公路工程施工中改性瀝青SMA路面施工技術(shù)的應(yīng)用探析

王百祥

（邳州市交通工程有限公司，江蘇 邳州 221300）

我國人民生活越來越好，私家車數(shù)量也在不斷增加，而車輛的增加給公路路面帶來了影響，針此情況要求路面強(qiáng)度能夠滿足當(dāng)前交通流量的要求。相比于普通瀝青混合料，改性瀝青SMA混合料具有更大的優(yōu)勢，其抗老化能力、高溫穩(wěn)定性以及抗水損害性能凸顯，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較高，對于提升公路路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有著良好影響，能夠確保行車安全。所以，有必要對改性瀝青SMA路面施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

1 改性瀝青SMA混合料特性

SMA混合料是一種瀝青面層混合料，其具備良好的耐久性。在公路路面施工中，應(yīng)用SMA混合料可以使得粗集料嵌擠強(qiáng)度、混合料穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到提升，在受到較大車轍壓力時也可以保持原狀，在SMA混合料中加入瀝青瑪蹄脂能夠提升混合料的粘度，從而提升混合料粘接性。將這種材料應(yīng)用于公路路面施工中，能夠使得路面穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到提升，是一種優(yōu)質(zhì)的路面施工材質(zhì)。

1.1 粘聚性能強(qiáng)

相比于普通瀝青材質(zhì)，SMA混合料中混入了一定數(shù)量的纖維穩(wěn)定劑。所以，SMA混合料的粘聚力要高于普通瀝青材料，在路面施工中應(yīng)用SMA混合料能夠提升材質(zhì)間的粘連性，增強(qiáng)路面強(qiáng)度。SMA混合料粘聚力既與纖維量有著較大的關(guān)系，又與礦料級配、瀝青類型、骨料性質(zhì)等有著直接的關(guān)系。所以，在采用SMA路面技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)時，技術(shù)人員需要科學(xué)合理地選擇堿性石料，確保材料結(jié)構(gòu)的合理性。例如，選擇的石料最好以表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)耐磨、形狀規(guī)則的材質(zhì)為主，這可以達(dá)到提升路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。

1.2 高溫穩(wěn)定性強(qiáng)

在路面結(jié)構(gòu)中，瀝青混合料中各類混合料主要是以嵌擠的形式組合在一起，形成內(nèi)摩擦力，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在公路路面高溫抗車轍能力組成成分中，大概有60%的抗性都是由集料嵌擠提供的，由于SMA混合料的配級屬于間斷級配，其組成成分中大粒徑集料數(shù)量占比相對較多，這些大顆粒集料嵌擠作用要高于普通瀝青材料，可以形成強(qiáng)度更高的骨架結(jié)構(gòu)，所以其高溫穩(wěn)定性要高于普通瀝青料。此外，由于SMA混合料級配性能要更為良好，所以在一些高溫環(huán)境中，借助重型振動壓路機(jī)進(jìn)行路面碾壓作業(yè)能夠確保混合料的穩(wěn)定性，混合料很少會出現(xiàn)推移的情況，這種情況下完成的路面更具穩(wěn)定性。

1.3 耐久性能良好

由于SMA混合料中摻入了瀝青瑪蹄脂，所以大粒徑粗骨在于高料粘度瀝青瑪蹄脂接觸后會結(jié)合成高強(qiáng)度的骨架結(jié)構(gòu)，瀝青瑪蹄脂可以將集料顆粒牢牢地鎖住，從而提升路面的抗剪強(qiáng)度。此外，借助于礦粉或者是纖維穩(wěn)定劑對路面結(jié)構(gòu)的空隙進(jìn)行填充，可以提升瀝青混合料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這種材料能夠使得路面的壽命大大延長，同時也能減少路面結(jié)構(gòu)的空隙率，提升路面的防水性能，這對于中下層路面起到了非常良好的保護(hù)作用，從而提升了公路路面耐久性，延長了路面的使用時長。

2 改性瀝青SMA路面技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 厚度要求

在公路路面設(shè)計中，需要合理選擇路面厚度，所以施工企業(yè)應(yīng)該依據(jù)路面設(shè)計要求給出合理的厚度設(shè)計方案。相比于傳統(tǒng)瀝青路面，采用改性瀝青SMA混合料的路面對于設(shè)計厚度的要求相對較小，在路面結(jié)構(gòu)中，涵蓋了一層半剛性基層結(jié)構(gòu)，這種基層結(jié)構(gòu)需要的成本投入低，能夠使得工程造價得到降低。一般情況下，改性瀝青SMA路面設(shè)計厚度要求控制在12cm至18cm范圍內(nèi)，如果施工所處的地質(zhì)環(huán)境較為特殊，可以適當(dāng)增加路面的厚度。例如，降水、凍土、高溫等環(huán)境中，可以根據(jù)施工環(huán)境設(shè)計出符合要求的路面厚度。

2.2 級配要求

相比于一般路面厚度，改性瀝青SMA的級配設(shè)計要求更高，在設(shè)計時需要考慮公路實(shí)際情況，特別是公路所處區(qū)域水量情況。如果區(qū)域存在著高降水氣候，采用低級配的SMA混合料可能會降低路面的防滲性能，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。由于不同地區(qū)交通流量大不相同，所以在設(shè)計級配時應(yīng)該綜合交通流量以及車輛噸位等。此外，為了進(jìn)一步使得公路路面抗壓能力得到提升，可以選擇AK-16A級配SMA混合料以及采用普通骨架架構(gòu)，這種級配設(shè)計能夠使得公路壽命得到延長。

2.3 混合料拌和

（1）在進(jìn)行混合料拌和時，要求同時將木質(zhì)纖維與礦料投入到拌鍋之中，先對混合料進(jìn)行干拌20s，然后將瀝青、礦粉等加入濕拌45s，一般清理下拌和總時長為75s至80s。

（2）在進(jìn)行礦料加熱時，要求將溫度控制在185℃至195℃之間。其次，因?yàn)樗此槭休^多的水分，所以需要將拌和機(jī)干燥速率調(diào)低，然后將碎石烘干進(jìn)行延時處理（70s即可）。

（3）在投放木質(zhì)素纖維時，要求配置2人或者3人進(jìn)行碼放、投放工作，如果出現(xiàn)堵管、回流問題，應(yīng)該廢棄不得使用此混合料。

（4）要求由專業(yè)人員檢測SMA混合料溫度，合理地校正拌和機(jī)溫度。

2.4 混合料運(yùn)輸

在進(jìn)行SMA混合料運(yùn)輸過程中，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

（1）車輛以專業(yè)汽車運(yùn)輸車輛為主，要求使用鐵皮包裹巖棉對車廂進(jìn)行保溫處理。

（2）在進(jìn)行裝料之前，應(yīng)該將車廂內(nèi)部清理干凈，同時在車廂表面涂上隔離劑。

（3）在進(jìn)行裝料時，應(yīng)該采用專業(yè)運(yùn)輸車進(jìn)行移動裝料，然后使用篷布將混合料完全覆蓋，并做好固定，避免運(yùn)輸時出現(xiàn)散混合料降溫問題。

（4）在運(yùn)輸過程中，要求運(yùn)輸車滿載速度低于50km/h，空載速度低于70km/h。

2.5 混合料攤鋪

在進(jìn)行混合料攤鋪時，要求技術(shù)人員遵循以下要點(diǎn)：

（1）首先要全面檢查攤鋪機(jī)的狀態(tài)，1臺攤鋪機(jī)配置3臺運(yùn)料車，確保攤鋪料的充足，之后進(jìn)行攤鋪施工。

（2）在開展攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時，可以借助于2臺攤鋪機(jī)開展攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，要求遠(yuǎn)離中央分隔帶攤鋪機(jī)在前，兩臺機(jī)械間距控制在3m至5m之間，搭接寬度范圍控制在15cm至25cm之間，攤鋪速度最好不要超過2m/min。

（3）采用人工挖縫的方式對接縫處進(jìn)行初步處理，等到粘層油水分消失后，則可以開展挖縫處理工藝。

（4）如果在攤鋪時發(fā)現(xiàn)異常問題，則需要及時處理這些異常問題，直到問題得到解決后再繼續(xù)開展后續(xù)施工作業(yè)。

2.6 混合料碾壓

在進(jìn)行混合料碾壓時，技術(shù)人員需要遵循以下要點(diǎn)：

（1）采用對臺雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，要求碾壓作業(yè)保持連續(xù)性。

（2）確保碾壓次數(shù)超過5遍，一次碾壓判定依據(jù)為機(jī)械前進(jìn)后退一次，可以選擇摻合20cm錯輪，要求首次碾壓時混合料溫度為160℃，最后一次碾壓時混合料溫度不能低于120℃。

（3）在進(jìn)行首次碾壓時，應(yīng)該控制好攤鋪搭接位置，有必要時應(yīng)該在該處進(jìn)行多次碾壓，確保該處的壓實(shí)度達(dá)到要求。

（4）如果碾壓過程中發(fā)現(xiàn)有碾壓不到位區(qū)域，應(yīng)該對這些區(qū)域進(jìn)行人工碾壓。

3 改性瀝青SMA路面施工質(zhì)量控制

3.1 合理進(jìn)行混合料拌和

通常情況下，都是瀝青拌和站進(jìn)行SMA混合料拌和工序，拌和需要采用專門的拌和設(shè)備，在進(jìn)行拌和過程中，需要向拌和機(jī)內(nèi)部加入木質(zhì)纖維，在加入木質(zhì)纖維時應(yīng)該保障加入速率與拌和機(jī)周期有著較高的協(xié)調(diào)性。在正式進(jìn)入到瀝青噴灑作業(yè)之前，需要將全部的木質(zhì)纖維加入，在確保粗細(xì)集料與木質(zhì)纖維充分?jǐn)嚢韬螅枰驍嚢铏C(jī)內(nèi)部加入一定質(zhì)量的礦粉，同時使得木質(zhì)纖維充分與混合料結(jié)合在一起。在攪拌時應(yīng)該合理控制拌和時長，操作人員如果發(fā)現(xiàn)拌和時長過長，那么應(yīng)該延長礦粉投入時間，否則會導(dǎo)致拌和質(zhì)量出現(xiàn)缺陷。如果出現(xiàn)這類問題，技術(shù)人員應(yīng)該按照實(shí)際情況來做出拌和調(diào)整，以確保飽和質(zhì)量達(dá)到要求。此外，還應(yīng)該通過專人檢測瀝青拌和溫度以及拌和的均勻性，最大程度確保混合料的質(zhì)量。

3.2 優(yōu)化混合料運(yùn)輸環(huán)節(jié)

在進(jìn)行混合料運(yùn)輸過程中，施工企業(yè)應(yīng)該選擇專用混合料運(yùn)輸車輛，通常情況下需要使用鐵皮以及巖棉對車廂進(jìn)行保溫處理。在進(jìn)行裝料作業(yè)之前，要求技術(shù)人員能夠詳細(xì)檢查車廂情況，確保車廂的潔凈度，然后使用隔離劑進(jìn)行后續(xù)處理。在進(jìn)行裝料時，一般都是分前、中、后三次作業(yè)形式，在完成裝料工作之后，應(yīng)該使用篷布對車廂進(jìn)行捆綁以及覆蓋處理，能夠防止混合料溫度流失。此外，運(yùn)輸車輛出場之前，應(yīng)該借助于高壓水槍清洗汽車輪胎，防止運(yùn)輸過程中污染公路路面。

3.3 合理進(jìn)行混合料攤鋪

為了使得攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后的路面有著較高的平整度，技術(shù)人員需要將非接觸式平衡梁安裝于攤鋪機(jī)上。要求技術(shù)人員檢查攤鋪機(jī)熨平板連接是否牢固，避免因?yàn)檫B接縫隙問題導(dǎo)致攤鋪質(zhì)量降低，從而影響到路面質(zhì)量。要求螺旋布料內(nèi)部分布的混合料上表面高出布料器2/3。其次，還需要確保熨平板前混合料高度的一致性，避免攤鋪層離析這類問題的出現(xiàn)。在進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時，應(yīng)該由專人對攤鋪厚度以及攤鋪的平整度進(jìn)行檢查。在開展攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時，為了使得混合料的初始強(qiáng)度得到保障，技術(shù)人員應(yīng)該及時調(diào)整振動器轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步確保攤鋪速度的穩(wěn)定性。如果攤鋪頻率過大，那么可能導(dǎo)致攤鋪平整度達(dá)不到預(yù)期要求，針對這類問題可以采用30t雙橋自卸車進(jìn)行SMA混合料運(yùn)輸，運(yùn)輸時應(yīng)該將混合料裝滿，這樣能夠防止粗細(xì)集料出現(xiàn)離析問題，導(dǎo)致混合料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

3.4 優(yōu)化混合料碾壓工藝

在進(jìn)行混合料碾壓作業(yè)時，大多采用鋼輪振動壓路進(jìn)行碾壓作業(yè)，要求操作人員碾壓時能夠時刻將“先邊、后中；高溫、緊跟；高頻、低幅；勻速、慢壓”的碾壓理念銘記于心，在碾壓時要求將區(qū)間長度進(jìn)行合理控制，碾壓時時刻保持穩(wěn)定的距離，要求碾壓機(jī)折返部位能夠同步進(jìn)行碾壓，同時要求橫向碾壓位于不同斷面上。在進(jìn)行初壓、復(fù)壓和終壓時，應(yīng)該設(shè)立明顯標(biāo)志。針對碾壓工序、松鋪的厚度、碾壓次數(shù)、壓路機(jī)組合以及碾壓速度和混合料溫度的控制應(yīng)該交由專人管理，同時還要保障瀝青碎石下層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止其出現(xiàn)漏壓后超壓的問題。如果技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)碾壓時存在過分碾壓問題，例如石料壓碎、瀝青瑪蹄脂上浮或者是棱角顯著磨損這類問題，應(yīng)該及時叫停碾壓作業(yè)。此外，在碾壓時如果發(fā)現(xiàn)混合料存在著松散以及脫皮這類問題，應(yīng)該將病害部位挖除，然后填充新混合料，之后開展后續(xù)碾壓作業(yè)，從而保障施工能夠滿足設(shè)計要求，提升路面使用質(zhì)量。

4 結(jié)束語

總而言之，在公路工程中，改性瀝青SMA路面施工技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。現(xiàn)階段，改性瀝青SMA路面正在不斷取代傳統(tǒng)瀝青路面，應(yīng)用該技術(shù)能夠使得公路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到提升，在進(jìn)行具體施工過程中，技術(shù)人員需要綜合考慮公路特點(diǎn)，科學(xué)合理地做好改性瀝青SMA技術(shù)使用方案，將各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)考慮在內(nèi)，從整體上對改性瀝青SMA混合料質(zhì)量以及施工流程進(jìn)行把控，確保路面質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。