高速公路SMA改性沥青路面施工工艺

欧阳毅

（广东冠粤路桥有限公司，广东 广州 511400）

一、工程概况

云浮罗定至茂名信宜（粤桂界）高速公路工TJ14合同段（桩号k93+920～k129+820)，路线全长35.9km，项目采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度100km/h。整体式路基宽度26m，主线路面结构4.5cm GAC-16C（SMA改性）+5.5cm GAC-20C（SMA改性）+8cm GAC-25C沥青下面层+38cm水泥稳定级配碎石基层+20cm水泥稳定级配碎石底基层+20cm级配碎石垫层。

二、改性沥青混凝土的应用优势概述

改性沥青混凝土在公路路面施工中取得广泛的应用，经验表明，其具有多重突出的应用优势，具体分析如下：

（一）延缓裂缝扩展

改性沥青混凝土属于混合料，集多类材料于一体，即高弹性聚合物改性沥青及集料组，以合理的配比选用材料并混合后用于施工，成型的结构具有足够的密实性及不渗水的特性，能够与基层紧密结合，有效避免变形问题，因而裂缝的发生几率较低。即便存在裂缝，得益于改性沥青混凝土良好的自愈能力，也可在一定程度上恢复原状，避免裂缝异常扩展。

（二）密实稳定

在应用改性沥青混凝土后，由于结构的密实性，可有效阻止地表水的下渗及毛细水的上升，此时路面受水损害的程度较轻，结构保持稳定。

（三）层间黏结稳定可靠

在应用特种改性材料后，沥青含量可达到0.8%以上，黏结性能较好，能够使沥青层和水泥混凝土路面结合为完整且稳定的整体。

（四）抗疲劳

改性沥青混凝土应力吸收层的弹性模量约为200MPa～600MPa，具有突出的抗疲劳特性，较之于其他的抗裂方法，更有利于提高路面的稳定性。

（五）可行性较高

从施工的角度来看，改性沥青混合料对配套机械设备、工艺参数均无特定的要求，仅采用与普通混合料相同的方式即可。

三、各类原材料的选择

（一）粗集料

以《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）为依据，选择碎石或者碎砾石为宜，并保证粒径的合理性。此外，集料应具有洁净、干燥、未掺杂有害杂质的特点。为了保证粗集料颗粒形态的合理性，可以根据施工需求利用反击式破碎机生产。对于公路路面的上面层，考虑到结构的稳定性要求，宜采用坚硬、耐磨的玄武岩集料。

（二）细集料

较为常见的有人工砂和天然砂两类，具体视工程实际条件选择。对于沥青路面面层，细集料可选择人工砂，要求其洁净、干燥、无风化、颗粒组成合理、黏附性较好（需要与改性沥青稳定结合）。天然砂与沥青的黏附效果有限，难以稳定结合于一体，若使用此类材料，可能会对沥青混合料的工程性能带来影响，进而影响面层的质量，因此非必要时不选用。

（三）填充料

对于改性沥青混合料的填充料，应用较为广泛的是以憎水性石料为原料（具体可以选择岩浆岩、石灰岩等）研磨产生的矿粉，并确保产生的矿粉具有洁净、干燥的特点。

（四）改性沥青

改性沥青是改性沥青混凝土中的重要原材料，在对此类材料展开实验与检测时，需注重如下几点：有序检查每车改性沥青的质量，不遗漏；规范取样，要求各样品均具有代表性；选取试样后对其做加热处理，达到温度要求后一次浇筑至试模内，禁止多次操作；组织软化段试验时，有效保证试样加热温度的合理性，待其充分流动后方可浇筑试样环，否则会影响试验结果的准确性。

本文工程SMA改性沥青为主材料，上中面层SMA掺量分别为沥青质量的4%、5%，具体如表1所示。

表1 SMA改性沥青技术要求表

四、沥青混凝土路面施工

（一）沥青混合料的装料及运输

混合料的温度合理性、不离析均是装料运输阶段需要重点考虑的要求，为此采取如下措施：

综合考虑混合料的生产能力以及摊铺能力，选择大吨位的自卸车，控制好数量，建立一支高效的运输队伍，富有秩序性地将优质沥青混合料运送至现场。运料前，先检测车辆的性能，判断其是否有异常，若有则予以维修。

装料之前，需要清除干净车上存在的无关物品，并涂抹油水混合物。

装料时，料车适当向前后方向移动，分三堆装料，以免出现离析现象。

装料后，覆盖大篷布，以免沥青混合料在与外界环境接触后发生温度异常下降的情况；运输过程中，运料车尽可能匀速行驶，不可忽然提速或急刹车，否则混合料易离析。

（二）沥青混合料的摊铺

摊铺是路面施工中的重点环节，为保证摊铺效果，采取如下措施：

为现场配备两台摊铺机，由具有资质的人员操作，驾驶者听从指挥，实施梯队联合摊铺的作业模式，高效推进摊铺施工进程。具体开展作业过程中，控制两台设备之间相距10m左右，上、下层搭接的位置应错开至少200mm。严格控制摊铺时的热接缝，必须避开通车后行车的轮迹带，否则在车辆荷载作用下，热接缝部位易出现质量问题。

以摊铺时间为准，提前0.5h～1h预热熨平板，若现场气温较低，则有必要延长预热时间，确保熨平板的表面温度在130℃以上。

对于下面层和桥面上下铺装层两部分，摊铺期间用钢丝引导控制高程。每10m设一处钢丝支架，施工所用钢丝均为扭绕式，拉力在800N以上。

对于中、上面层两部分，摊铺时用非接触式平衡梁控制厚度，纵向热接缝采用斜接缝的方式，以免因产生痕迹而影响面层的完整性与稳定性。螺旋布料器内必须具备充足的混合料，且料位需稍微高出布料器高度的2/3。

摊铺机适配熨平板自控装置，在其支持下，提高施工的可控性；在传感器的联合作用下，用基准线自动控制熨平板，以便精细化摊铺，确保摊铺坡度和平整度均可以满足要求。

遵循连续摊铺的基本原则，摊铺速度视拌和能力、碾压能力、摊铺宽度及厚度而定，一般是2m/min～6m/min，如果选择SMA混合料，应在此基础上合理减缓速度，具体控制在1m/min～3m/min。

输料器送料必须具有足够的稳定性，以免影响摊铺的均匀性。摊铺前，先灵活调整螺旋喂料器的姿态，并向其中准备足量的混合料（需要超过螺旋喂料器高度的2/3）。尽可能避免频繁收斗，同时合理选择收斗时机，以免出现混合料温度异常下降、离析问题。摊铺机进行防离析改进：加装反向螺旋叶片；螺旋布料器叶片边部挡料板的距离一般要＜20cm，前挡板宜加装活动式胶皮挡板；受料斗胶皮挡板应采用高强度耐高温橡胶挡板。

严格管控好混合料的摊铺温度，一般来说，普通沥青需超过135℃，改性沥青则要超过160℃。鉴于沥青混合料对温度较为敏感的特点，在现场气温低于10℃时不允许施工。

（三）沥青混合料的碾压

轮胎压路机和双钢轮振动压路机联合作业，高效碾压。

1.碾压作业应遵循的规则

碾压的顺序为自下而上。碾压的过程中，驱动轮在前面、从动轮在后面；后退时，严格沿着碾压的轮迹运行，不可发生错位；根据摊铺机的运行速度，灵活调整压路机的碾压作业段长度，实现均衡施工；压路机折返时应呈阶梯形；碾压全程，压路机均沿着直线方向运行；优先从外侧开始碾压，而后逐步向中间推进，最终做到全面碾压；对于超高路段，则按照先低后高的流程碾压，重叠量取轮宽的1/3；碾压时驱动轮面向摊铺机，压路机严格依据预先确定的路线匀速行驶，禁止随意变更路线和速度，否则沥青混合料会发生推移，随之影响碾压面层的平整性和稳定性。

2.碾压的步骤

按照初压、复压、终压的顺序依次碾压，确保面层的压实度、平整度等各方面均可满足要求，各阶段的具体作业要点如下：

初压：在摊铺施工阶段，熨平板已经对沥青混合料产生了一定的夯实作用，因此对初压的要求相对较低，仅需轻度压实即可，但必须注重工序的衔接性，即在沥青混合料摊铺后尽快初压，面层初压温度不低于155℃。该项目中，选择双钢轮压路机进行初压，驱动轮在前，尽可能匀速运行，如需后退则按照前进时的轮迹来运行。

复压：经过初压后，进一步安排复压，经过此阶段的碾压后，确保施工路面的压实度可以完全满足要求。要想确保复压作业质量，需在温度较高的环境下实施压实，注意初压完成后随即进行复压。设备方面，拟采用13t双轮振动压路机和26t以上轮胎压路机联合作业的方案，由专员在现场调控，保证压实施工的秩序性，使两类压实机械设备均可以高效运行。

终压：该环节的目的是清除前面作业时存在的轮迹，以确保面层的干净和平整。为了达到消除轮迹的效果，也需在沥青混合料温度较高时碾压。设备方面，以静态双轮压路机为宜；温度方面，中、上面层终压完成后的温度均不可低于100℃。

五、结语

SMA沥青作为一种新型混合原料，具有很高的抗高温和低温的能力，可以使路面的抗滑、耐磨性能得到有效提升，同时具有很强的可塑性，可以在今后的路面施工中重点使用。本文着重对高速公路SMA改性沥青路面的相关施工技术展开探讨，提出一些具体的作业思路及要点，希望能够给类似的路面工程施工提供技术层面的参考。