寒冷地區(qū)瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)應(yīng)用特點分析

宮菲菲

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

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寒冷地區(qū)瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)應(yīng)用特點分析

宮菲菲

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

結(jié)合SMA-13在黑龍江高速公路工程中的規(guī)模應(yīng)用情況，從SMA瀝青混合料配合比設(shè)計以及現(xiàn)場施工角度對SMA在以黑龍江地區(qū)為代表的寒冷地區(qū)的應(yīng)用特點進行分析和總結(jié)。

SMA；黑龍江地區(qū)；配合比設(shè)計；施工；特點

1 SMA在黑龍江地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在黑龍江地區(qū)，隨著地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路交通面臨著新的挑戰(zhàn)。交通量逐年快速增加，道路承受的荷載越來越大，建成通車的瀝青路面已經(jīng)面臨著車轍、裂縫、坑槽等病害不斷發(fā)展的困境，選用SMA這種抗車轍能力強、低溫抗裂性好的瀝青混合料作為路面材料是當(dāng)前形勢的需要。自2010年以來，黑龍江伊綏高速、齊甘高速、綏牡高速等新建高速公路陸續(xù)在瀝青路面的上面層采用了SMA路面結(jié)構(gòu)。到2012年，黑龍江綏滿高速公路牡哈段大修工程約300km瀝青路面全部采用了SMA瀝青路面，標志著SMA在黑龍江的應(yīng)用達到成熟階段。對SMA在黑龍江地區(qū)的應(yīng)用進行總結(jié)和分析顯得非常有必要。

2 SMA在黑龍江地區(qū)應(yīng)用的幾個特點

2.1 集料特質(zhì)

黑龍江的巖石分布相對來說比較分散，在公路項目建設(shè)中主要使用的巖石是安山巖、玄武巖這兩種巖石種類，而料場也主要是中小規(guī)模的料場。以當(dāng)前高速公路建設(shè)工程集料使用情況為參考發(fā)現(xiàn)，在實際工作中因為受到供料能力的影響，相同項目不同標段巖性集料性能是不同的。不同的項目以及不同的標段集料不論是吸水率還是密度，差異都比較大。粗集料的表現(xiàn)比較明顯，密度一般都是2.80左右，而吸水率主要分布于0.5%～2.8%的范圍區(qū)間內(nèi)。和大部分地區(qū)玄武巖的情況相比較，該地區(qū)的集料吸水率更大、密度更小，所以很難產(chǎn)生大波動。

2.2 配合比設(shè)計

配合比設(shè)計在整個SMA的應(yīng)用過程中是至關(guān)重要的一環(huán)，是SMA得以成功應(yīng)用的前提。目前，國際通用的設(shè)計方法是體積設(shè)計法，根據(jù)主要試驗儀器的不同，分為馬歇爾試驗設(shè)計法和旋轉(zhuǎn)壓實試驗設(shè)計法。馬歇爾試驗設(shè)計方法是我國和歐洲一些國家的規(guī)范設(shè)計法；旋轉(zhuǎn)壓實設(shè)計法主要在美國及其推廣地區(qū)應(yīng)用，我國部分地區(qū)和機構(gòu)也采用過這一方法進行了SMA配合比設(shè)計。伊綏高速公路SMA配合比設(shè)計采用我國當(dāng)前施工技術(shù)規(guī)范提到的馬歇爾設(shè)計方法，但在成型試件時，采用的是雙面擊實75次成型試件的方法。通過目標配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計、試驗路鋪筑三個階段完成整個SMA配合比設(shè)計流程。

黑龍江地區(qū)在氣候分區(qū)上，跨域夏熱冬嚴寒區(qū)和夏熱冬寒區(qū)。因此，在進行配合比設(shè)計時，需要兼顧瀝青混合料在高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性兩個方面的性能表現(xiàn)。目前在黑龍江地區(qū)正在施工的項目中，SMA混合料配合比設(shè)計均采用馬歇爾設(shè)計方法，雙面擊實75次成型試件。

在進行配合比設(shè)計過程中，選定級配后，在確定最佳瀝青用量時，考慮當(dāng)?shù)氐膰篮畾夂驐l件，在確定最佳瀝青用量時，建議在氣候溫和地區(qū)經(jīng)驗瀝青用量的基礎(chǔ)上適度提高0.1%～0.5%的瀝青用量。對于VMA這項指標，受集料密度和顆粒狀的影響，存在小于17.0%的情況，可以滿足不小于16.5%的要求。配合比設(shè)計依據(jù)為《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)和《施工圖設(shè)計文件》，瀝青混合料各項技術(shù)指標要求。

2.3 施工工藝

(1)SMA瀝青混合料的拌和

在攪拌SMA瀝青混合料的過程中，工作人員要不斷的向其中添加一些纖維材料，從整體上來看，纖維材料的添加主要包含下述兩種方式，分別為人工添加機械添加。從當(dāng)前工作開展的情況來看，大部分地區(qū)都是通過機械的形式來添加的。

SMA的干拌時間通常要長于AC等不添加纖維的瀝青混合料，這是由于纖維需要一定的添加時間，而且需要將纖維充分拌開，不能結(jié)團，否則，鋪面容易出現(xiàn)油斑和難以壓實的結(jié)團。

在拌和溫度控制上，隨著外界氣溫的降低，拌和溫度應(yīng)逐步提高，同時必須考慮現(xiàn)場風(fēng)速帶來的溫度損失，適度提高拌和溫度。

(2)SMA瀝青混合料的運輸

大部分的混合料都在通過大噸位自卸車來運輸，所以車廂的側(cè)板以及車廂的底板都必須要涂抹隔離劑，才能保證余液不會積壓在車廂的底部位置。黑龍江地區(qū)的車輛運輸保溫措施也要不斷的加強，適當(dāng)?shù)脑诒仃P(guān)鍵點增加一些棉被等，保證保溫的正常進行。

(3)SMA瀝青混合料的攤鋪

在進行攤鋪之前，工作人員必須先對工作面進行清理，保證工作面的平整性。如果經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)工作面存在乳化瀝青，要先等到乳化瀝青完全破乳之后，再攤鋪，保證工程項目施工質(zhì)量。而攤鋪過程中所用的個各種攤鋪機械，都必須要有自動調(diào)節(jié)裝置、半自動調(diào)節(jié)裝置，保證攤鋪機日常攤鋪速度到位，而且在中間也不能停機。如果需要使用改性瀝青，則SMA混合料日常攤鋪溫度要控制在170°左右，如果溫度低于了160°，則不能使用混合料?；旌狭系臏囟葧ㄜ囆遁d的影響比較大，如果路面的溫度在15°以下，則不能使用改性瀝青SMA混合料進行攤鋪。

在黑龍江地區(qū)，施工過程中通常伴有3～4級風(fēng)，導(dǎo)致攤鋪后的瀝青混合料溫度散失很快，根據(jù)現(xiàn)場溫度測試，距攤鋪機螺旋布料器10m位置，混合料表面溫度差可以達到10～15 ℃。為了盡量減少溫度損失，在料車向攤鋪機卸料時，保溫苫布可以不掀開。

(4)SMA瀝青混合料的碾壓

在利用SMA來完成路面碾壓的時候，通?？梢韵仁褂秒p鋼輪壓路機，具體的壓路機shul8iang可以可以根據(jù)碾壓的次數(shù)來決定。從實際工作情況來看，如果開啟震動，則震動可以達到30～50t，如果自重或者激振力比較強，很容易導(dǎo)致集料出現(xiàn)壓碎等問題。

利用SMA進行碾壓，可以初步將其分成初壓、復(fù)壓以及終壓這三個層次。在進行初壓的時候，一般可以通過靜壓等方式，讓震動碾壓可以和靜壓相互結(jié)合，視情況來判定壓實的次數(shù)。如果需要利用靜壓的方式來完成工作，一遍即可。

3 結(jié) 語

(1)SMA的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性有助于改善黑龍江地區(qū)瀝青路面面臨的日益嚴重的車轍和開裂問題。

(2)SMA拌合與AC瀝青混合料的區(qū)別是比較明顯的。在進行拌合的時候，必須要保證纖維量摻入的正確性，并且要關(guān)注礦粉以及瀝青等材料加入順序。干拌時間和濕拌時間均需要適當(dāng)延長，拌出的SMA混合料要均勻、不結(jié)團。在拌和溫度控制方面，溫度要提高，既要考慮運輸過程中溫度的散失，還應(yīng)考慮在攤鋪現(xiàn)場持續(xù)刮風(fēng)造成的較多的溫度損失。

[1]SMA路面推廣應(yīng)用研究.江蘇省交通科學(xué)研究院(2001.6).

[2] 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJF40-2004)[S].

[3] 公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南.

[4] 沈金安，改性瀝青與SMA路面.人民交通出版社,1999.

2016-02-11

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