胶轮+钢轮组合碾压SMA新施工工艺控制

彭春胜

（衡水公路工程总公司，河北 衡水 053000）

胶轮+钢轮组合碾压SMA新施工工艺控制

彭春胜

（衡水公路工程总公司，河北 衡水 053000）

采用胶轮+钢轮组合碾压SMA路面，能够有效减少SMA表面开口孔隙，从而减少水损害，特别是减少路面边部普遍渗水现象，提高路面质量。本文详细分析了胶轮+钢轮组合碾压机械的施工原理和施工工序，并通过此组合碾压方式对SMA沥青路面实体工程使用结果分析，验证了此碾压方式效果良好。

公路工程；路面；沥青玛蹄脂碎石混合料；新施工工艺；抗水损害

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.041

1　引言

SMA沥青混合料是一种高黏度改性沥青混合料，摊铺后温度下降，难以压实，特别是两侧端部50cm内混合料由于离析和摊铺机自身原因，更加难以压实，产生水损害。传统的SMA碾压工艺没有采用胶轮压路机碾压而是采用双钢轮振动碾压，主要是怕胶轮碾压会使沥青玛蹄脂上浮，产生油斑，同时为了保证压实，加大双钢轮振动频率与振幅，不可避免的造成集料破碎。针对上述问题，经研究分析成功运用胶轮+双钢轮组合碾压SMA新施工工艺，为今后我国SMA施工提供新的技术支撑[1]。

2　工艺原理

2.1大吨位胶轮压路机+双钢轮振动压路机组合碾压提高边部碾压效果

1）SMA混合料，粗集料接近70%，表面粗糙，路表面孔隙较多，加上摊铺过程中，极易产生"拉毛"现象，难以闭合表面孔隙。路面两侧端部50cm内混合料由于离析、摊铺机端部夯锤频率小以及人工补料产生摊铺面不平整等原因，双钢轮压路机的振动压实效果较差，容易形成水损害隐患[2]。

2）双钢轮振动压路机的压实是由压路机的自重和钢轮的振动共同产生的，振动压路机对被压材料颗粒之间的相对运动，在垂直压力作用下，使其重新排列而变得更为密实，也就是说钢轮压路机只在垂直方向上对混合料作用，在水平方向上并不会对混合料产生影响。

3）大吨位胶轮压路机主要是利用机械自重进行压实，由于橡胶轮胎的气压均匀性和橡胶的弹性，对被压实材料产生搓揉作用，在水平和竖向都做功。竖向力主要对混合料实现垂直压实，水平力和竖向力共同作用形成对混合料的搓揉作用，使混合料颗粒发生移动，重新排列和互相靠近，提高了整体压实度，和稳定性。

2.2始终控制胶轮在SMA表面温度为60～90℃上碾压，有效避免油斑

传统SMA施工工艺采用双钢轮振动压路机碾压，没有使用大吨位胶轮压路机碾压，主要是怕胶轮碾压引起沥青玛蹄脂上浮，从而形成油斑。新工艺经过实践研究，成功控制大吨位胶轮压路机在SMA表面温度60～90℃进行碾压，有效避免油斑，彻底消除SMA由于碾压问题而产生的水损害。

2.3优化胶轮与双钢轮压路机械配置，解决表面碎石压实破碎，提高路面使用性能

传统SMA碾压采用6台双钢轮：2台稳压，2台复压，1台终压，1台加水及备用。为保证SMA的压实效果，需在混合料高温下采用双钢轮多次振压，高频，低幅，紧跟，慢压。由于在高温下(骨料温度180℃)，粗骨料在强振下易开裂，严重时会振碎[3]。这样在保证压实度的情况下就不可避免会产生骨料的破碎，也就间接的减少了路面的使用寿命。新工艺优化压路机配置，改进为4台双钢轮+2台胶轮：1台双钢轮稳压，2台双钢轮+2台胶轮复压，1台双钢轮终压，通过胶轮的搓揉作用，在水平和竖向都做功，使混合料颗粒发生移动，重新排列和互相靠近，集料颗粒形成最稳定的接触面与压路机接触。一方面保证了压实度，也减少了双钢轮对骨料的破坏作用；另一方面，集料颗粒与压路机接触面增大，在同等压实功情况下，有效减少了集料压碎的可能性，提高了路面的使用功能。

3　施工工艺流程

大吨位胶轮压路机配合钢轮压路机碾压SMA施工工艺流程基本类似于普通沥青混合料的施工工艺流程，主要为下承层检查与处理→黏层油洒布→施工准备→摊铺机起步→摊铺→双钢轮初压→双钢轮+大吨位胶轮复压→双钢轮终压→收尾施工接缝处理→停机清理现场、摆放设备[4]。施工工艺流程如图1所示。

图1　大吨位胶轮+双钢轮碾压SMA施工工艺流程图

4　效益分析

1）SMA新的施工工艺路面施工所用设备几乎与老工艺相同，一般高速公路SMA施工采用6台双钢轮压路机碾压，每月压实设备费用24万元。而新工艺采用2台胶轮替代2台双钢轮复压，总共4台双钢轮+2台胶轮，每月压实设备费用只有20万元，直接节约成本16.7%[5]。

2）新工艺同老工艺相比，SMA路面边部压实度大幅度提高，改善了路面端部的抗渗性能，减少了路面水损害，大大延长了路面使用寿命。

3）新工艺利用2台胶轮的搓揉压实替代2台双钢轮的振动复压，在保证压实度的情况下，减少了双钢轮对骨料的破坏作用，最大程度减少了SMA表面碎石被压碎比例，试验对比发现，新工艺较老工艺可以减少60%的集料破碎点，有效保证了混合料的级配，确保了施工质量。

4）新工艺能在环境温度相对较低的情况实施，且施工质量有保障，大大延长了SMA施工季节区间，缩短路面施工工期，具有显著的经济效益与社会效益。

5　应用实例

5.1工程概况

河北某高速公路主线长45.242km，按4车道高速公路标准建设，设计速度100km/h，路基宽26m。路面结构形式为：4cmSMA13+6cmAC20+7cmAC25+1cmSBS改性沥青同步碎石封层+34cm5%水泥稳定碎石基层+20cm4%水泥稳定碎石底基层。

5.2施工情况

1）高速全线SMA路面大部分施工均在10月以后才完成，属于低温季节施工SMA。上面层SMA混合料所用集料为江西萍乡辉绿岩，沥青为高富SBSI-D改性沥青，沥青油石比为6.0%。

2）SMA施工前期采用常规碾压施工方法，道路两侧边缘渗水现象普遍，道路中间总是有局部路段渗水较为严重，且渗水点位置不规则，为了解决渗水问题，经研究分析采取了提高拌和温度、增加沥青用量以及增加钢轮碾压遍数等措施，施工成本大幅增加，收效不明显。

3）后来经过试验验证，成功将大吨位胶轮压路机运用于SMA碾压，大吨位胶轮压路机配合钢轮振动压路机，始终保持在路面表面温度60～90℃进行碾压，很好地解决了上述问题。

5.3工程监测与结果评价

在低温季节采用大吨位胶轮压路机+双钢轮压路机组合碾压SMA，重点就是要合理控制胶轮压路机的碾压温度。为保证新工艺的施工质量，对SMA施工进行了全过程监控、检测，特别对前期与后期两种不同工艺施工的SMA路段各选取5km，进行了详细的对比检测。检测结果如表1所示，图2为两种不同方法施工的SMA路段使用性能比较。

表1　两种不同工艺施工的SMA路段检测数据

图2　两种不同工法施工的SMA路段使用性能比较

6　结论

1）使用胶轮后，构造深度(TD)下降0.11mm，下降幅度为9.8%，摩擦系数下降3，下降幅度为4.6%，整体不影响路面抗滑性能，且所有检测指标均在规范要求范围内。

2）使用胶轮后，不透水测点数为72个，增加12个，不透水幅度高达97.2%，较未使用胶轮情况提高近20%，有大幅度改善路面渗水情况。需要说明的是，渗水系数不为0的测点，其渗水系数均小于80mL/min，满足规范要求。

3）使用胶轮后，压实度增大，但幅度不大，只有0.3%，这说明胶轮碾压工艺，并不存在过压现象，通过胶轮的搓揉压实，能够有效减少SMA表面开口孔隙，从而减少水损害。

【1】关菊红.橡胶沥青SMA路面的施工工艺研究[J].交通标准化，2011 (9):23-25.

【2】吴定略.改性沥青及SMA路面的施工质量控制措施[J].山西建筑，2010(2):32-34.

【3】王辉.改性沥青与SMA路面的施工质量控制[J].科技信息(学术研究)，2011(12):44-45.

【4】孙建文.浅谈沥青玛蹄脂碎石SMA路面[J].黑龙江交通科技，2010(5):57-69.

【5】庞云飞.双层改性沥青混合料SMA路面在新疆高速公路中应用[J].山东交通科技，2013(4):31-35.

Tire and Wheel Sets and Rolling SMA New Method of Construction Control

PENG Chun-sheng
(Highway Engineering Corporation,Hengshui 053000,China)

The tire and wheel sets and rolling SMA pavement,can effectively reduce the SMA surface open pores,thus reducing water damage,especially to reduce the pavement edge widespread leakages,improve road quality.This paper analyzes the combination of tire rolling and drum machine construction principles and construction processes,and through the use ofa combination of the results of the analysis of rolling SMA asphalt pavement engineering entity to verify this rolling effect as well.

highway engineering;pavement;stone mastic asphalt mixture;new construction technology;resistance to water damage

U415.52+1

B

1007-9467（2016）05-0140-03

彭春胜（1974～），男，河北景县人，工程师，从事施工机械与管理研究，（电子信箱）goodzhouchao@126.com。

2015-12-28