SMA瀝青面層施工技術(shù)

摘要：SMA瀝青面層是近年來我國重點(diǎn)道路工程中不斷被應(yīng)用到的一種工藝。相對(duì)普通瀝青混凝土，它具有抗車轍、抗裂、耐久以及高溫下穩(wěn)定性能好等優(yōu)點(diǎn)。但SMA瀝青面層施工技術(shù)要求也同樣較普通瀝青要高，在實(shí)際施工中，如不能合理控制好其施工質(zhì)量，則不能完全發(fā)揮其優(yōu)勢，而且會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：SMA瀝青；面層施工；道路工程；混合物；礦物骨架

中圖分類號(hào)：U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0047-03

1 SMA瀝青概述

SMA是瀝青瑪蹄脂碎石混合料的簡稱，它是由高含量粗集料、高含量礦粉、較大瀝青用量、低含量中間粒徑顆粒組成的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)型瀝青混合料。SMA瀝青在20世紀(jì)90年代初期作為一種國外先進(jìn)技術(shù)被引進(jìn)到我國，主要應(yīng)用在高速公路、城市道路以及機(jī)場跑道等路面工程中。相對(duì)于普通瀝青路面來講，SMA瀝青屬于骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)中的粗集料骨架占到80%左右，細(xì)集料則很少，粗集料骨架之間的空隙全部由瀝青瑪蹄脂填充，所承受的荷載也由粗集料骨架承擔(dān)。因此，它具有更好的抗高溫下車轍的軸向作用力、低溫下抗裂、耐磨損、防透水性能好以及柔性彈性較高等優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)也相對(duì)較高，目前主要用于我國高等級(jí)和重點(diǎn)項(xiàng)目的道路施工中。

SMA瀝青面層施工工藝可簡單歸納為：原材料選取、設(shè)計(jì)配合比→攪拌、運(yùn)輸SMA瀝青→機(jī)械攤鋪→找補(bǔ)整型→瀝青碾壓→局部人工夯實(shí)→自動(dòng)灑水降溫→鉆孔試驗(yàn)、彎沉測試→平整度、拱度檢測驗(yàn)收。

2 原材料選擇及運(yùn)輸

2.1 原材料的選取

2.1.1 粗集料。粗集料是SMA混合料的骨架，因此需要高強(qiáng)度和硬度的優(yōu)質(zhì)碎石或碎礫石，其粒徑和質(zhì)量需符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》來選取。石料表面泥土要清洗干凈，內(nèi)部純凈無雜質(zhì)。高速公路和國家一級(jí)公路應(yīng)選用大礫石破碎，且破碎面不少于兩個(gè)。粗集料與瀝青之間的粘附性應(yīng)不小于4級(jí)。

2.1.2 細(xì)集料。細(xì)集料在SMA混合料中所占比例通常不超過10%，一般在瀝青路面選用有適當(dāng)顆粒的人工砂，以增加和瀝青的粘附性，細(xì)集料表面要潔凈，無雜質(zhì)。

2.1.3 填充料。SMA瀝青混合物通常選用礦粉來做填充料，它可吸附在瀝青表面形成高粘聚力的膠凝狀物——瑪蹄脂，以提高混合料的整體結(jié)合力。

2.1.4 瀝青材料。瀝青的選擇除了要有良好的粘結(jié)性和溫度穩(wěn)定性以外，通常由當(dāng)?shù)貧夂驔Q定，如南方地區(qū)可采用50號(hào)瀝青，長江、黃河流域采用70號(hào)瀝青，東北地區(qū)采用90號(hào)瀝青。

此外，SMA混合料中還需要有瀝青結(jié)合料、纖維穩(wěn)定劑以增強(qiáng)混合物料的高溫穩(wěn)定性、低溫韌性等效果。

2.2 混合料的攪拌與運(yùn)輸

在混合料配置之前，需要做配合比設(shè)計(jì)。其步驟分為目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段進(jìn)行，通過科學(xué)的配合比設(shè)計(jì)，確定礦料級(jí)配及瀝青最佳用量，在質(zhì)監(jiān)部門檢驗(yàn)合格后可進(jìn)行存檔，準(zhǔn)備

攪拌。

SMA瀝青通常在就近的攪拌站進(jìn)行攪拌，其規(guī)模、設(shè)備均應(yīng)符合國家質(zhì)量、環(huán)保、安全等方面規(guī)范。各混合物料添加時(shí)需使用精確計(jì)量設(shè)備，以保證配合比的準(zhǔn)確，尤其是纖維類摻加劑的添加。

瀝青從攪拌廠到施工現(xiàn)場的運(yùn)輸過程，需要進(jìn)行嚴(yán)格控制以及做好現(xiàn)場的調(diào)度工作。首先，運(yùn)輸車需采用25噸位以上的自卸車，在運(yùn)料前底板和車廂內(nèi)側(cè)要均勻地涂上一層油水隔離劑，以防止瀝青黏在車板上。運(yùn)料車在運(yùn)輸過程中，需要覆蓋苫布，以防表面混合物料降溫凝固，影響鋪設(shè)，且運(yùn)料車不得在途中隨意停歇。運(yùn)料車在到達(dá)現(xiàn)場后，需管理人員檢查SMA瀝青的溫度不低于攤鋪溫度，方可卸車。卸車時(shí)必須倒凈，如發(fā)現(xiàn)車內(nèi)有殘留瀝青，需及時(shí)處理掉，以防造成浪費(fèi)。

3 SMA瀝青攤鋪時(shí)的要點(diǎn)分析

3.1 SMA瀝青的攤鋪

瀝青上面層攤鋪大多采用非接觸平衡梁自動(dòng)找平裝置，以確保平整度、高程和厚度。首先，合理選擇攤鋪機(jī)的寬度，確定攤鋪的松鋪系數(shù)和松鋪厚度，保證基層表面清潔、干燥，污染的路段應(yīng)噴涂適量的改性乳化瀝青粘層油。攤鋪機(jī)就位后調(diào)整仰角，按松鋪厚度墊木，設(shè)定夯錘的激振力和各塊熨平板的激振強(qiáng)度，以保證攤鋪機(jī)狀態(tài)最佳。開工前一小時(shí)應(yīng)預(yù)熱熨平板，攤鋪時(shí)應(yīng)勻速、緩慢，前方必須有多輛供料車負(fù)責(zé)一車緊接一車連續(xù)供料，避免停機(jī)待料，更不能隨意停機(jī)或改變速度，最好每天只在收工時(shí)停機(jī)一次。必須中途停機(jī)的，在繼續(xù)攤鋪前應(yīng)及時(shí)清除熨平板擋板前核料斗內(nèi)不符合要求的混合料，以免鋪面發(fā)生離析現(xiàn)象。攤鋪過程中應(yīng)派專人跟蹤監(jiān)測攤鋪質(zhì)量和速度，依據(jù)攤鋪寬度、厚度、施工機(jī)械配套情況和拌和機(jī)產(chǎn)量確定攤鋪速度，一般為2～3m/min。另派專人負(fù)責(zé)指揮自卸車向攤鋪機(jī)料槽中卸料，確保卸料過程中車輛車速相等，以免碰撞摩擦影響攤鋪質(zhì)量。機(jī)械攤鋪后，在混合料未壓實(shí)之前不容許踩踏，如果需要人工修整，應(yīng)先制定修整方案，如果局部出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷也應(yīng)制定鏟除和補(bǔ)救方案，依照方案實(shí)施，并應(yīng)考慮更換或者改進(jìn)攤鋪機(jī)工藝，避免以后再次出現(xiàn)同樣的缺陷。

3.2 SMA瀝青的碾壓

混合料的壓實(shí)可以使礦料顆粒相互粘結(jié)、相互嵌擠，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和密實(shí)度。為了防止SMA瀝青混合料瀝青含量高而引起的“泵吸”現(xiàn)象，使瀝青表面泛油或?yàn)r青上浮，目前已將膠輪壓路機(jī)全部替換成雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。初壓和復(fù)壓均應(yīng)采用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)按照慢壓、緊跟、低幅、高頻的原則進(jìn)行碾壓，鋪路機(jī)并列前行，壓路機(jī)在其后成梯隊(duì)前行，組成“跟隨式”，形成一定范圍的作業(yè)面，壓路機(jī)即可向前碾壓。初壓過程中，前進(jìn)時(shí)采用靜壓，后退時(shí)采用振動(dòng)碾壓；復(fù)壓需要振動(dòng)兩遍，碾壓段的長度應(yīng)控制在20～30m范圍內(nèi)。采用振動(dòng)壓路機(jī)、靜載壓路機(jī)對(duì)改性瀝青路面碾壓時(shí)，其輪跡重疊面寬度應(yīng)分別在20cm、1/4～1/3碾壓寬度以內(nèi)。為保證碾壓質(zhì)量，避免粘輪，壓路機(jī)輪不得噴涂油類液體，含有隔離劑的水溶液或清水可以用噴霧器轉(zhuǎn)化成霧狀噴灑到輪上。另外，在新鋪的混合料上，禁止壓路機(jī)掉頭、轉(zhuǎn)向、移位、急剎車、停機(jī)等操作，否則會(huì)引起瀝青瑪蹄脂部分上浮。終壓勻速靜壓兩遍即可。各個(gè)時(shí)段不同，各種機(jī)型不同，則壓路機(jī)適宜的碾壓速度也不同，具體速度可參照表1確定。壓路機(jī)應(yīng)由四周向中間碾壓，每一次折返都不應(yīng)在同一斷面上，總體呈現(xiàn)梯形。由于攤鋪后混合料的溫度隨時(shí)間變化較明顯，而其溫度直接制約著路面壓實(shí)質(zhì)量，因此，應(yīng)派專人掌握好有效壓實(shí)時(shí)間，盡快進(jìn)行碾壓，同時(shí)監(jiān)管各臺(tái)壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)及碾壓路線，使各臺(tái)機(jī)械有條不紊地運(yùn)作。壓實(shí)度達(dá)到馬歇爾密度的98%以上即可，過度碾壓會(huì)破壞結(jié)構(gòu)內(nèi)部骨架。

表1 壓路機(jī)碾壓速度（單位：km/h）

壓路機(jī)類型 初壓 復(fù)壓 終壓

靜載鋼輪壓路機(jī) 2～3 2.5～5 2.5～5

鋼輪振動(dòng)壓路機(jī) 2～4 4～5 —

3.3 SMA瀝青施工縫的修補(bǔ)

由于種種原因，在瀝青面層攤鋪時(shí)經(jīng)常不能一次性攤鋪完成，二次攤鋪時(shí)出現(xiàn)的施工縫，如不能及時(shí)處理好，將來可能會(huì)影響到路面的完整性。根據(jù)面層攤鋪時(shí)的方向，施工縫可分為橫向和縱向。

3.3.1 橫向施工縫的修補(bǔ)。

立縫搭接法：路面橫向接縫是由于施工中斷所制。修補(bǔ)方法是將接縫處較薄的部分垂直刨除，將橫斷面刨成垂直角形，清理刨制后出現(xiàn)的新茬斷面，然后將粘層瀝青均勻涂布在新茬斷面上，根據(jù)路面鋪筑材料和基層狀況確定粘層瀝青的用量，用量大易出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，用量少不易結(jié)合，影響質(zhì)量。若連續(xù)施工，直至完成修補(bǔ)也可以不涂粘層瀝青。人工修補(bǔ)難度較大，應(yīng)派經(jīng)驗(yàn)豐富者進(jìn)行，攤鋪瀝青混合料時(shí)應(yīng)先鋪熱料，隨后邊攤鋪邊摟平。在此過程中，為防止粗細(xì)料分離產(chǎn)生麻面，應(yīng)盡量用扣鍬方法鋪筑，同時(shí)注意掌握瀝青混合料隨時(shí)間變化而變化的松鋪系數(shù)。待平整好之后馬上用壓路機(jī)碾壓，橫向?qū)κ┕たp緩慢初壓兩遍，碾壓時(shí)的壓輪的10～15cm寬度壓到修補(bǔ)施工縫上，另外大部分應(yīng)壓在原瀝青路面上。最后一步是消除輪跡，用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓2～3遍即可。

臺(tái)階式搭接法：新舊路面與雙層瀝青路面的施工縫修補(bǔ)多采用錯(cuò)開1m以上的臺(tái)階式銜接方法，為保證接縫處能夠達(dá)到足夠的強(qiáng)度和厚度，禁止兩層或兩幅在一個(gè)斷面上相接。為避免路面通車后過早破壞，接縫應(yīng)膠粘緊密、密實(shí)、平整。其施工要求和方法與立縫搭接法相同。

3.3.2 縱向施工縫的處理。面層施工中如有條件，應(yīng)盡量采用全幅攤鋪，以減少施工縱縫。在半幅攤鋪過程中，通常在接縫處留出10～20cm的混合物寬度暫不碾壓，在另外半幅攤鋪時(shí)，進(jìn)行重疊、搭接攤鋪，重疊寬度不小于15cm，以熱接縫形式在最后作跨接縫反復(fù)碾壓，以消除縫跡。也可以在半幅施工時(shí)，中線為主設(shè)置固定模板，防止碾壓時(shí)物料向外推擠，之后處理縱向接縫。上面層的縱向接縫和下面層不能重合，最少需要錯(cuò)開15cm以上。

4 SMA瀝青面層施工需要注意的問題

4.1 SMA瀝青面層的測量控制

測量放線工作是直接影響SMA瀝青面層平整度和標(biāo)高的關(guān)鍵，稍有偏差可能會(huì)帶來慘重的經(jīng)濟(jì)損失。施工中較常用的方法是兩邊走鋼絲法控制攤鋪厚度、高程以及橫坡度。SMA的理論松鋪系數(shù)在1.15～1.2之間，但實(shí)際施工中可選擇合適系數(shù)，事先計(jì)算出攤鋪厚度，然后選擇試驗(yàn)段檢驗(yàn)其實(shí)際系數(shù)值，進(jìn)行對(duì)比之后再進(jìn)行大范圍攤鋪。攤鋪工作中，也必須有專業(yè)測量人員進(jìn)行隨時(shí)跟蹤測量，對(duì)道路的里程數(shù)和段位的標(biāo)高值進(jìn)行多次復(fù)核，以確保無誤。

4.2 粗集料與瀝青的配合比設(shè)計(jì)

SMA瀝青混合物配合比的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于保證其礦物骨架的硬度和瀝青的用量。如瀝青含量過大，容易造成粗集料之間的分離，產(chǎn)生油斑現(xiàn)象；而瀝青用量過少，則會(huì)出現(xiàn)混合料難以壓實(shí)，空隙率過高，骨料之間的瀝青膜過薄，從而影響路面的耐久性。因此在實(shí)際操作過程中最好隨時(shí)監(jiān)測SMA混合物中瀝青的用量，每天分兩次在現(xiàn)場各取一組瀝青混合物料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、抽提試驗(yàn)，及時(shí)了解混合料的油石比、空隙率、穩(wěn)定度等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并作相應(yīng)調(diào)整。SMA混合料出料以混合料拌合均勻、纖維均勻分布在混合料中、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料為適宜，拌合時(shí)間根據(jù)時(shí)間情況可相應(yīng)調(diào)整。

5 結(jié)語

以上是筆者在施工中歸納的一些個(gè)人見解。SMA瀝青面層稍顯粗糙，但其穩(wěn)定性、防水性和耐磨性都非常好，且使用壽命較長。只有在具體施工中嚴(yán)格控制其質(zhì)量，把好施工技術(shù)關(guān)，才能充分顯示出這些優(yōu)點(diǎn)，方便其工藝的廣泛推廣和使用。

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作者簡介：魏振豹（1980—），男，河北衡水人，中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司工程師，碩士，研究方向：項(xiàng)目管理。

（責(zé)任編輯：劉 晶）