SMA混合料在高速公路中的常見問題及解決措施

楊會軍（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅　蘭州　730000）

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SMA混合料在高速公路中的常見問題及解決措施

楊會軍
（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：結(jié)合臨合高速公路項(xiàng)目，闡述了上面層SMA-13混合料設(shè)計和施工中常見的相關(guān)問題，并分析問題產(chǎn)生的相關(guān)因素及解決措施，意在積累經(jīng)驗(yàn)，為今后國內(nèi)相關(guān)工程的施工提供參考意見。

關(guān)鍵詞：SMA ;高速公路;常見問題;解決措施

1　概述

SMA型路面的出現(xiàn)為公路瀝青路面的發(fā)展注入了新的能量和帶來了新的希望。SMA即瀝青瑪蹄脂碎石混合料，它是按照內(nèi)摩擦角最大的原則，以間斷級配的粗集料形成相互嵌擠的礦料骨架，然后按照空隙率較小的原則，以瀝青瑪蹄脂填充骨架的空隙，形成一種骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。SMA是由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細(xì)集料以及較多量的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂，填充間斷級配的粗集料骨架間隙，組成一體形成的瀝青混合料。在SMA的組成中，礦料是間斷級配，粗集料占到70%以上，粗集料顆粒之間有良好的嵌擠作用，因而有較強(qiáng)的高溫抗車轍變形的能力；SMA使用礦粉多，瀝青多，使用纖維作為穩(wěn)定劑，由此組成的瀝青瑪蹄脂填充粗集料的間隙，并裹覆在粗集料表面，在低溫條件下，瀝青瑪蹄脂有較好的粘結(jié)性、韌性和柔性，使混合料有較好的抗低溫開裂性能；SMA混合料空隙率小，幾乎不透水，混合料的水穩(wěn)定性有較大改善，增強(qiáng)了抗水損害的能力；由于是間斷級配，粗集料含量高，表面構(gòu)造深度大，抗滑性能得到改善和提高，雨天行車不會產(chǎn)生大的水霧和濺水；瀝青混合料的抗老化性能好，具有較好的耐久性。

特點(diǎn)歸納為以下幾點(diǎn)：

嵌擠的骨架——高溫穩(wěn)定性好，抗車轍能力強(qiáng)

粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行車安全

空隙率較小——抗水害、耐老化

瀝青用量多——抗裂性好

筆者根據(jù)臨合項(xiàng)目地處高寒陰濕的青藏高原的特點(diǎn)并結(jié)合自己多年來從事SMA瀝青路面的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合在臨合高速公路上面層SMA-13混合料施工過程中遇到的相關(guān)問題，主要從配合比設(shè)計和施工方面進(jìn)行闡述，具體內(nèi)容如下所述。

2　配合比方面

2.1擊實(shí)50次/面的擊實(shí)功與實(shí)際壓實(shí)功不匹配

瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）中要求擊實(shí)50次/面，主要是因?yàn)镾MA混合料勁度小，容易壓實(shí)；骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，大的擊實(shí)功可能會破壞粗集料。但是隨著交通量增長和超載車輛的增加，以及與目前的路面實(shí)際壓實(shí)功相比，室內(nèi)擊實(shí)50 次/面的擊實(shí)功是偏小的。

解決措施：將擊實(shí)50次/面提升為75次/面。一方面適應(yīng)交通量增長和超載車輛增加的需要，另一方面也不會像想象中那樣把粗集料破壞掉，關(guān)鍵是擊實(shí)75次/面的室內(nèi)擊實(shí)功與目前的路面實(shí)際壓實(shí)功比較匹配。

2.2礦料間隙率指標(biāo)偏小

影響礦料間隙率的主要因素包括：油石比、礦料的密度和吸水率，此外合成級配的各材料組成比例對礦料間隙率也有一定的影響。

解決措施：1）瀝青用量：增加油石比，VMA增加比較明顯。2）礦料特性：選擇毛密度大和吸水率小的集料，VMA增加也比較明顯。

3）礦料比例：對于同種母材的石料，調(diào)整比例，VMA變化一般，不明顯。

2.3瀝青用量偏大

配合比設(shè)計中瀝青用量偏大一般主要原因是集料的吸水率較大導(dǎo)致的，高速公路瀝青路面的集料吸水率一般控制在2%以下，其目的主要是控制多孔集料對瀝青的吸附，吸水率的大小對瀝青路面的路用性能沒有大的影響，但是影響瀝青混合料中的瀝青用量及施工過程中的石料烘干工藝。

解決措施：選擇石質(zhì)較為致密，密度較大、吸水率較小的礦山宕口進(jìn)行開采，然后加工成所需規(guī)格的各種集料，這樣所確定的混合料的最佳瀝青含量會相對較小。一般最大瀝青用量通常由混合料的析漏和飛散試驗(yàn)研究確定。

3　施工方面

3.1鋪面油斑

油斑主要產(chǎn)生于以下幾種因素：

1）木質(zhì)顆粒纖維分散不開、分散不均勻，計量不準(zhǔn)確，優(yōu)化造粒技術(shù)和計量稱重系統(tǒng)，并適當(dāng)增加拌合時間。

2）木質(zhì)絮狀纖維供料不連續(xù)、用量不足或攪拌不均勻。

3）運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，攤鋪機(jī)等料時間過長，SMA混合料中瀝青產(chǎn)生析漏。

4）瀝青用量過大或溫度過高，特別是改性瀝青SMA。

5）纖維含水量較大等。

解決措施：

1）攤鋪中出現(xiàn)的油斑應(yīng)及時鏟除并用新熱料填補(bǔ)。

2）調(diào)整混合料的運(yùn)輸和攤鋪速度，盡量保持螺旋布料器連續(xù)均勻轉(zhuǎn)動。

3）調(diào)整好拌和樓的計量部分，尤其要保證瀝青、纖維、粉料連續(xù)供應(yīng)和準(zhǔn)確計量，并適當(dāng)延長混合料的拌和時間。

4）控制好纖維的含水量以及混合料的出場溫度等。

3.2路面泛油路面泛油主要產(chǎn)生于以下幾種因素：1）設(shè)計的空隙率標(biāo)準(zhǔn)偏小。

2）二次壓密導(dǎo)致空隙率進(jìn)一步減少。3）最低瀝青用量過高。4）粘層油用量過多。

解決措施：

1）為了避免SMA路面出現(xiàn)泛油、油斑和車轍，應(yīng)適當(dāng)增大其空隙率。

2）提高SMA混合料的密度，減小空隙，為此在重交通道路鋪筑SMA路面，在試件成型時采用75次擊實(shí)。

3）降低SMA混合料瀝青用量的最低限值，以防止路面泛油。

4）避免出現(xiàn)過度碾壓現(xiàn)象。

5）控制好粘層油的用量，避免過量噴灑。

3.3滲水問題

由于施工中措施不力，常常會造成局部出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，尤其多發(fā)生在攤鋪機(jī)搭接處、施工接縫或路面兩側(cè)邊緣等，具體可歸納為：

1）兩臺攤鋪機(jī)搭接問題，攤鋪機(jī)拼裝寬度偏短（設(shè)計加寬，可提前組織計劃固定設(shè)計寬度，對于變寬的，根據(jù)實(shí)際情況采取伸縮攤鋪機(jī)），造成兩側(cè)進(jìn)行人工補(bǔ)料（盡量避免人工補(bǔ)料，對于存在的局部缺陷可采取人工補(bǔ)料方式），容易導(dǎo)致粗細(xì)料離析和溫度有較大損失現(xiàn)象，導(dǎo)致壓實(shí)不足；

2）攤鋪過程中攤鋪機(jī)邊部混合料碾壓不足。

3）混合料碾壓溫度不夠，造成壓實(shí)不足。

4）局部鋪面存在漏壓現(xiàn)象。

5）施工接縫處理不當(dāng)，造成接縫處不平整、不密實(shí)。

解決措施：

1）對于兩臺攤鋪機(jī)梯隊作業(yè)的結(jié)合料縱向熱接縫優(yōu)先進(jìn)行碾壓。

2）在溫度容許范圍內(nèi)，盡量提高混合料的出場溫度，進(jìn)而保證混合料的施工階段溫度。

3）加強(qiáng)對邊部等薄弱部位的碾壓，適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)。

4）嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范要求對施工接縫進(jìn)行處理并及時進(jìn)行檢測。

3.4施工中的離析問題

由于瀝青混合料施工中變異性較大，離析現(xiàn)象的成因也是很復(fù)雜的，通常主要由混合料配合比、混合料拌和機(jī)、運(yùn)輸車輛和攤鋪技術(shù)等多方面的原因形成的。

解決措施：

1）拌和：經(jīng)常檢查篩網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)堵網(wǎng)或破網(wǎng)等現(xiàn)象要及時進(jìn)行處理，另外還要經(jīng)常檢查攪拌機(jī)中的相關(guān)部件，并嚴(yán)格控制攪拌時間。

2）卸料：當(dāng)向運(yùn)輸車內(nèi)卸料時，由于重力及高度的原因，大骨料滾落在兩邊和前后，形成骨料的第一次集中，為改變這種狀況，應(yīng)分別向運(yùn)輸車的前、后、中進(jìn)行裝料。

3）運(yùn)輸：應(yīng)適當(dāng)平整運(yùn)輸通道、降低行駛速度，使運(yùn)輸過程中盡量減少顛簸，對混合料要采取保溫措施，減少或避免溫度離析。

4）傾倒：運(yùn)輸車向攤鋪機(jī)中卸料時，大骨料滾落在料斗兩側(cè)，因此應(yīng)將車箱大角度、快速升起，使混合料整體下滑，以減少或避免大骨料向外側(cè)滾動和堆積。

5）收斗：施工中盡量減少攤鋪機(jī)的收斗次數(shù)。

6）螺旋布料器：盡量采用具有大直徑、低轉(zhuǎn)速螺旋布料器的攤鋪機(jī)，同時降低螺旋布料器的離地高度，使混合料滿埋螺旋工作（至少保證在2/3高度以上）。

4　結(jié)語

本文結(jié)合臨合高速公路項(xiàng)目，闡述了上面層SMA-13混合料設(shè)計和施工中常見的相關(guān)問題，并分析問題產(chǎn)生的相關(guān)因素及解決措施，意在積累經(jīng)驗(yàn)，為今后國內(nèi)相關(guān)工程的施工提供參考意見。

參考文獻(xiàn):

[1]JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG D50-2006公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[S].

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[4]JTG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[5]JTGE42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[6]蘭州至郎木寺高速公路（S2）臨夏至合作LHSJ1合同段兩階段施工圖設(shè)計.

中圖分類號：U412.36+6