高速公路SMA改性瀝青路面施工工藝

歐陽毅

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 511400）

一、工程概況

云浮羅定至茂名信宜（粵桂界）高速公路工TJ14合同段（樁號k93+920～k129+820)，路線全長35.9km，項(xiàng)目采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計速度100km/h。整體式路基寬度26m，主線路面結(jié)構(gòu)4.5cm GAC-16C（SMA改性）+5.5cm GAC-20C（SMA改性）+8cm GAC-25C瀝青下面層+38cm水泥穩(wěn)定級配碎石基層+20cm水泥穩(wěn)定級配碎石底基層+20cm級配碎石墊層。

二、改性瀝青混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢概述

改性瀝青混凝土在公路路面施工中取得廣泛的應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)表明，其具有多重突出的應(yīng)用優(yōu)勢，具體分析如下：

（一）延緩裂縫擴(kuò)展

改性瀝青混凝土屬于混合料，集多類材料于一體，即高彈性聚合物改性瀝青及集料組，以合理的配比選用材料并混合后用于施工，成型的結(jié)構(gòu)具有足夠的密實(shí)性及不滲水的特性，能夠與基層緊密結(jié)合，有效避免變形問題，因而裂縫的發(fā)生幾率較低。即便存在裂縫，得益于改性瀝青混凝土良好的自愈能力，也可在一定程度上恢復(fù)原狀，避免裂縫異常擴(kuò)展。

（二）密實(shí)穩(wěn)定

在應(yīng)用改性瀝青混凝土后，由于結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，可有效阻止地表水的下滲及毛細(xì)水的上升，此時路面受水損害的程度較輕，結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。

（三）層間黏結(jié)穩(wěn)定可靠

在應(yīng)用特種改性材料后，瀝青含量可達(dá)到0.8%以上，黏結(jié)性能較好，能夠使瀝青層和水泥混凝土路面結(jié)合為完整且穩(wěn)定的整體。

（四）抗疲勞

改性瀝青混凝土應(yīng)力吸收層的彈性模量約為200MPa～600MPa，具有突出的抗疲勞特性，較之于其他的抗裂方法，更有利于提高路面的穩(wěn)定性。

（五）可行性較高

從施工的角度來看，改性瀝青混合料對配套機(jī)械設(shè)備、工藝參數(shù)均無特定的要求，僅采用與普通混合料相同的方式即可。

三、各類原材料的選擇

（一）粗集料

以《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）為依據(jù)，選擇碎石或者碎礫石為宜，并保證粒徑的合理性。此外，集料應(yīng)具有潔凈、干燥、未摻雜有害雜質(zhì)的特點(diǎn)。為了保證粗集料顆粒形態(tài)的合理性，可以根據(jù)施工需求利用反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)。對于公路路面的上面層，考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求，宜采用堅硬、耐磨的玄武巖集料。

（二）細(xì)集料

較為常見的有人工砂和天然砂兩類，具體視工程實(shí)際條件選擇。對于瀝青路面面層，細(xì)集料可選擇人工砂，要求其潔凈、干燥、無風(fēng)化、顆粒組成合理、黏附性較好（需要與改性瀝青穩(wěn)定結(jié)合）。天然砂與瀝青的黏附效果有限，難以穩(wěn)定結(jié)合于一體，若使用此類材料，可能會對瀝青混合料的工程性能帶來影響，進(jìn)而影響面層的質(zhì)量，因此非必要時不選用。

（三）填充料

對于改性瀝青混合料的填充料，應(yīng)用較為廣泛的是以憎水性石料為原料（具體可以選擇巖漿巖、石灰?guī)r等）研磨產(chǎn)生的礦粉，并確保產(chǎn)生的礦粉具有潔凈、干燥的特點(diǎn)。

（四）改性瀝青

改性瀝青是改性瀝青混凝土中的重要原材料，在對此類材料展開實(shí)驗(yàn)與檢測時，需注重如下幾點(diǎn)：有序檢查每車改性瀝青的質(zhì)量，不遺漏；規(guī)范取樣，要求各樣品均具有代表性；選取試樣后對其做加熱處理，達(dá)到溫度要求后一次澆筑至試模內(nèi)，禁止多次操作；組織軟化段試驗(yàn)時，有效保證試樣加熱溫度的合理性，待其充分流動后方可澆筑試樣環(huán)，否則會影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本文工程SMA改性瀝青為主材料，上中面層SMA摻量分別為瀝青質(zhì)量的4%、5%，具體如表1所示。

表1 SMA改性瀝青技術(shù)要求表

四、瀝青混凝土路面施工

（一）瀝青混合料的裝料及運(yùn)輸

混合料的溫度合理性、不離析均是裝料運(yùn)輸階段需要重點(diǎn)考慮的要求，為此采取如下措施：

綜合考慮混合料的生產(chǎn)能力以及攤鋪能力，選擇大噸位的自卸車，控制好數(shù)量，建立一支高效的運(yùn)輸隊(duì)伍，富有秩序性地將優(yōu)質(zhì)瀝青混合料運(yùn)送至現(xiàn)場。運(yùn)料前，先檢測車輛的性能，判斷其是否有異常，若有則予以維修。

裝料之前，需要清除干凈車上存在的無關(guān)物品，并涂抹油水混合物。

裝料時，料車適當(dāng)向前后方向移動，分三堆裝料，以免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

裝料后，覆蓋大篷布，以免瀝青混合料在與外界環(huán)境接觸后發(fā)生溫度異常下降的情況；運(yùn)輸過程中，運(yùn)料車盡可能勻速行駛，不可忽然提速或急剎車，否則混合料易離析。

（二）瀝青混合料的攤鋪

攤鋪是路面施工中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為保證攤鋪效果，采取如下措施：

為現(xiàn)場配備兩臺攤鋪機(jī)，由具有資質(zhì)的人員操作，駕駛者聽從指揮，實(shí)施梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪的作業(yè)模式，高效推進(jìn)攤鋪施工進(jìn)程。具體開展作業(yè)過程中，控制兩臺設(shè)備之間相距10m左右，上、下層搭接的位置應(yīng)錯開至少200mm。嚴(yán)格控制攤鋪時的熱接縫，必須避開通車后行車的輪跡帶，否則在車輛荷載作用下，熱接縫部位易出現(xiàn)質(zhì)量問題。

以攤鋪時間為準(zhǔn)，提前0.5h～1h預(yù)熱熨平板，若現(xiàn)場氣溫較低，則有必要延長預(yù)熱時間，確保熨平板的表面溫度在130℃以上。

對于下面層和橋面上下鋪裝層兩部分，攤鋪期間用鋼絲引導(dǎo)控制高程。每10m設(shè)一處鋼絲支架，施工所用鋼絲均為扭繞式，拉力在800N以上。

對于中、上面層兩部分，攤鋪時用非接觸式平衡梁控制厚度，縱向熱接縫采用斜接縫的方式，以免因產(chǎn)生痕跡而影響面層的完整性與穩(wěn)定性。螺旋布料器內(nèi)必須具備充足的混合料，且料位需稍微高出布料器高度的2/3。

攤鋪機(jī)適配熨平板自控裝置，在其支持下，提高施工的可控性；在傳感器的聯(lián)合作用下，用基準(zhǔn)線自動控制熨平板，以便精細(xì)化攤鋪，確保攤鋪坡度和平整度均可以滿足要求。

遵循連續(xù)攤鋪的基本原則，攤鋪速度視拌和能力、碾壓能力、攤鋪寬度及厚度而定，一般是2m/min～6m/min，如果選擇SMA混合料，應(yīng)在此基礎(chǔ)上合理減緩速度，具體控制在1m/min～3m/min。

輸料器送料必須具有足夠的穩(wěn)定性，以免影響攤鋪的均勻性。攤鋪前，先靈活調(diào)整螺旋喂料器的姿態(tài)，并向其中準(zhǔn)備足量的混合料（需要超過螺旋喂料器高度的2/3）。盡可能避免頻繁收斗，同時合理選擇收斗時機(jī)，以免出現(xiàn)混合料溫度異常下降、離析問題。攤鋪機(jī)進(jìn)行防離析改進(jìn)：加裝反向螺旋葉片；螺旋布料器葉片邊部擋料板的距離一般要＜20cm，前擋板宜加裝活動式膠皮擋板；受料斗膠皮擋板應(yīng)采用高強(qiáng)度耐高溫橡膠擋板。

嚴(yán)格管控好混合料的攤鋪溫度，一般來說，普通瀝青需超過135℃，改性瀝青則要超過160℃。鑒于瀝青混合料對溫度較為敏感的特點(diǎn)，在現(xiàn)場氣溫低于10℃時不允許施工。

（三）瀝青混合料的碾壓

輪胎壓路機(jī)和雙鋼輪振動壓路機(jī)聯(lián)合作業(yè)，高效碾壓。

1.碾壓作業(yè)應(yīng)遵循的規(guī)則

碾壓的順序?yàn)樽韵露稀Ｄ雺旱倪^程中，驅(qū)動輪在前面、從動輪在后面；后退時，嚴(yán)格沿著碾壓的輪跡運(yùn)行，不可發(fā)生錯位；根據(jù)攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度，靈活調(diào)整壓路機(jī)的碾壓作業(yè)段長度，實(shí)現(xiàn)均衡施工；壓路機(jī)折返時應(yīng)呈階梯形；碾壓全程，壓路機(jī)均沿著直線方向運(yùn)行；優(yōu)先從外側(cè)開始碾壓，而后逐步向中間推進(jìn)，最終做到全面碾壓；對于超高路段，則按照先低后高的流程碾壓，重疊量取輪寬的1/3；碾壓時驅(qū)動輪面向攤鋪機(jī)，壓路機(jī)嚴(yán)格依據(jù)預(yù)先確定的路線勻速行駛，禁止隨意變更路線和速度，否則瀝青混合料會發(fā)生推移，隨之影響碾壓面層的平整性和穩(wěn)定性。

2.碾壓的步驟

按照初壓、復(fù)壓、終壓的順序依次碾壓，確保面層的壓實(shí)度、平整度等各方面均可滿足要求，各階段的具體作業(yè)要點(diǎn)如下：

初壓：在攤鋪施工階段，熨平板已經(jīng)對瀝青混合料產(chǎn)生了一定的夯實(shí)作用，因此對初壓的要求相對較低，僅需輕度壓實(shí)即可，但必須注重工序的銜接性，即在瀝青混合料攤鋪后盡快初壓，面層初壓溫度不低于155℃。該項(xiàng)目中，選擇雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓，驅(qū)動輪在前，盡可能勻速運(yùn)行，如需后退則按照前進(jìn)時的輪跡來運(yùn)行。

復(fù)壓：經(jīng)過初壓后，進(jìn)一步安排復(fù)壓，經(jīng)過此階段的碾壓后，確保施工路面的壓實(shí)度可以完全滿足要求。要想確保復(fù)壓作業(yè)質(zhì)量，需在溫度較高的環(huán)境下實(shí)施壓實(shí)，注意初壓完成后隨即進(jìn)行復(fù)壓。設(shè)備方面，擬采用13t雙輪振動壓路機(jī)和26t以上輪胎壓路機(jī)聯(lián)合作業(yè)的方案，由專員在現(xiàn)場調(diào)控，保證壓實(shí)施工的秩序性，使兩類壓實(shí)機(jī)械設(shè)備均可以高效運(yùn)行。

終壓：該環(huán)節(jié)的目的是清除前面作業(yè)時存在的輪跡，以確保面層的干凈和平整。為了達(dá)到消除輪跡的效果，也需在瀝青混合料溫度較高時碾壓。設(shè)備方面，以靜態(tài)雙輪壓路機(jī)為宜；溫度方面，中、上面層終壓完成后的溫度均不可低于100℃。

五、結(jié)語

SMA瀝青作為一種新型混合原料，具有很高的抗高溫和低溫的能力，可以使路面的抗滑、耐磨性能得到有效提升，同時具有很強(qiáng)的可塑性，可以在今后的路面施工中重點(diǎn)使用。本文著重對高速公路SMA改性瀝青路面的相關(guān)施工技術(shù)展開探討，提出一些具體的作業(yè)思路及要點(diǎn)，希望能夠給類似的路面工程施工提供技術(shù)層面的參考。