经济型SMA 在公路工程大中修中的应用研究

2021-05-20河北省交通运输厅公路管理局任妍妍

交通建设与管理 2021年1期

文／河北省交通运输厅公路管理局任妍妍

关键字:道路工程；SMA；经济型；大中修

0 引言

在公路交通量日益增大，尤其当前重载超载现象愈加严重，公路在周围气候环境条件影响下，路面开始出现各种各样的病害，不仅极大程度上降低了沥青路面的使用寿命，同时还增加了路面大、中修工程，因此，选择合适的路面修补材料对后期道路使用性能产生十分重要的影响。沥青马蹄脂碎石混合料（以下简称SMA），是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙沥青混合料，由于混合料中含有较多的粗集料和矿粉，同时掺加了一定数量的纤维稳定剂，会提高SMA 的高温性能、低温性能、水稳定性和抗疲劳性能[1]。因此，本文将在大中修工程实例中采用SMA 沥青混合料，以期进一步提高路用性能和路面耐久性。

1 原材料技术性质

1.1 沥青

为保证SMA 沥青混合料具有较好的黏附性能，因此要求所使用的沥青黏度较高。本文拟采用70#东海沥青和5%掺量的SBS 改性沥青，其各项技术指标试验结果见表1 所示。

表1 70#沥青及5%SBS 改性沥青常规试验结果

质量损失/% 0.06 0.05 ≯1 T 0609针入度比/% 66.4 72.1 ≮50 T 0604延度/cm 14 21 实测记录 T 0605 TFOT

1.2 粗集料

石料是构成SMA 混合料的主要材料，其质量占整个混合料质量的90%以上，而石料的技术性质又直接影响路用性能，一般SMA 混合料中通常采用的石料类型有玄武岩、辉绿岩和花岗岩几种类型[2]。本文针对SMA 混合料中粗集料的技术性质进行检测，其中集料的外表形状对SMA 沥青混合料的性能也有一定影响，根据国内外研究发现，集料一般选取表面洁净粗糙的立方体形状。本文粗集料选取石灰岩和玄武岩作为SMA混合料的主要构成石料，分别对其进行筛分并测出每一个粒径范围碎石的技术性质。由检测结果分析可知，石灰岩在耐磨耗和抗压等方面较玄武岩差，同时其坚固性也比玄武岩差。因此，从提高SMA 沥青混合料性能考虑，本文选择玄武岩作为SMA沥青混合料的粗集料。

1.3 细集料

粒径在4.75mm 以下的集料称为细集料，根据规范要求，细集料表面洁净、无杂质，且质地坚硬，我国规范中规定将石灰岩机制砂作为SMA 沥青混合料的细集料，同时不能含有泥土等杂质，本文选取石灰岩机制砂并按照规范要求进行性能测试。

1.4 填料

SMA 沥青混合料中的矿粉也是影响路用性能的关键因素，矿粉与沥青发生交互作用，进而会影响SMA 沥青混合料的高温、低温性能及水稳性能[3]。本文选取天然石灰岩磨成的粉末作为SMA 沥青混合料填料，矿粉必须保证表面洁净干燥、无杂质。

1.5 纤维稳定剂技术性质

为提高SMA 沥青混合料性能，本文选取合适的纤维并将其添加沥青混合料中，其中能否将其均匀的分散在沥青混合料中并使其发挥作用是一项关键技术，本文采用一种木质素纤维作为添加材料，其分解后的有机纤维素形成一种惰性纤维结构链稳定剂[4]。

2 工程实践

2.1 工程概况

某工程计划实施大中修项目，全线长26.38km，其中路基全宽12.0m，路面宽11.4m，路面病害调查发现存在车辙、拥包推移等病害，最终于2014 年计划实施大修，主要包括12cm泡沫沥青冷再生基层或18cm 水稳碎石基层；7cmATB-25 沥青稳定碎石作为下面层，4cm SMA-13 沥青混凝土作为上面层。

2.2 施工关键技术控制要点

根据第二节中对沥青、粗细集料、填料和纤维稳定剂等原材料技术性质检测基础上，对SMA 沥青混合料拌和、运输、摊铺及碾压等工艺进行研究，以提高SMA 混合料技术性能。

（1）拌和

为确保SMA 混合料拌和质量，可根据室内试验以确定SMA 沥青混合料投料顺序、干拌温拌时间，较普通沥青混合料，SMA 的干拌时间可延长5 ～7s，温拌时间可延长10s 左右，并保证后续木质纤维均匀的添加至拌和锅内。此外，还需现场取样保存以便后续对其性能进行检验。现场取样的SMA 混合料进行抽提筛分试验以验证生产配合比是否在设计配合比级配范围内。

（2）运输

根据本工程单日工程量大小配备一定数量的自卸车，确保当天SMA 摊铺碾压施工不间断。装料前对运输车辆车厢内进行清洗并涂刷油水混合物的隔离剂，从出料口接料时应按前、后、、中的顺序装料以减小粗细集料发生离析。装料结束后用帆布麻袋等物覆盖SMA 混合料，防止在运输过程中温度散失。

（3）摊铺

摊铺前必须在下承层喷洒粘层油并进行检查，若发现有污染或缺少应及时进行补撒。确定摊铺机布料的摊铺速度、摊铺高度等参数，同时现场需要有3 量以上的运输车等候，保证整个摊铺过程的连续性，避免中途停顿，影响施工质量。当遇到雨天或施工气温较低情况必须停止施工。

（4）碾压

SMA 混合料碾压步骤与普通沥青混合料一样，遵循“高温、紧跟、高频、低幅、慢压”的原则，但为保证经济型SMA 混合料压实质量，应尽可能缩短碾压长度，同时把握有效的压实时间和温度是保证碾压质量的关键因素。为避免在SMA 碾压成型后路面上出现推移，确保压路机在整个施工过程中匀速缓慢前进，且禁止急停或掉头。