浅论SMA沥青路面施工技术

杨 娟

SMA,即 Stone Mastic Asphalt的缩写,是一种由沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛脂结合料,填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。其结构组成特点为:粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少,具有抗滑耐磨、密实耐久、抗疲劳、抗车辙、减少低温开裂的优点,适用于高速公路、一级公路做抗滑表层使用。

1 SMA沥青路面施工准备

在施工之前应对各种材料进行调查试验,选择符合沥青路面使用要求的各种原材料,经确认合格的材料方能进场;按施工技术规范要求进行配合比设计,通过目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段,确定生产用的标准配合比。

2 SMA混合料的拌合与运输

2.1 混合料的拌合

沥青混合料必须在沥青拌合厂采用拌合机拌制,拌合厂的设置应符合国家有关环境保护、消防和安全等规定;纤维类掺加剂必须有可靠的掺加设备,该设备应计量准确以保证混合料的质量,沥青混合料应采用间歇式拌合机拌合,拌合机应有防止矿粉飞扬散失的密填充性能及除尘设备,并有检测拌合温度的装置;沥青混合料拌合时间应以混合料拌合均匀、纤维掺加剂均匀分布在混合料中,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度;在试拌时,视混合料情况,拌合时间可相应增减。

2.2 混合料的运输

混合料应采用大吨位自卸车运输,载重量应在 15 t以上,为防止沥青与车厢板粘结,车厢侧板和底板可涂一薄层掺水柴油,油与水的比例为 1∶3,但不得有余液积聚在车厢底部。为了保证连续摊铺,开始摊铺时,现场待卸料车辆不得太少,运输车的运量应比拌合厂的生产能力及摊铺能力有所富余。在卸料时,运输车辆不得撞击摊铺机,如有可能最好采用间接输送的办法或沥青混合料转运车,以保证摊铺出的路面的平整度。为减少运输途中的热量损失,防雨或防止污染环境,沥青混合料在运输过程中必须加盖篷布,防止混合料表面结硬。

3 SMA混合料的摊铺与碾压

3.1 混合料的摊铺

热拌沥青混合料摊铺作业是保证沥青路面密实度和平整度的关键工序之一。摊铺前必须将工作面清扫干净,如用水冲,必须晒干后才能进行下步作业。摊铺前必须洒一层粘层油,粘层油可使用改性沥青。

为了保证路面的平整度,要按照规范要求做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。

3.2 混合料的碾压

混合料的压实是保证沥青路面结构质量的重要环节,也是沥青面层施工的最后一道工序,通过压实,矿料颗粒间相互嵌挤并被沥青粘结在一起,使结构层达到设计所要求的密实度、强度和水稳定性。SMA混合料内部含有大量沥青玛脂胶浆,粘度大,温度低时很难压实,因而确保摊铺碾压温度尤为重要,温度控制如表1所示。

表1 SMA混合料温度控制 ℃

SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实,不得等候。SMA路面碾压宜采用钢轮压路机初压 1遍 ～2遍、复压 2遍 ～4遍、终压 1遍的组合方式。特别强调的是,在SMA面层碾压施工时,还应确保压路机数量充足。初压、复压工作区间严格分开,降低压路机工作区段长度,保证在足够高温度下进行压实作业。同时也要防止过度碾压,破坏结构内部骨架。SMA面层施工切忌使用胶轮压路机或组合式压路机,以防止胶轮压路机或组合式压路机的轮胎将结构部沥青“泵吸”到路表面,使路表失去纹理和粗糙度。

4 SMA路面接缝处理

SMA路面接缝处理较常规热拌沥青混合料要困难,因而施工中要尽可能避免冷接缝。如不可避免冷接缝,应在施工完毕、路面尚未完全冷却前,用切割机切割好,然后用水将缝处冲刷干净,继续施工时,涂刷粘层油即可摊铺新混合料施工。

当采用两台摊铺机时的纵向接缝应采用热接缝,即施工时将已铺混合料部分留下10cm～20cm宽暂不碾压,作为后铺部分的高程基准面,然后再跨缝碾压以消除缝迹。

横向接缝应先处理原铺沥青路面,原路面必须消除边缘外压实度不足部分,然后用切缝机锯齐,形成垂直的接缝面,并用热沥青涂抹,然后用压路机进行横向碾压,碾压时压路机应位于已压实的面层上,错过新铺层 15cm,然后每压一遍,向新铺层移动15cm～20cm,直至全部在新铺层上,再改为纵向碾压。

5 SMA路面施工注意的问题

1)SMA拌合、摊铺和碾压温度均较常规路面施工温度要求高,不得在天气温度低于 10℃的气候条件下和雨期施工。2)SMA通常用于沥青路面表面磨耗层,厚度较薄,混合料温度下降较快,只有在高温条件下碾压才能取得良好的效果。切忌在较低的温度下翻来覆去地碾压,这样不仅起不到压实目的,反而会将集料的棱角压掉,甚至将集料压碎。3)SMA混合料必须采用刚性轮碾压,不得采用轮胎压路机碾压,轮胎压路机的搓揉作用将使玛脂上浮,造成构造深度降低,甚至泛油。4)过碾压是 SMA的大忌,会造成集料不断地往下走,玛脂一点点地向上浮,达不到SMA的目的。5)碾压不足会造成路面平整度差和通车不久即形成车辙病害,SMA高温稳定性能不能体现。6)施工中注意油斑的形成,摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补,碾压中出现的油斑,应及时在油斑区域撒机制砂。

6 结语

SMA由于粗集料的良好嵌挤,使其具有良好的高温抗车辙能力,同时其低温变形性能、水稳定性以及抗滑耐磨的特性,综合性能较普通沥青混凝土路面得到明显改善,有效延长了沥青路面的使用质量和寿命,我国从 20世纪 90年代首都机场高速公路率先采用 SMA路面,随后许多高速公路及城市道路相继采用,目前已被广泛应用。

[1] 郭忠印,李立寒.沥青路面施工与养护技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 沈金安.改性沥青与 SMA路面[M].北京:人民交通出版社,1999.

[3] 郭启林.浅析 SMA沥青混凝土路面施工控制内容及方法[J].山西建筑,2009,35(13):279-280.