橡胶沥青SMA路面施工要点分析

杨 秀 华

(山西长兴路桥工程有限公司，山西 长治 046000)

近年来，我国高速公路建设取得了令人瞩目的成就，但不少高速公路沥青路面使用不久就出现了损坏。研究表明，导致公路路面出现早期病害的原因是多样的，路面设计缺陷、施工质量控制不严和选用材料性能差是最主要的三个因素。在本文中，主要论述采用粘结性能良好的橡胶沥青及施工中采取的质量控制措施，以保证混合料的粘结性能，确保路面耐久性显著提升。

橡胶沥青是一种性能优越的粘结料。在橡胶沥青混合料中，废旧橡胶粉对沥青有良好的改性作用，在一定程度上可以替代纤维和SBS改性沥青，无需添加SBS改性沥青和纤维稳定剂，其混合料性能优于其他普通沥青混合。同时，橡胶粉采用废旧轮胎制备，是解决黑色污染的有效途径之一，还能有效降低工程成本。

在高速公路SMA路面施工中，采用橡胶沥青作为粘结料，利用其良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力，成型后的路面路用性能显著。橡胶沥青SMA路面的平稳性好，舒适度高，且行车噪声低，还具有显著的环保优势。2015年，西咸北环线高速是我国首次大范围应用橡胶沥青SMA结构于高速公路的沥青上面层，使得路面工程成本大幅降低，同时消纳了大量的废旧轮胎，经济和社会效益显著。

1 橡胶沥青SMA路面

在制备橡胶沥青时，掺加的橡胶粉具有改性效果，能显著增加沥青粘度，在混合料中形成较厚油膜。橡胶沥青混合料低温抗裂性能优异，但高温稳定性稍差，掺加的橡胶粉采用废旧轮胎制备，实现废物循环利用且成本低，使用范围广泛。

将橡胶沥青应用在SMA结构中，具有比传统SMA混合料更显著的抗疲劳性能和变形适应能力，成型后的路用性能高，成本低，还能大大降低SMA的施工成本和施工难度，是解决“黑色污染”难题的有效途径之一。

2 原材料

在路面施工中，原材料质量是保证路面质量的基础。

1)沥青。上面层使用A-90号道路石油沥青。橡胶沥青现场制备，须进行沥青质量的严格控制。

2)橡胶粉。成品橡胶粉进入施工现场后，须妥善保管。一般在阴凉干燥处进行堆放，采取防潮措施。

3)粗集料。为确保骨架嵌挤效果，采用的碎石须坚硬，洁净，颗粒近似立方体，粒径在4.75 mm以上。一般使用玄武岩或辉绿岩轧制。

4)细集料。采用机制砂，以保证与沥青的粘附性。堆放时须采取严密覆盖措施。

5)矿粉。掺量比普通沥青SMA混合料略低。一般是采用石灰岩碱性石料磨细得到的矿粉，须干燥、清洁，无团粒结块。

在橡胶沥青SMA路面施工中，为确保路面强度和平整度，须采取有效措施保证原材料质量，才能有效保障路面质量。

3 AR-SMA-13施工工序要点

橡胶沥青SMA路面施工与常规沥青路面施工没有太大区别。与普通沥青混合料相比，橡胶沥青SMA面层施工无需增加机械设备。区别在于路面压实中全部采用双钢轮压路机，不使用胶轮压路机，以防止胶轮压路机粘轮和泛油；混合料冷却结硬后强度高，碾压温度要求较高。

在某高速公路施工中，路面表层采用AR-SMA-13橡胶沥青混合料。混合料拌和采用拌和楼集中拌制，使用自卸运料车运至施工现场。为确保沥青混合料摊铺的质量，使用摊铺机成梯队半幅全宽铺筑，上面层铺筑的调平采用非接触式平衡梁法。

3.1 施工准备

对中面层进行清扫，局部离析部位提前处理。在中面层顶面洒布乳化沥青，确保破乳完成后方可施工，并应保持粘层表面清洁、不受污染。进行测量放样，放出上面层边线，安装并调试非接触式平衡梁。

3.2 混合料拌和

橡胶沥青采用现场制备方式，采用专用的橡胶沥青生产设备，高温剪切与胶体磨的特殊工法。一般将30目～50目的轮胎胶粉加入160 ℃热沥青中，升温至180 ℃～190 ℃高温，在机械持续搅拌下保温一定时间后即可制成橡胶沥青。

在拌和作业中，须注意到由于橡胶沥青粘度大，为有效解决泵送难度大问题，要求将橡胶沥青罐与拌和楼距离尽量缩短。

橡胶沥青的粘度高，加热温度要求比SBS改性沥青高。拌和温度也要求较高，摊铺时的烟雾较大，可通过在橡胶沥青中添加温拌剂，将施工温度有效降低20 ℃左右，减少拌和及摊铺烟雾。

SMA混合料间歇式拌和楼每盘生产周期不少于65 s，其中干拌时间不少于10 s。在矿料进入拌锅时，为确保沥青与集料先进行接触，在沥青添加中途开始进行矿粉的添加，须合理确定矿粉与沥青添加的延迟时间，以确保混合料拌和均匀。混合料应拌和均匀，无花白料、无结团成块或严重离析现象。

在SMA施工中，须严格做好各工序的温度控制。橡胶沥青混合料在高温下拌和，需严格控制沥青加热温度、集料加热温度、拌和温度、出厂温度。该项目施工中的温度控制表1所示。

表1 橡胶沥青混合料温度控制参数表 ℃

设专人进行混合料出厂温度检测。出厂温度高于190 ℃的混合料当以废料处理。

3.3 混合料运输

采用30 t以上自卸式载重汽车直接装料，装车时应前、后、中移动，“品字型”多次装料，避免混合料离析。

运料途中，混合料的施工温度要求高，车厢应全面覆盖，以保温和避免污染环境。

设专人进行混合料质量和到场温度检测，禁止出现离析、结块混合料的使用。

3.4 混合料摊铺

在铺摊过程中，使用2台摊铺机成梯队铺筑，一前一后不得超过15 m，搭接15 cm。两台摊铺机各项参数一致，须严格控制松铺系数、厚度，采用非接触式平衡梁装置找平。

摊铺机熨平板提前30 min预热至100 ℃，按松铺系数1.2算出松铺厚度，垫相应厚度木板，调整好熨平板仰角。

摊铺速度应与拌和能力、运输能力相匹配，避免摊铺机停机待料，运输能力略有富余。摊铺机前进速度控制在1 m/min～3 m/min间。摊铺过程中，由专人按照不少于每10 m一次的频率检查松铺厚度。

大面积人工补料须予以禁止，禁止在雨天进行施工。铺摊途中遇雨时，须将尚未压实的混合料铲除，废弃到雨淋的混合料。

3.5 混合料碾压

橡胶沥青AR-SMA13路面压实是一道关键工序。在本段路面施工中，执行压实度双控指标，马歇尔标准密度按98%进行控制，最大理论密度按97%进行控制。

在碾压作业中，分初压、复压、终压三个作业阶段，各阶段使用不同的压路机组合方式。压路机按“紧跟、慢压、高频、低幅、少水”原则进行碾压，前进速度缓慢均匀，碾压速度与其类型和压实阶段相适应。不宜采用分段碾压方式，压路机每次往返时，应随摊铺机向前呈阶梯形推进，后退时不能停在同一断面。

初压主要是提高混合料初始密度，起稳定作用，采用高温、紧跟、高频、低幅振动碾压进行。采用2台双钢轮压路机，紧跟摊铺机分1/2幅进行碾压，前静后振1遍，振动碾压1遍，共计2遍。1/2幅位置碾压重叠半个轮宽。

复压主要是解决密实度问题。采用3台双钢轮压路机进行，每台压路机各全幅碾压2遍。复压共计6遍，复压速度采用2 km/h。

终压主要是消除轮迹，改善铺筑层的平整度。采用1台双钢轮压路机，碾压至无明显轮迹为止。终压遍数为2遍，碾压速度为2 km/h。终压温度满足不低于90 ℃的要求。

振动压路机压实SMA混合料路面时，相邻两幅的轮迹重叠宽度控制在20 cm以内。在进行静压时，相邻两幅的重叠宽度按碾压宽度1/3～1/4进行控制。

在施工中，纵向接缝采用热接缝，为斜接缝，横向工缝全部采用平接缝。

路面压实成型后，经检测，铺面均匀、密实、嵌挤、无泛油等现象，构造深度达到设计要求，随机钻取芯样显示，路面厚度和压实度敷设设计要求。

4 结语

在我国，铺筑SMA路面必用粘度较高的改性沥青，同时需要添加纤维添加剂，使得路面成本提高。采用橡胶沥青铺筑SMA路面，路用效果良好，符合沥青路面规范要求，使用橡胶沥青代替SBS改性沥青，实现了降低SMA路面成本，同时具有节约资源，保护环境的优势。