高速公路SMA改性沥青混合料路面施工技术研究

李俊杰

沥青玛蹄脂碎石混合料（stonematrixasphalt，简称SMA），是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中，所形成的一种抗变形能力强，耐久性较好的沥青面层混合料，常用于高速公路、城市主干道高等级路面沥青上面层建设。SMA改性沥青混合料路面施工技术在实际应用环节，主要在常规基质沥青中添加适当辅助改性试剂，从而使沥青混凝土路面粘度、软化点等技术指标得到有效的提升。随着SMA改性沥青混合料路面施工工艺应用范围的扩大，对SMA改性沥青混合料路面施工工艺在高速公路路面建设中的应用进行适当探究就非常必要。

一、高速公路SMA改性沥青混合料组成

SMA的结构组成可概括为“三多一少”，即粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗集料比例高达70%～80%，矿粉的用量达8%～12%。由此形成的间断级配，很少使用细集料；为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂，约占沥青混合料矿料0.3%；SMA的沥青用量较多，高达6%～7%，粘结性要求高，应选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青。其中粗集料主要根据区域施工地质特点的变化，为反击式破碎机轧制的立方碎石原料；细集料主要为石屑、机制砂及天然砂；矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉；纤维稳定剂宜采用木质素纤维、矿物纤维等；沥青通常采用聚合物改性沥青SBS类。

二、高速公路SMA改性沥青混合料路面施工技术施工要点

1.SMA改性沥青混合料配合比设计

SMA改性沥青混合料配合比设计主要依据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）的相关内容，逐步开展目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。SMA配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法，必须具有互相嵌挤紧密的粗集料骨架，马歇尔试件的VCAmix必须小于捣实状态下的粗集料骨架间隙率VCADRc，填充在SMA的粗集料骨架间隙中的沥青混合料应符合最小沥青用量的要求，马歇尔试件的空隙率必须在要求的范围内。在确定SMA改性沥青混合料最佳沥青用量后，综合采用谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、水稳定性试验、混合料表面性能检验（车辙板渗水、构造深度、抗滑性）等相关试验，进行SMA配合比设计检验。

2.SMA改性沥青混合料摊铺作业要点

SMA改性沥青混合料摊铺作业是整体工程的关键环节。在具体施工过程中，相应施工管理人员可以摊铺温度、摊铺速度为依据，保证整体摊铺作业效果。首先在摊铺作业施工过程中，温度变化是路面耐久性、压实度的主要影响因素之一。因此在实际施工工序中需要对整体施工环节施工温度进行合理调控。一般来说，在SMA改性沥青混合料路面施工过程中，需要控制整体施工温度在160～180℃之间。若实际摊铺温度低于140℃或高于180℃，则需要将整体施工路面进行重新铺设。同时在SMA改性沥青加热环节、集料环节、出厂环节、运输环节，均应控制其作业温度在160℃以上。需要注意的时，在初次摊铺环节，需控制设备起始温度在150℃左右。其次为了保证路面摊铺作业稳定性，可控制整体路面摊铺速度在1～3m/min之间。

3.SMA改性沥青混合料压实作业要点

SMA改性沥青路面宜采用振动压路机或钢筒式压路机碾压，振动压路机应遵循“紧跟、慢压、高频、低振”原则，控制压实设备速度在1.5～3.5km/h之间，并控制腹压温度在130.0℃以上，保证整体压实效果。同时为了保证SMA改性沥青混合料路面压实效果，需要对碾压长度、碾压频率等因素进行统一分析。一般在路面压实工序，需要选择两车道以上的压实设备，以一定的速度进行重复碾压。主要包括初次碾压、重复碾压、最终碾压等几个环节。其中初次碾压要点主要为控制喷水量，保证整体温度在150℃以上；而重复碾压工作需要保证碾压温度在120℃以上，并控制碾压频率在4～7遍；最终碾压工作碾压温度应大于100℃，且维持路面磨光面稳定。依照相应的运行梯度，碾压作业面长度应在标准限度内，并控制整体碾压环节SMA改性沥青混合料嵌挤压力。

三、高速公路SMA改性沥青混合料路面施工质量控制

在我国高速公路建设规模拓展过程中，人们对高速公路施工质量也投入了较大的关注。而高速公路路面是高速公路质量的重要影响因素，SMA改性沥青混合料在路面施工技术中的应用，可以有效提高整体路面的稳定性及抗滑性。本文根据SMA改性沥青混合料主要构成，从运输、拌和、摊铺、压实、接缝处理等方面对SMA改性沥青混合料在高速公路中应用要点进行了简单的分析。具体如下：

1.施工原料控制

首先在高速公路SMA改性沥青混合料路面施工材料采购阶段，应严格依据整体施工项目施工规范，结合区域市场调查数据，在这个基础上可优先选择信誉度高、供应能力强的材料供应商，为整体施工阶段材料的充分供应提供依据。原材料对施工质量影响重大，加大进场材料抽检密度，不合格的材料拒绝进场。沥青拌和站的堆料场要进行场地硬化，加盖雨棚，作好排水设施，设置隔离墙。避免将堆料场的土混入碎石中及不同规格的碎石混杂在一起。随时检查集料外观、品种、针片状含量、含泥量、含水量等是否符合规范要求。纤维稳定剂必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥；经常检查矿粉的色泽是否正常，有无结块和受潮情况。改性沥青的运输温度不得低于150℃，保温贮存温度不得低于140℃，不得长时间存放，对现场加工的改性沥青，必须不间断地搅拌，以防改性剂离析。

2.施工流程检测

在高速公路SMA改性沥青混合料路面施工环节，其主要施工流程检测环节为压实度检测。有效的施工压实度检测，可以保证后期高速公路路面稳定、安全运行，根据现阶段高速公路施工特点，在实际施工阶段主要采用核子密度仪、钻芯取样等方式进行压实度检测。在实际应用过程中，由于核子密度仪具有准确率高、测试周期长的特点；而钻芯取样具有检测速度快、路面损害小的优良特点。在具体应用环节，相应质量检测人员可根据实际需求选择合理的质量检测措施。在碾压作业结束之后，可对SMA改性沥青混合料上层材料孔隙率进行检测，若整体高速公路表层路面压实度在98%以上，则表明相应路面压实度符合施工需求。

3.施工接缝处理

在SMA路面施工完毕后，需要对其路面接缝位置进行适当处理，而路面处理效果，则直接影响了整体高速公路路面运行效率。SMA横向接缝应采用垂直的平接缝，平接缝宜趁尚未冷透时用凿岩机或人工垂直刨除端部层厚不足的部分，使工作缝成直角连接。当采用切割机制作平接缝时，宜在铺设当天混合料冷却但尚未结硬时进行。刨除或切割不得损伤下层路面。切割时留下的泥水必须冲洗干净，待干燥后涂刷粘层油。铺筑新混合料接头应使接茬软化，压路机先进行横向碾压，再纵向碾压成为一体，充分压实，连接平顺。当采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝，在前部机已摊铺混合料部分留下10～20cm宽暂不碾压作为后部机高程基准面，并有5～10cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨缝碾压以消缝迹。

四、结语

综上所述，SMA改性沥青混合料路面施工过程中具有多种风险因素。因此在高速公路SMA改性沥青混合料路面施工过程中，相应施工人员应对整体路面施工性能进行统一分析检测，在确定工程等级、SMA改性沥青性能参数之后，对整体施工工序进行集中管控。同时从技术、工期、成本等方面对SMA改性沥青混合料应用效益进行综合分析，并制定相应的施工质量控制标准，便于整体施工环节各项能源得到有效的应用。