公路工程沥青玛蹄脂碎石路面施工技术应用

2022-04-18宋超

交通世界 2022年9期

宋超

（河北盛通公路建设有限公司，河北承德 068150）

1 工程概况

某高速公路工程路线全长11.8km，设计为双向四车道，设计行车速度110km/h，公路所在地为交通要道，建成后行车量大，为提高公路的承载能力，改善人们的出行体验，决定采用沥青玛蹄脂碎石材料，即SMA改性沥青进行路面施工，基于此，本文对该工程沥青玛蹄脂碎石路面施工技术的应用进行分析。

2 沥青玛蹄脂碎石路面施工技术的应用

2.1 原材料要求

（1）粗集料：SMA混合料的高温稳定性与粗集料密切相关，主要由粗集料的嵌挤作用控制，因此，粗集料的坚韧性、棱角性、颗粒形状等参数会直接影响混合料的性能，本次施工中采用的粗集料要求具有良好的坚韧性，集料颗粒表面平整，针片状颗粒含量≥1.5，基于此，决定粗集料选用玄武石[1]。

（2）细集料：细集料在SMA混合料中的含量在10%以下，可以对混合料的内部实现镶嵌，提升混合料的密实性，细集料的选用要求为内部保持干净，粒径≤5mm，本次施工细集料采用机制砂。

（3）其他材料：结合设计要求，本次施工采用石灰石研磨成的细粉，纤维稳定剂选用松散状的木质纤维素，水使用干净的饮用水，所有的原材料选择完毕后，进场前要对材料的质量进行检测，明确材料的性能后，方可入场使用。

2.2 配合比设计

（1）SMA混合料具有相互嵌挤紧密的粗集料骨架，配合比设计工作中要满足马歇尔试件的粗集料间隙率要求，粗集料的间隙率应小于捣实状态下的粗集料骨架间隙率，在SMA粗集料骨架间隙内填充沥青结合料，沥青的用量应满足最小沥青用量的要求，从而使马歇尔试件的空隙率控制在3%～4%[2]。

（2）根据本工程设计配合比的标准要求，经过多次矿料组成及不同油石比的反复试验，最终确定SMA混合料的配合比，其最佳油石比（Pa）为6.2%，混合料的孔隙率（Va）为3.5%，粗集料的间隙率（Va）为37.5%，细集料的间隙率（VCA）为38.6%，沥青饱和度（VFA）为80.1%，矿料间隙率（VMA）为17.5%，混合料的配合比设计完成后，在实验室进行试拌作业，明确SMA的实际性能是否满足要求，实现对配合比的验证。

2.3 黏结层施工

SMA路面正式施工前，施工单位要对下层路面的杂物、尘土进行清理，严重污染的位置，可用水冲洗干净，清理后在其表面铺洒一层黏层油，目的是实现面层之间更好黏结，黏层施工采用的黏层油为乳化沥青，喷淋量在0.2～0.3kg/㎡之间，施工现场在10℃以下或路面湿湿时，不得进行喷洒施工，喷洒完成后及时封闭交通进行养护，待黏层干燥后进行SMA路面施工[3]。

2.4 混合料生产

（1）本项目SMA沥青混合料的拌和采用间歇拌和设备，此设备具有完整的除尘系统，满足环保施工的要求，同时机械的给料仓数量大，具备添加纤维材料的装置，能实现配合比设计的配料要求，拌和后的混合料可以存储于机械自带的存储仓，在存储过程中混合料的温度下降不会超过10℃，其存储时间不宜过长，当天拌和的混合料要当天用完。

（2）混合料的拌和时间随试拌时间确定，拌和后的SMA沥青混合料要包裹均匀，本次施工每盘混合料的拌和时间宜≥45s，其中干拌时间控制在5～10s，对未能充分拌和均匀的情况，可以适当延长拌和时间，在拌和过程中，纤维材料要确保拌和均匀，纤维材料的投料由机械自动完成，投料方式为喷送，在纤维材料投放后要先干拌，再投入矿粉，此外，在拌和过程中，要时刻对沥青泵、管道、计量装置等进行检查，每盘混合料拌和完成后，要进行清洗，同时要对混合料的拌和质量进行检查。

（3）拌和过程中，要对施工温度进行合理控制，SMA混合料的拌和温度比普通沥青混合料的拌和温度高出约10～20℃，沥青材料的加热温度在165℃以上，集料的加热温度在210～220℃，拌和完成且检验合格后，混合料的出厂温度应≥180℃，如拌和后SMA混合料的温度在195℃以上，则应将其废弃[4]。

2.5 混合料运输

（1）SMA混合料的运输采用载重量为20t以上的自卸式运输汽车，由于沥青玛蹄脂的黏性大，在运输车装载混合料前，要将车厢的内部涂刷防黏结油，在装料过程中分三次进行，先装载车辆前端再向前移动车辆装载中间，最后装载尾部。

（2）在运输过程中，为防止SMA混合料温度的急剧下降，每辆运输车须配备保温篷布和棉被，对混合料进行覆盖，运输时车辆保持匀速前行，停车要做到缓慢平稳，减少混合料的晃动，运送至施工现场后开始卸料，为保证摊铺工作的持续进行，施工现场至少要有3辆以上的运输车等待卸料，卸料车在距离摊铺机前20～30cm空挡停车，不得与摊铺机相撞，卸料时由摊铺机顶推同步前进完成卸料工作。

2.6 混合料摊铺

（1）摊铺SMA混合料前，须对摊铺机的相关参数进行校正，合理调整摊铺机料门的高度，确保混合料可以经过传送设备输送至摊铺机的螺旋布料器，在摊铺机向前摊铺作业时，SMA混合料的高度宜大于螺旋装置高度的一半，不宜超过其高度的2/3。

（2）SMA混合料中粗集料的占比在70%以上，因此，摊铺机的摊铺厚度可以适量加宽，本次施工采用一台摊铺机半幅进行摊铺作业，此施工方法可以提升路面的平整度，同时可以避免不必要的接缝处理，减少施工中的问题，在摊铺过程中，机械的摊铺速度要保持匀速，控制在1.5～2.5m/min，SMA混合料的温度宜控制在160～175℃。

2.7 混合料碾压

（1）摊铺完成后需要进行碾压作业，与普通混合料相比，SMA混合料中粗集料的含量大，导致SMA混合料很难压实，因此，需要采用振动压路机进行反复振压，提升路面的压实度，与此同时，要对路面的平整度进行合理控制，在振压完成后，要利用压路机进行多遍静压进行收面，在振压过程中要遵循高频率、低幅度的碾压原则，避免压碎的粗集料体现在面层表面[5]。

（2）相对于普通混合料的压实温度要求，SMA沥青玛蹄脂碎石混合料的压实温度范围和控制要求更严格，初压的碾压温度控制在150～160℃，以1.8～2.0km/h的速度进行碾压，复压的温度控制在135～145℃，碾压速度要慢，控制在1.2～1.5km/h，终压的温度控制在110～130℃，碾压速度控制在1.5～1.8km/h。

2.8 接缝处理

（1）本工程SMA沥青玛蹄脂路面施工中停止施工在2h以上，应将停工位置做接缝处理，接缝按形式分为纵缝和横缝，其中纵缝采用斜缝，在已摊铺的混合部分中留出10～20cm宽暂不碾压，作为后半幅摊铺施工的高程基准面，搭接位置重叠在10cm左右，摊铺完成后，在接缝位置做跨缝碾压，消除接缝施工的痕迹，使路面形成整体。

（2）横缝采用平接缝的形式，在需要设置接缝的位置，采用锯缝机割将SMA混合料切割整齐，在后续恢复施工时，先将接缝位置的灰浆进行擦洗，于接缝位置涂刷黏结沥青后再进行摊铺施工，摊铺后需要利用碾压机进行横向和纵向的双向压实，碾压后接缝处的高度与路面整体保持一致。