市政道路路面工程SMA 改性沥青技术应用

文／杜雨杉 沈阳市市政工程设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110000

引言：

市政道路路面工程施工中，应用SMA 改性沥青技术能够实现骨架结构密实度的提升，保证道路工程运行效果合格，所以近年来广泛的应用到工程建设的过程中。SMA 路面有着非常明显的优势，按照内摩擦角最大的原则，采取间断级配的方式进行制作，形成合格的矿料骨架，从而保证骨架结构密实度达到工程的要求，路面结构性能达标。由于该类型的路面中加入一定量的纤维稳定剂和改性沥青材料，所以能够避免骨料出现离析的问题，确保性能得以改善，符合当前市政道路工程建设的要求。

1.SMA 改性沥青材料特点

1.1 抗水损伤能力强

SMA 改性沥青材料采用高粘度、高弹性的沥青胶黏剂，能够有效防止水分渗透和水损伤，它的高粘度能够形成一层均匀且紧密的沥青膜，将路面与外界的水分有效隔离开来，这种特性加强SMA 改性沥青材料对水的防护能力，阻止水分向路面内部渗透的可能性。此外，SMA 改性沥青材料具有较高的胶结能力，能够更好地将石料和沥青胶黏剂结合在一起，这种高胶结能力可以抵御雨水和路面排水的影响，雨水和路面排水通常会导致路面松散和沥青层的剥离，损害道路的结构和性能。然而，SMA 改性沥青材料能够更好地抵御这些不利影响，减少水分进入路面内部造成的损害[1]。

1.2 减少车辙和噪音

SMA 改性沥青材料中添加特殊的矿料，如石子、矿渣等，能够在路面的表面形成坚硬的骨架结构，这些矿料充实沥青混合料，使其具备更高的抗压强度和耐久性。在车辆行驶过程中，这种坚硬的骨架结构可以有效分散车轮荷载，降低路面的压力集中，减少车辙的产生。车辙是道路表面因车辆长期的运行而产生的凹陷，给驾驶员带来不适和不安全因素。而SMA 改性沥青材料的坚硬骨架结构能够有效减少车辙的形成，延缓路面的磨损。

1.3 抗裂性能好

SMA 改性沥青材料中添加较多的聚合物纤维，可以有效地增强材料的抗裂性能。聚合物纤维的添加可以形成一个具有一定韧性和相对稳定的三维网络结构，从而形成更强的抗拉强度和韧性，这种三维网络结构可以分散道路表面载荷，并在路面表面上均匀分布压力，延缓和防止裂缝的扩张。这样，SMA 改性沥青材料的抗裂性能显著提高，路面的使用寿命得到明显的延长，聚合物纤维的纤维细度和长度对于道路抗裂性能有较大影响，细的聚合物纤维能够更好地混合到沥青混合料中，增加材料的韧性和延展性。相比之下，长度较短的纤维则对路面抗裂性能的改善有限，长度较长的纤维可以形成更强的三维网络结构，从而显著增强路面抗裂性能。因此，为取得更佳的抗裂效果，SMA改性沥青材料中添加的聚合物纤维应该选择合适长度和纤维细度[2]。

2.工程概况

某市政道路工程项目为当地的城市主干道，在该项目施工前、施工中、施工后对整个工程的质量进行全面的监督检查，确保各方面性能达到工程的要求。在路面层应用SMA 改性沥青混凝土路面施工的环节，加强改性沥青混合料的搅拌控制工作，确保压实温度达到工程的要求，严格按照相关数据进行检测。施工建设环节，施工团队、监理团队、验收团队积极配合，协调开展各项工作，发挥出各级工作团队的职责，保证各项作业有序地完成，施工效果得到提升，工程质量也满足标准。

3.市政道路路面工程SMA 改性沥青技术工艺

要想全面提高SMA 改性沥青混合料的质量，加强材料的性能检测非常重要，制定合理的设计方案，确保工程施工效果合格。在施工开始之前，明确工艺方案流程，并保证各级单位严格遵循工艺流程开展施工作业，加强各种材料的配合比控制，预防造成严重的质量缺陷问题，以满足现场施工的标准。

3.1 原材料准备工作

在原材料采购工作开始之前，采购人员深入到现场进行全面调查分析，保证材料的性能达到工程的要求。各种材料投入使用之前，对材料的性能进行检测，记录好各项技术指标和技术参数，预防造成严重的质量缺陷问题。

3.1.1 粗集料

粗集料必须达到洁净性的要求，粒径、硬度、表面粗糙度等每项指标都符合国家标准规定，确保其抗压强度性能合格，不会给路面结构的运行带来不利的影响，具体可按照表1 数据控制。

表1 技术指标

3.1.2 纤维稳定剂

为确保沥青混合料材料的性能符合标准，强调施工质量控制是非常重要的。这包括确保沥青与集料能够充分结合，形成一个整体的结构。为此，需要添加适量的稳定剂，主要使用木质纤维和矿质纤维，这些稳定剂的加入可以提高沥青混合料的稳定性和抗裂性能，在施工之前，必须进行全面的试验和检测，以确保材料的性能满足设计要求。对于稳定剂的加入比例，目前通常采用大约0.3%左右的木质纤维加入比例，以及约0.4%左右的矿质纤维加入比例。此外，还要保证这些稳定剂的洁净度符合规定要求，通过严格控制添加比例，可以确保混合料中稳定剂的性能符合标准，在各种稳定剂加入之后，需要进行充分的材料混合处理。这样，不同材料可以均匀分布，相互结合，从而保证混合料的性能达到规定标准。充分的材料混合可以提高沥青混合料的均匀性和稳定性，确保沥青和集料之间的黏性和胶结性能得到有效发挥。除施工过程中的材料控制外，温度和湿度等环境因素也需要考虑。温度对沥青混合料的黏度和流动性有很大影响，因此需要在合适的温度下施工。湿度会影响混合料中水分的含量，过高的湿度可能导致混合料的性能下降。因此，在施工过程中需要对环境因素进行监测和调控，以确保合理的施工条件[3]。

3.2 混合料配合比设计

根据技术规定标准进行材料的各方面性能检测，保证配合比参数合格。在拌合、运输、施工等每个环节，保证混合料的配合比都不会出现变化，结合当前规定的技术标准，加强孔隙率、车辙等方面性能检测，满足标准才能投入应用。在材料性能检测的阶段，应用马歇尔试验的方式比较常见，SMA 沥青混合料各方面指标达到工程的标准。在现场操作阶段，严格按照实验规定和标准要求进行，以保证工程材料的质量达到规定。

3.3 混合料拌和

在混合料拌合的作业阶段，加强拌合环节控制非常重要，不仅要保证每种材料的性能达标，各项材料的质量参数合格也非常的重要。采取间断级配的方式进行现场处理，执行拌和作业要求，加强质量监督管理，落实工艺规范的标准，每项性能都符合工程的规定。SMA 混合料通常采取人工搅拌制作的方式，加入该材料之前进行称重，确保加入比例达到技术要求。粗集料、细集料加入之前，按照规定要求进行称重，以确保加入的比例达到精准控制的效果。在拌合作业阶段，温度的控制非常重要，必须严格按照要求进行，一般将拌合的温度比预设的温度提升10℃～20℃，在170℃～180℃之间符合要求，并且拌合时间在90s 左右，达到均匀性规定，各项性能指标合格[4]。

3.4 混合料摊铺施工

混合料运输到现场之后，及时组织开展现场摊铺施工，并保证摊铺作业阶段的温度合格，以满足工程质量标准。

3.4.1 温度控制

摊铺作业环节是确保SMA 改性沥青材料施工效果的关键步骤。在施工摊铺阶段，必须组织专人进行温度控制，并确保沥青混合料的各方面性能达标。SMA 材料的摊铺温度通常控制在160℃～180℃之间，以确保材料中的沥青粘度和流动性得到充分发挥。通过保持摊铺温度的稳定性，可以提高沥青混合料的均匀性和稳定性，从而确保沥青和集料的黏性和胶结性得到有效发挥。为避免沥青混合料在施工过程中因温度不合适而导致性能下降，需要严格控制温度，如果沥青混合料的温度不符合标准，将会禁止其投入工程中应用。因此，在现场施工阶段需要按照表2的相关参数进行温度的控制，严格遵守温度要求，确保混合料的性能符合规定标准。

表2 施工温度（单位：℃）

3.4.2 摊铺施工

在SMA 改性沥青混合料的现场摊铺作业环节中，需要注意以下几个方面：

（1）必须对下承层结构进行全面检查处理，确保下承层结构能够与上面层结构稳定连接，不能引起严重的质量缺陷问题。这包括对下承层进行清扫和修补等处理工作，确保下承层结构性能合格。

（2）在下承层结构施工的过程中，通常会受到多种因素的影响而受到污染。为确保上面层和下承层结构的连接效果能够符合工程标准，需要在表面喷洒一层黏层油，以预防造成质量缺陷问题。摊铺作业时，混合料的温度必须符合要求，以确保摊铺作业达到稳定标准，并使得后续摊铺作业符合连续、平整性的规定。摊铺之前需要对设备进行调整，保持最佳的运行状态，并将混合料的温度控制在170℃～180℃之间。对于温度不足160℃的混合料将禁止投入到工程中应用。摊铺混合料开始之前，需要将熨平板加热到规定的温度，初始压实度在85%以上。同时，在摊铺作业阶段要保持连续进行，以提升路面平整度，预防造成严重的质量缺陷问题。摊铺作业的速度应该控制在2.5m/min 左右，并根据现场情况进行调整处理，以达到均匀、缓慢摊铺作业的要求，预防发生质量问题[5]。

3.5 混合料碾压施工

（1）现场在摊铺工作结束之后，及时组织开展碾压施工，由专人进行碾压施工的监督管理，明确碾压路线和遍数，确保压实度达到工程的标准。

（2）碾压施工时，初压、复压环节应用钢轮振动压路机进行，执行工艺方案的标准。碾压作业阶段，保证混合料的温度在合理的范围之内，避免造成材料的破碎或者边角损坏等问题。一般来说，单次碾压施工的长度在20～30m 左右，禁止应用轮胎压路机开展碾压施工作业。

（3）初压和复压作业的环节，应用相同型号的压路机进行，按照梯队作业的方式进行碾压作业。振动压路机在使用的过程中，确保压路机的性能参数合格，预防造成不利的影响，相邻压路机的碾压重叠宽度为1/3 轮宽，并且在碾压轮表面涂抹一层隔离剂，防止出现粘轮的现象而影响施工的效果。

（4）在碾压施工环节，加强松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度、温度方面的检查，保证各项参数都符合工程的技术标准规定，根据目前SMA 路面施工的要求，保证压实度超过98%才算合格。

4.接缝处理

4.1 纵向施工缝

SMA 改性沥青混合料在实际施工过程中，路面接缝结构的处理环节非常重要，直接关系到整个工程质量的合格性。因此，在进行接缝施工作业时，需要注意许多细节问题，以确保施工过程中的质量能够符合相关的标准要求。为此，尽量不使用冷接缝方式，采用热接缝的施工方式是非常重要的。在纵向接缝施工时，常常使用两台摊铺设备，采用梯队摊铺作业的方式进行。前侧需要预留100～200mm 宽度的空隙不进行碾压，保证在接缝位置不会出现硬块，对下一层施工造成影响。同时，对于上下两层之间的接缝，需要有50～100mm 之间的重叠宽度，确保表面没有任何缝迹。

4.2 横向施工缝

在SMA 改性沥青混合料的施工中，横向接缝处理环节也是非常关键的一个环节。本次工程项目采取垂直平缝处理的方式，在下面一层处理时，应用斜向接缝的方式进行处理，在斜向接缝处理时，需要注意搭接长度要在0.4～0.8m 之间，以保证接缝位置的牢固性，如果搭接长度不足，则容易导致接缝处出现开裂的情况。另外，在平接缝的处理环节中，需要在沥青混合料完全达到冷却的状态之后，使用人工方式进行现场的清理处理，及时将不平整的位置清理干净。同时，在接缝处理的过程中，应用长度为3m 的直尺进行现场制作，以确保接缝位置处理合格。新材料摊铺作业开始之前，需要将原有部位的杂质清理干净，并且涂抹一层粘层沥青，以保证现场施工作业有序的进行。

4.3 交通开放

在现场施工完成之后，及时进行质量检查非常重要，按照既定的技术标准进行平整性、渗水性方面参数的检测，如果存在任何的质量缺陷问题，及时进行修复处理，各项指标检测合格之后，停留24 小时，保证路面的温度在常温条件才能开放交通。

5.质量控制

（1）为确保混合料的质量，随时进行拌合站的质量检查是必要的。

①要检查沥青和集料的温度，并记录各项温度参数。

②要根据规定控制混合料的级配、油石比和纤维加入比例。然后，根据工程技术标准制作马歇尔试件和车辙试件进行马歇尔试验，以确保各项技术参数符合要求才可投入使用。

③每日混合料搅拌工作结束后，要记录当天出库的纤维总量，并进行技术指标分析，以确保纤维的加入比例符合工程标准。

④对于严重损坏的路面结构，要及时铲除并重新摊铺、碾压施工，以确保现场路面结构满足质量要求，避免质量缺陷。

（2）在现场铺设施工过程中，加强质量监督检查是确保工程质量的重要措施。以下是一些需要进行的监督检查措施：

①随时对沥青混合料的施工作业温度进行检查。温度对沥青混合料的性质和质量有很大影响，应定期测量混合料的温度，确保其满足施工要求，避免因温度不当而造成质量问题。

②对路面结构进行钻孔取样，检测压实度、孔隙率等参数是否合格。通过钻孔取样并进行实验室测试，可以获得路面结构的实际参数，确保施工的质量合格。如果现场测量压实度难度较高，应组织专业技术人员对现场各个环节进行监督检查，并加强记录每项参数，以避免出现施工质量不合格的问题。

③加强渗水情况检测。在碾压成型的路面表面倒入少量的水，观察渗透情况，并及时应用渗水检测仪器进行检测，这样可以评估路面结构的渗水性能，确保施工质量符合要求。

④现场应用铺砂法进行构造深度参数的检测。通过铺砂法进行构造深度参数的检测，可以确保施工达到设计要求的厚度和均匀性，保证路面结构的稳定性和耐久性。

结语：

总之，SMA 改性沥青技术在市政道路路面工程中已广泛应用。这种技术通过添加聚合物纤维和矿物料，提高路面材料的强度、耐久性、抗裂性、防水性和抗冲击性，同时降低道路噪音和减少车辙产生。除此之外，SMA 改性沥青材料具有施工简便、施工周期短、施工成本低等其他优点，这些优点使得SMA 改性沥青材料成为市政道路路面工程中的首选材料之一。需要注意的是，作为一种高性能材料，SMA 改性沥青材料在施工环节，需要按照项目要求进行施工，如此才能满足市政工程项目建设要求。