高速公路SMA改性瀝青混合料路面施工技術研究

李俊杰

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（stonematrixasphalt，簡稱SMA），是一種以瀝青、礦粉及纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料，填充于間斷級配的礦料骨架中，所形成的一種抗變形能力強，耐久性較好的瀝青面層混合料，常用于高速公路、城市主干道高等級路面瀝青上面層建設。SMA改性瀝青混合料路面施工技術在實際應用環節，主要在常規基質瀝青中添加適當輔助改性試劑，從而使瀝青混凝土路面粘度、軟化點等技術指標得到有效的提升。隨著SMA改性瀝青混合料路面施工工藝應用范圍的擴大，對SMA改性瀝青混合料路面施工工藝在高速公路路面建設中的應用進行適當探究就非常必要。

一、高速公路SMA改性瀝青混合料組成

SMA的結構組成可概括為“三多一少”，即粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少。SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達70%～80%，礦粉的用量達8%～12%。由此形成的間斷級配，很少使用細集料；為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時使用纖維作為穩定劑，約占瀝青混合料礦料0.3%；SMA的瀝青用量較多，高達6%～7%，粘結性要求高，應選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青。其中粗集料主要根據區域施工地質特點的變化，為反擊式破碎機軋制的立方碎石原料；細集料主要為石屑、機制砂及天然砂；礦粉必須采用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉；纖維穩定劑宜采用木質素纖維、礦物纖維等；瀝青通常采用聚合物改性瀝青SBS類。

二、高速公路SMA改性瀝青混合料路面施工技術施工要點

1.SMA改性瀝青混合料配合比設計

SMA改性瀝青混合料配合比設計主要依據《公路瀝青路面施工技術規范》（JTGF40－2004）的相關內容，逐步開展目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證三個階段。SMA配合比設計采用馬歇爾試件體積設計方法，必須具有互相嵌擠緊密的粗集料骨架，馬歇爾試件的VCAmix必須小于搗實狀態下的粗集料骨架間隙率VCADRc，填充在SMA的粗集料骨架間隙中的瀝青混合料應符合最小瀝青用量的要求，馬歇爾試件的空隙率必須在要求的范圍內。在確定SMA改性瀝青混合料最佳瀝青用量后，綜合采用謝倫堡瀝青析漏試驗、肯塔堡飛散試驗、車轍試驗、水穩定性試驗、混合料表面性能檢驗（車轍板滲水、構造深度、抗滑性）等相關試驗，進行SMA配合比設計檢驗。

2.SMA改性瀝青混合料攤鋪作業要點

SMA改性瀝青混合料攤鋪作業是整體工程的關鍵環節。在具體施工過程中，相應施工管理人員可以攤鋪溫度、攤鋪速度為依據，保證整體攤鋪作業效果。首先在攤鋪作業施工過程中，溫度變化是路面耐久性、壓實度的主要影響因素之一。因此在實際施工工序中需要對整體施工環節施工溫度進行合理調控。一般來說，在SMA改性瀝青混合料路面施工過程中，需要控制整體施工溫度在160～180℃之間。若實際攤鋪溫度低于140℃或高于180℃，則需要將整體施工路面進行重新鋪設。同時在SMA改性瀝青加熱環節、集料環節、出廠環節、運輸環節，均應控制其作業溫度在160℃以上。需要注意的時，在初次攤鋪環節，需控制設備起始溫度在150℃左右。其次為了保證路面攤鋪作業穩定性，可控制整體路面攤鋪速度在1～3m/min之間。

3.SMA改性瀝青混合料壓實作業要點

SMA改性瀝青路面宜采用振動壓路機或鋼筒式壓路機碾壓，振動壓路機應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低振”原則，控制壓實設備速度在1.5～3.5km/h之間，并控制腹壓溫度在130.0℃以上，保證整體壓實效果。同時為了保證SMA改性瀝青混合料路面壓實效果，需要對碾壓長度、碾壓頻率等因素進行統一分析。一般在路面壓實工序，需要選擇兩車道以上的壓實設備，以一定的速度進行重復碾壓。主要包括初次碾壓、重復碾壓、最終碾壓等幾個環節。其中初次碾壓要點主要為控制噴水量，保證整體溫度在150℃以上；而重復碾壓工作需要保證碾壓溫度在120℃以上，并控制碾壓頻率在4～7遍；最終碾壓工作碾壓溫度應大于100℃，且維持路面磨光面穩定。依照相應的運行梯度，碾壓作業面長度應在標準限度內，并控制整體碾壓環節SMA改性瀝青混合料嵌擠壓力。

三、高速公路SMA改性瀝青混合料路面施工質量控制

在我國高速公路建設規模拓展過程中，人們對高速公路施工質量也投入了較大的關注。而高速公路路面是高速公路質量的重要影響因素，SMA改性瀝青混合料在路面施工技術中的應用，可以有效提高整體路面的穩定性及抗滑性。本文根據SMA改性瀝青混合料主要構成，從運輸、拌和、攤鋪、壓實、接縫處理等方面對SMA改性瀝青混合料在高速公路中應用要點進行了簡單的分析。具體如下：

1.施工原料控制

首先在高速公路SMA改性瀝青混合料路面施工材料采購階段，應嚴格依據整體施工項目施工規范，結合區域市場調查數據，在這個基礎上可優先選擇信譽度高、供應能力強的材料供應商，為整體施工階段材料的充分供應提供依據。原材料對施工質量影響重大，加大進場材料抽檢密度，不合格的材料拒絕進場。瀝青拌和站的堆料場要進行場地硬化，加蓋雨棚，作好排水設施，設置隔離墻。避免將堆料場的土混入碎石中及不同規格的碎石混雜在一起。隨時檢查集料外觀、品種、針片狀含量、含泥量、含水量等是否符合規范要求。纖維穩定劑必須在室內架空堆放，嚴格防潮，保持干燥；經常檢查礦粉的色澤是否正常，有無結塊和受潮情況。改性瀝青的運輸溫度不得低于150℃，保溫貯存溫度不得低于140℃，不得長時間存放，對現場加工的改性瀝青，必須不間斷地攪拌，以防改性劑離析。

2.施工流程檢測

在高速公路SMA改性瀝青混合料路面施工環節，其主要施工流程檢測環節為壓實度檢測。有效的施工壓實度檢測，可以保證后期高速公路路面穩定、安全運行，根據現階段高速公路施工特點，在實際施工階段主要采用核子密度儀、鉆芯取樣等方式進行壓實度檢測。在實際應用過程中，由于核子密度儀具有準確率高、測試周期長的特點；而鉆芯取樣具有檢測速度快、路面損害小的優良特點。在具體應用環節，相應質量檢測人員可根據實際需求選擇合理的質量檢測措施。在碾壓作業結束之后，可對SMA改性瀝青混合料上層材料孔隙率進行檢測，若整體高速公路表層路面壓實度在98%以上，則表明相應路面壓實度符合施工需求。

3.施工接縫處理

在SMA路面施工完畢后，需要對其路面接縫位置進行適當處理，而路面處理效果，則直接影響了整體高速公路路面運行效率。SMA橫向接縫應采用垂直的平接縫，平接縫宜趁尚未冷透時用鑿巖機或人工垂直刨除端部層厚不足的部分，使工作縫成直角連接。當采用切割機制作平接縫時，宜在鋪設當天混合料冷卻但尚未結硬時進行。刨除或切割不得損傷下層路面。切割時留下的泥水必須沖洗干凈，待干燥后涂刷粘層油。鋪筑新混合料接頭應使接茬軟化，壓路機先進行橫向碾壓，再縱向碾壓成為一體，充分壓實，連接平順。當采用兩臺攤鋪機成梯隊聯合攤鋪方式的縱向接縫，在前部機已攤鋪混合料部分留下10～20cm寬暫不碾壓作為后部機高程基準面，并有5～10cm左右的攤鋪層重疊，以熱接縫形式在最后作跨縫碾壓以消縫跡。

四、結語

綜上所述，SMA改性瀝青混合料路面施工過程中具有多種風險因素。因此在高速公路SMA改性瀝青混合料路面施工過程中，相應施工人員應對整體路面施工性能進行統一分析檢測，在確定工程等級、SMA改性瀝青性能參數之后，對整體施工工序進行集中管控。同時從技術、工期、成本等方面對SMA改性瀝青混合料應用效益進行綜合分析，并制定相應的施工質量控制標準，便于整體施工環節各項能源得到有效的應用。