公路工程SMA路面施工技術分析

文/張麗華、薛莉莉

1 前言

改性瀝青SMA 混合料是當前瀝青瑪蹄脂碎石混合料的簡稱，該材料具備瀝青材料的各項性能，能夠促進工程質(zhì)量的提升。集料和集料之間能夠形成比較穩(wěn)定的嵌擠結構形式，集料間隙通過使用瀝青、細集料填料、纖維穩(wěn)定性形成了瑪蹄脂的填充，可以提升結構的整體性。目前的瀝青面層SMA 技術應比較成熟，被廣泛應用到實踐中，但是成本高，還需要進行全面分析。

2 材料優(yōu)勢分析

2.1 路面的獨特性

SMA 混合料所選擇的礦料屬于間斷級配的形式存在，碎石的質(zhì)量要求比較高，耐磨、硬度等都要符合標準要求。因此，SMA 混合料的摩擦系數(shù)比較大、構造深度也很大，能夠避免公路在運行中出現(xiàn)濺水或者噪聲過大的情況，具備較高的抗滑性，提升公路工程質(zhì)量[1]。

2.2 低溫抗變形性能

因為SMA 混合料內(nèi)含有一定量的瀝青瑪蹄脂材料，所以在低溫的環(huán)境中應用也會有較高的粘結性，該材料的韌性比較高。因此，SMA 混合料的低溫抗變形能力是極高的，可以滿足環(huán)境溫度比較低的條件下應用要求。

2.3 高溫抗車轍性能

SMA 混合料主要是包含瀝青瑪蹄脂與粗集料的骨架形式。在高溫的環(huán)境中，SMA 混合料內(nèi)的集料數(shù)量非常大，骨料嵌擠硬性下混合料有著較高的抗變形能力。因此，該材料的高溫抗車轍能力非常高，可以滿足高溫環(huán)境中的使用。

2.4 使用壽命長

SMA 混合料內(nèi)所包含的瀝青瑪蹄脂材料，能夠有效填充粗集料內(nèi)的空隙問題。SMA 混合料內(nèi)的空隙非常小，能夠避免瀝青材料和水分的接觸，保證材料具備更高的穩(wěn)定性。因此，SMA 混合料對于基層、中層、下層等結構都有著較高的隔水性和保護性，有較高的穩(wěn)定性、抗老化性以及抗疲勞性，使用壽命比較長，結構平整性非常好。

3 項目實例

某公路全長20km，設計中采用的是平原微丘區(qū)標準進行，且使用的是雙向六車道的路面形式。本次工程的交通運行量比較大，還有很多大型重載車輛，氣候條件比較干燥，夏季環(huán)境溫度比較高，為了避免出現(xiàn)車轍、波浪等病害問題，可以選擇使用改性瀝青SMA 面層進行施工[2]。

4 技術應用

4.1 材料準備要求

原材料是施工的基礎，對于工程的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此，要加強材料質(zhì)量的管理。實驗室應該在項目開始施工前進行必要的集料試驗，確保材料的各項性能符合標準要求，能夠提升原材料的質(zhì)量水平。材料的存儲也是嚴格控制的，保證環(huán)境符合要求，存放環(huán)節(jié)質(zhì)量不會發(fā)生任何的變化。一般來說，瀝青材料存儲環(huán)境溫度不能低于14℃，存放時間要控制7d 以內(nèi)，保證存儲空間的干燥性以及材料的綜合性能合格。

4.2 機械配置

選擇合適的施工機械設備開展施工，這是提升路面施工連續(xù)性、平整度、質(zhì)量水平的關鍵性因素。該工程中所應用的SMA 拌和設備是德國PARIG/M2000 型拌和設備，在具體的操作中，該設備主要通過計算機進行自動化控制，能夠滿足工程的施工連續(xù)性，達到材料的質(zhì)量穩(wěn)定性標準。改性瀝青由LG-8 型煉磨式設備進行，做好現(xiàn)場制作，通過設備進行改性瀝青分散劑的均勻性處理，提升材料的性能。攤鋪機主要是進口高精度自動找平全幅AMG 攤鋪機；壓路機應用的是Ingersollrand 壓路機。運料車應該符合工程的施工連續(xù)性的標準，同時合理確定運輸距離，提升現(xiàn)場的施工進度[3]。

4.3 拌和施工

改性瀝青SMA 混合料質(zhì)量會給瀝青材料的質(zhì)量和品質(zhì)產(chǎn)生直接影響，避免存在材料質(zhì)量不合格的情況。焦料、過油料等問題的存在，要將其清除掉，然后進行重新鋪設施工?；旌狭仙a(chǎn)階段要嚴格控制，任何存在質(zhì)量問題的材料都不能應用到工程中。采取必要的試驗方式進行各種材料性能檢驗，比如級配、利用比例、密實度等，調(diào)控空隙率VV、VMA、VCA 等指標，確保材料的質(zhì)量和穩(wěn)定性合格。做好溫度性能的檢測，檢測SMA 材料的溫度，保證溫度合格，避免混合料存在質(zhì)量問題。

4.4 攤鋪

本次工程中主要是通過ABG 攤鋪機開展全幅一次性的攤鋪施工，保證均勻、慢速完成和連續(xù)施工，不能在中途變換速度或者急剎車。

4．4．1 運料車與攤鋪機應該聯(lián)合進行，保證路面的平整度合格，避免運料車出現(xiàn)撞擊攤鋪機或者材料撒在中面層結構上的情況。運料車應該在攤鋪施工開始前10～20m 位置上停止，掛空擋使用攤鋪機推動運行；卸料結束后立即行駛出去。因為改性SMA 材料的拌和中生產(chǎn)效率比較低，為了確保攤鋪施工的質(zhì)量合格，攤鋪速度通?？刂圃?～4m/min，甚至可放慢到1～2m/min，保持較高的攤鋪技術水平，達到勻速、連續(xù)的情況，提升壓實度性能[4]。

4．4．2 ABG 攤鋪機兩側需要設施有美國BLAW/KHOX 公司生產(chǎn)的浮動基準梁找平裝置。這個部分一般被人們叫作滑靴的結構，保證下部的結構可以拖動滑行施工，形成穩(wěn)定的基層結構形式。裝置后端有2×8對可上下伸縮的橡膠輪的結構形式，在攤鋪后混合料的表面形成穩(wěn)定的結構。攤鋪機中所設施的自動找平系統(tǒng)可以結合2 個基準面高差組合成為規(guī)定厚度要求的結構。因為這一結構部分可以進行伸縮運行，能夠避免出現(xiàn)不均勻或者厚度不合格的情況。

4．4．3 攤鋪機刮料輸送器主要是通過輸送器經(jīng)過閘門進行供料，然后與螺旋攤鋪機實現(xiàn)兩側同時的鋪筑施工，確保兩個運行速度達到相互配合的標準。在出現(xiàn)暫停斷料的情況下，攤鋪機應該保持連續(xù)的運行，停止攤鋪施工，設置必要的平板加熱器，確保改性瀝青SMA 攤鋪和碾壓達到高溫性的要求，這是提升平整度性能的關鍵性措施。

4．4．4 提升攤鋪環(huán)節(jié)的預壓密實度參數(shù)。在攤鋪作業(yè)階段，有效提升夯錘振動頻率，保證攤鋪機振搗和平板聯(lián)合進行，確保攤鋪施工的密實度在85%以上。這種情況下，剩余壓實度系數(shù)相對較小，初壓痕跡也非常小，能夠達到平整度的標準。

4.5 碾壓施工

改性瀝青SMA 路面做好剛性碾壓施工，同時要保證碾壓施工材料溫度合格。該工程項目主要是應用Ingersollrand 振動壓路機，該設備的振動性能比較高，幅度寬度也比較高，按照初壓、復壓、終壓的順序進行，保證各個環(huán)節(jié)的溫度合格，碾壓3～4 遍，聯(lián)合完成整個碾壓施工環(huán)節(jié)。根據(jù)碾壓施工工藝和技術標準，有效處理密實度、平整度等方面的問題，保證碾壓施工的質(zhì)量合格。

4．5．1 按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的基本原則完成碾壓施工，這和瀝青混合料碾壓施工有著差異。在高溫的運行環(huán)境中，壓路機應該緊隨著攤鋪機施工，碾壓施工完成后的溫度控制在120℃以上；慢壓是做好碾壓速度的控制，通常情況下碾壓施工速度控制為4～5km/h 高頻和低幅方式進行壓實度控制，避免石料出現(xiàn)損壞的情況，提升嵌擠的使用效果，從而保證路面的整體性合格。因此，要做好碾壓施工控制以及施工工藝的管控，提高工程質(zhì)量[5]。

4．5．2 碾壓施工應該保證平衡進行，倒退的過程中關閉振動影響，方向逐步調(diào)整，不能存在拐彎的情況。通常采用連續(xù)碾壓方式，各個碾壓部分都要達到要求，碾壓完成后表面沒有痕跡。

4．5．3 壓路機在運行中不能存在有轉向、調(diào)頭、左右移動、急剎車、停機等情況，其他機械禁止在沒有降到規(guī)定溫度下的路面停止，要保證所有的機械在路面中連續(xù)行駛，直到最終施工合格，否則將會導致局部的位置出現(xiàn)波浪問題。

4．5．4 碾壓應該保持縱向進行，使用攤鋪機實現(xiàn)從低到高逐步碾壓。相鄰部分的碾壓施工重疊尺寸應該為50cm 以上，初壓后讓從動輪在后部，防止因為溫度比較高出現(xiàn)前輪位置存在波浪的情況，否則將會導致工程質(zhì)量不合格。本工程采用雙驅雙據(jù)Ingersollrand壓路機，能夠達到壓實度的要求。

4．5．5 橋梁、涵洞、通道等結構部位的連接位置上以及在緊急停車帶中的攤鋪機、壓路機無法進行的位置上，可以選擇使用小型設備或者人工方式組織施工，確保施工的溫度合格。該工程項目在路口、主車道兩側的路緣石部位，進行瀝青SMA 施工，尤其是上面層部分的施工，要有足夠的重視，否則將會導致邊緣石損壞，影響整體工程的美觀性。可以通過小型壓路機聯(lián)合碾壓施工，保證結構部位質(zhì)量合格。

4.6 接縫處理

接縫會給路面平整性造成很大的影響，所以應該有效減少接縫數(shù)量，尤其是縱向接縫。本工程采用ABG攤鋪機全幅施工，能夠避免出現(xiàn)縱向接縫的情況，可以使攤鋪機連續(xù)、均勻進行，防止發(fā)生橫向接縫的情況，保證各個部位的質(zhì)量合格。改性瀝青SMA 路面橫向接縫在處理中，會給平整度產(chǎn)生直接影響，所以要做好接縫質(zhì)量管理。

改性瀝青SMA 路面接縫在處理中，要遠比普通瀝青混合料材料難度要高。因為SMA 混合料的溫度下降后，硬度會比較高，所以應該采取必要措施進行冷接縫的處理。通?？梢赃x擇使用切割成為垂直面的方式，在改性瀝青SMA 路面施工完成后沒有冷卻前做好切割處理。

5 施工質(zhì)量控制

在施工的過程中，應該把瀝青產(chǎn)品技術性能作為主要考慮的因素，并不僅是考慮到材料的價格，也是防止在招標中有供應單位采取低價中標，中標后應該提供符合工程要求的改性瀝青材料，做好供貨源頭的管理。有些供應單位在中標后提供產(chǎn)品的過程中沒有按照合同要求進行，改性瀝青材料的性能也無法保證。對于該問題，施工單位應該組織專業(yè)技術人員進行材料的質(zhì)量管理和控制，嚴格執(zhí)行合同要求，遵循技術標準和要求，任何有問題的材料都不能應用到工程中。此外，進入到現(xiàn)場的改性瀝青材料，施工單位應該每日進行一輛運輸車輛的材料檢查，如果發(fā)現(xiàn)有任何爭議問題，應該同監(jiān)理、建設、技術等部門進行溝通和交流，及時采取必要的解決措施。最后，做好改性瀝青材料的存儲和應用管理，加強材料的質(zhì)量檢查。施工中準備的改性瀝青材料量要嚴格控制，禁止過多材料導致存放時間過長，使材料難以滿足要求?；诖?，做好改性瀝青材料的質(zhì)量管理，是提升瀝青面層質(zhì)量的重要因素，應該嚴格控制，提升工程質(zhì)量水平。

6 結語

綜上所述，公路工程項目中SMA 改性瀝青材料對于工程質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此，在SMA 瀝青混合料應用中，應該制定出切實可行的實施方案，做好各個工序的管理和控制，加強人員的培訓和教育，從而提升工程實施質(zhì)量水平。此外，還要做好現(xiàn)場的動態(tài)化管理與控制，只要是存在任何問題，都要立即采取措施解決，提升工程質(zhì)量水平，滿足公路運營標準和要求。