次做1－2次的馬歇爾試驗。本工程中，我們嚴格要求攪拌樓上午、下午各取樣做一次馬歇爾試驗、級配檢測。

4.2 運輸和攤鋪過程中的質量控制

(1)運輸:拌和機向運料車放料時，汽車應前后移動，分三堆裝料以減少粗集料出現分離現象，同時應對每車混合料的溫度進行檢查。運料車應用完整無損的雙層篷布覆蓋，并加蓋棉被以保溫防雨或避免污染環境，瀝青混合料運輸車的運量應滿足拌和能力和攤鋪速度的要求，攤鋪機前方應有五輛運料車等待卸料。

(2)攤鋪:攤鋪技術是影響路面平整度的關鍵因素，采用兩臺攤鋪機梯隊攤鋪提高攤鋪層均勻性和壓實度。攤鋪應選擇在當日氣溫較高時段進行，路表溫度低于15℃時不宜作業。攤鋪遇雨時，立即停止施工，并清除未壓實成型的混合料，遭受雨淋的混合料必須廢棄。攤鋪溫度宜控制在160－180℃的范圍內，攤鋪速度以3.5m/s為宜。在供料及時能滿足攤鋪要求、以及交通疏導順暢的情況下，盡可能采用全幅一次攤鋪，以避免或者減少縱接縫的處理。攤鋪速度對攤鋪機的工作效率和攤鋪質量有重要影響。攤鋪速度的選擇應根據混合料能力和后續壓實工序的壓路機生產能力確定。要注意攤鋪機接料斗的操作程序，以減少粗集料離析。攤鋪機集料斗應在刮板尚未露出、尚有約10cm厚的熱料時，下一輛運料車即開卸料，做到連續供料，并避免粗集料集中。

4.3 碾壓過程中質量控制

改性瀝青SMA混合料是一種粘稠而很難壓實的材料，它的壓實性能對溫度十分敏感。其施工工藝主要特點如下:(1)碾壓以鋼輪壓路機為主。雖然對平整度的指標有一定影響，但為了防止采用膠輪碾壓造成瀝青提漿，空隙率過小，在施工過程中初壓、復壓均采用振動壓路機，壓實過程中采用的是高頻、低振幅，避免壓碎集料和下層瀝青漿浮在表面。(2)壓實溫度的范圍及其控制比常規瀝青混合料更為嚴格。初壓的起始溫度控制在不低150℃，盡可能在高溫狀態下盡快完成;復壓溫度不低于130℃，碾壓完成，溫度不低于90℃，初壓時保證壓路機緊跟攤鋪機碾壓并采取連續碾壓的模式。開放交通應在路面碾壓完成或路表溫度在50℃以下，方能允許開放交通。

5 路面施工質量成果

在質量驗收時，對主要指標平整度、壓實度、構造深度及滲水進行檢驗，平整度合格率達到90.2%，原位空隙率(最大理論密度)的壓實度達到94.8%(滿足規范規定的＞93%)，構造深度平均值為1.08(設計 ＞0.8)，滲水為30ml/min－178ml/min(設計要求200ml/min)。現場切割取樣高溫車轍試驗檢測DS＞6000(8000余次)。從驗收成果來看.施工過程當中幾個施工環節均符合作業要求、施工細節到位，施工控制達到預期效果。

6 結束語

根據世紀大道道路“白改黑”路面的施工實踐，防治路面病害應在早期就對材料進行嚴格檢驗;施工中嚴格按規范要求全過程監控配料、拌和、運輸、攤鋪、碾壓等工序。由此可見，“白改黑”的施工方法和工藝對路面質量至關重要。工程質量是民族素質的一個重要體現，代表著中華民族的形象，所以在城市道路建設中，一定要堅持執行“百年大計，質量第一”的指導方針，才能確保我們今天所建設的工程經得起時間的檢驗，經得起人民的檢驗，才能發揮好應有的效益。

［1］沈金安.改性瀝青與SMA路面［MJ.北京:人民交通出版社，1999.

［2］郭大進，沙愛民.瀝青路面施工質量過程控制技術.北京:人民交通出版社.2011.2.