解析改性沥青SMA混合料桥面铺装质量控制要点

文／陈小龙 广州工程总承包集团有限公司 广东广州 510000

引言：

桥面铺装就是为了保护桥面板和分布车轮的集中荷载，而用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。目前国内外以沥青混凝土面层铺装为主。

沥青混凝土面层主要用于快速路、主干路等各种路面工程，使用年限为15年左右，属于柔性高级路面。道路面层直接同车轮和大气相接处，承受行车荷载引起的水平力、竖向力和冲击力的作用，同时又受雨水的侵蚀作用和温度变化的影响，故对面层有着较高的要求。改性沥青SMA混合料路面具有较好的水稳性、高温抗车辙、低温抗裂、耐磨、耐久等性能，使车辆行驶更安全、舒适、经济。

1、工程概况与特点

1.1 工程概况

苏州中环快速路是苏州市加快推进“一核四城”建设的重大城建工程，也是进一步完善城市基础交通功能、促进区域经济推进社会快速发展的重大民生工程。中环快速路途经苏州高新区、工业园区、相城区和吴中区，大致走向为东起园区星华街，穿过阳澄湖，北至相城太阳路，西到新区金枫路，往南从绕城高速东山出口，与绕城高速共线后，由车坊互通折向星华街。全线长约112.2公里，工程总投资约220亿元。其中园区段长约17.1公里。

图1 苏州中环快速路规划图

主线采用双向6车道高架桥、隧道、地面道路等形式，设计车速80km/h，以高架桥为主，全线设太阳路、春申湖、宝带路、车坊等互通27处，局部路段根据需要设置辅路，设计车速40～60km/h。路面工程包含地面道路、主线及匝道桥桥面铺装、相交道路交叉口渠化改造等，主要结构形式及材料为：4cmSMA-13（SBS改性沥青）上面层、6cmSup-20（SBS改性沥青）下面层、防水粘结层及水泥混凝土调平层。

1.2 分项工程特点

本工程设计均采用SBS改性沥青，上面层为改性沥青SMA混合料。SMA混合料是一种由沥青、矿粉、碎石及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中所形成的混合料（沥青多、矿粉多、粗集料多、细集料少）。改性沥青SMA混合料具有特别好的高温抗车辙、低温抗裂抗变形和水稳定性等优良性能，且构造深度大，抗滑性能好，耐老化、耐久性等路面性能都有较大提高。

2、材料

2.1 沥青及集料

设计均采用SBS改性沥青，其性能符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008的规定；沥青面层的粗集料应采用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、砾石、破碎砾石，应无风化颗粒、近立方体颗粒，粒径大于2.36mm。上面层采用玄武岩、辉绿岩等满足上面层指标要求的碎石，下面层采用石灰岩等碱性石料，严格控制集料中细长型、扁平颗粒型集料含量和含泥量，确保粗集料的质量；细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的0-2.36mm机制砂，优先选用石灰岩岩质，当条件限制时可选用玄武岩、辉绿岩等其他基性岩质，不得选用酸性岩质，也不能采用山场的下脚料。

2.2 矿粉填料

矿粉填料必须用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除尽。矿粉应干燥、洁净，始终保持干燥不起团，能从矿粉仓自由流动，拌合机的回收粉尘不得作为填料使用。

2.3 纤维稳定剂

宜使用木质素纤维，不宜使用石棉纤维，应在250℃高温条件下不变质。木质素纤维技术要求应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008有关规定。

3、施工控制要点

3.1 摊铺前施工准备

3.1.1 基层及防水要求

沥青混凝土铺装前应对桥面进行检查，桥面应平整、粗糙、干燥、整洁无杂质。本工程采用复合式桥面铺装工艺（上层为改性沥青桥面铺装，下层为水泥混凝土桥面铺装）。

水泥混凝土铺装调平层采用桁架式振捣梁或混凝土摊铺机振动提浆机施工（使用前需经试验调整相应跨度下起拱度），其强度、厚度、平整度及表面粗糙度要求极为严格。桥面调平层施工钢筋网尺寸规格及保护层需格外注意，板面上保护层宜小不宜大（钢筋网必须严格标准垫块垫起，以控制板面保护层为主防裂，尤其高温天施工）；砼浇筑前充分对桥面进行湿润，浇筑过程中需连续不间断，安排专人进行平整度及标高的复核；浇筑振平后1～3h内进行三遍收面（收面采用专用滚动平台）并拉毛；拉毛后立即用塑料薄膜进行覆盖养护，收面、拉毛、覆盖养护流水作业，必须连续及时，防止因失水造成桥面开裂。

防水层施工应在基层混凝土强度达到设计强度80%以上、平整度检查小于或等于1.67mm/m、表面粗糙度（宜采用抛丸打磨）、含水率等基层验收合格后方可施工。采用油石同步封层车施工，均匀喷洒于桥面。

3.1.2 后场控制

（1）沥青混合料拌和应严格按照设计配合比精确计量、精准控温、拌和均匀。改性沥青混合料生产温度应根据改性沥青品种、粘度、气候条件、铺装层厚度确定。本项目为SBS改性沥青，其正常生产温度范围如下表1：

表1

（2）改性沥青混合料宜采用间歇式拌合设备进行生产，拌合时间根据具体情况经试拌确定，集料必须要被沥青均匀包裹、不得露白。间歇式搅拌机每盘的搅拌周期不宜少于45s，其中干拌时间不宜少于5～10s。添加纤维的沥青混合料，纤维必须在混合料中充分分散，拌合均匀。SMA混合料的拌合时间应适当延长。拌和过程中应严格控制溢料、等料等现象。混合料运输过程中，应保证混合料的温度和均匀性。

（3）拌合站的拌合生产能力应与摊铺机摊铺速度相适应，拌合应略有富余，不得供不应求。

（4）改性沥青混合料的贮存时间不宜超过24h，改性沥青SMA混合料只限当天使用。

3.1.3 混合料的运输

混合料宜采用大吨位运料车运输，运料车的运力应稍有富裕。按已批准的施工方案安排运输和布料。装车前应对运料车车厢板均匀喷洒一薄层隔离剂或防粘结剂；装料时应多次挪动汽车位置，平衡装料，以减少混合料离析；装料完成后及时用篷布覆盖保温、防雨防污染；运输至现场后检查到场温度（一般在车厢侧面小孔插入水银温度计，注意尽可能插深些，所测温度通常比实际平均温度低3～6℃。当对所测温度有异议时可到车顶进行复测）符合要求且至少已有5辆运料车排队等候时方可开始摊铺作业，摊铺时运料车倒退至摊铺机前100～300mm处挂空挡等候，待摊铺机缓缓顶推前进并逐步卸料，避免撞击摊铺机；运料车卸料必须倒净、及时清理车厢板上的剩料，防止硬结。摊铺过程中摊铺机前应有足够的运料车等候，保证连续摊铺。

3.2 混合料摊铺施工

3.2.1 摊铺

该改性沥青混合料摊铺采用非接触式平衡梁履带式摊铺机摊铺。采用多机连铺，标准路段采用两台机械错开摊铺，前后错开10～20m呈梯队方式同步作业摊铺，两幅之间应留有30～60mm宽度搭接，接缝应避开车道轮迹带。匝道段由两台摊铺机呈梯队同步摊铺，加宽段由四台摊铺机呈梯队同步摊铺。下面层摊铺前防水应验收合格，上面层摊铺当天应及时喷洒粘层油（如连续摊铺可不设粘层油）。

图2 多机连铺梯队作业图

（1）受料前首先将摊铺机运至起点里程并调正位置，然后按照施工前试验段所取得的参数换算松铺厚度铺放垫木（垫木是机械摊铺厚度的标准，置于熨平板下前端对齐，垫木顶面高程相对应为该点设计路面高程相应本层的虚铺厚度，应实测垫木顶面高程，不合格时更换垫木以满足要求）最后在受料斗处均匀涂刷薄层隔离剂或防粘结剂，预热摊铺机熨平板使其不低于100℃后受料。

（2）起始段摊铺应低速进行，及时检查平整度及标高，此时容易出现混合料离析、拖痕等现象，及时调整机械并对已摊铺段人工补料修整（尽量减少人工反复修整）。

（3）摊铺沥青混合料应均匀、连续不间断，不得随意变换摊铺速度或中途停顿。待摊铺机摊铺正常后摊铺速度宜控制在1～3m/min，严格控制摊铺速度，以减少沥青混合料的离析、提高路面平整度。

（4）摊铺机螺旋布料器转动速度与摊铺速度应保持均衡，布料器两侧应保持有不少于布料器2/3高度的混合料。当发现摊铺料表面有明显的离析、波浪、裂缝、拖痕、梅花等现象时应分析原因及时消除。

（5）摊铺过程中由专人用带刻度钢钎检查摊铺厚度（虚铺系数1.2，下面层虚铺控制7.2cm，上面层虚铺4.8cm）及水银温度计检查摊铺温度（摊铺温度不低于160℃）。随着摊铺作业的推进需及时督促修复被临时损坏的防水层及清理洒落的废料，使摊铺作业顺利进行，避免安全质量隐患发生。

（6）每班组摊铺结束时尽量选择施工缝在伸缩缝位置，多台摊铺机应前后拉平成同一道施工横缝，在结束端底部一米内铺薄层黄沙隔离，结束后用3m直尺检查平整度符合要求后拉线切割（直接茬）去除端部不平整未压实部分。

3.2.2 碾压

碾压是沥青路面施工的核心工序，压实度与厚度是关键。碾压施工应配备足够数量、状态完好的压路机，选择合理的压路机组合方式，根据已摊铺混合料温度严格控制初压、复压、终压时机。本项目施工要求配备4～6台双钢轮压路机（可振动）、两台轮胎压路机组合碾压。要求专人负责对初压、复压、终压举牌划段并确认碾压遍数，使摊铺碾压井然有序得进行。

上面层改性沥青SMA混合料摊铺碾压温度控制是前提。本次沥青施工期间日平均气温13℃左右，虽然现场混合料到场温度控制在165～175℃之间，摊铺温度166℃左右，较为理想，但是摊铺后温度骤降（4cm面层，实测摊铺后温度150℃左右，温度降达到14～17℃）致使碾压温度成为控制难点。为此项目部要求：摊铺时间安排9:00～17:00气温较高时段；混合料出场温度走上线；运输覆盖措施、路况了解及与交警沟通等措施要到位；到场后尽快摊铺，摊铺过程中以解开车箱后门处绑带可以落料为度，不得掀开车上所覆盖的篷布；初压紧跟摊铺机碾压，最大限度地缩短初压区段，尽可能减少温度损失以满足压实要求。

（1）压路机碾压速度控制如下表2：

表2 压路机碾压速度（km/h）

（2）初压混合料温度不得低于150℃，采用两台双钢轮压路机紧跟摊铺机静压2遍（可前进静压后退振动），压路机驱动轮面向摊铺机从外侧向中心碾压。（梯队摊铺纵向需留150mm左右宽热接缝暂不碾压，后面摊铺机摊铺后跨缝碾压。初压应保持较短的初压区段，下面层要求控制在60m左右但最长不大于80m，上面层要求控制在30m左右最长不大于60m）。

（3）复压应紧跟初压进行，下面层采用两台轮胎压路机碾压5～6遍，选用总质量为26t的重型轮胎压路机碾压，相邻碾压带重叠1/3～1/2轮宽，速度随碾压遍数及压实效果由慢至快碾压，不宜过快。上面层禁止使用轮胎压路机碾压，采用三台双钢论振动压路机碾压6～8遍。振动压路机应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。

（4）终压应紧跟复压后进行，选用1～2台双钢轮压路机碾压，碾压2～3遍至无明显轮迹为止，终了表面温度不得低于90℃。终压区段宜适当放长、速度较快，以表面收光、平整、平顺为目的。

（5）为防止粘轮，压路机在碾压过程中需向碾轮喷洒添加少量活性剂的雾状水，严禁刷柴油。如发现机械有漏油现象需及时处理，不得漏于沥青路面上。压路机在未碾压完成的路面上不得随意转向、掉头、加水或停留。

3.2.3 接缝处理

在施工中尽量控制减少接缝的产生，但不可避免的总会有横缝或纵缝出现。为满足高速、舒适、安全的行车需要，因而路面接缝必须紧密、平顺。本工程要求所有横缝均为热接缝或垂直的平接缝，纵缝全部为热接缝。（混合料为改性沥青混合料，冷却后接缝坚硬难处理，故要求尽量避免冷接缝）。

（1）横缝大多为冷接缝，采用专用切缝机划线切割（摊铺成型后马上切除）为垂直平接缝，及时清除切割时留下的泥水，干燥后涂刷粘层油，摊铺新料时接茬处敷设新料软化后先横向碾压稳定后再纵向充分压实、连接平顺。上下层横缝应错开至少1m，采用3m直尺检查平整度符合要求方可进行后续摊铺作业。

（2）纵缝尽可能采用热接缝，上下层应错开150mm以上（一般推荐150mm～300mm）。接缝处碾压时已完成侧预留100～200mm宽暂不碾压，作为后续摊铺基准面，后续摊铺后跨缝碾压密实。

3.3 检测及开放交通

摊铺结束应做好成品保护，封闭出入口禁止无关车辆驶入，（如特殊情况需要施工车辆通行，则可洒水冷却或自然降温至路面低于50℃后方可开放交通）应及时组织第三方检测单位对现场压实度、面层厚底、抗滑构造深度、渗水性、平整度等进行检测，检测验收合格后方可交接进行后续伸缩缝等附属设施施工。

结语：

交通是一个城市、一个国家发展的基础。随着交通流量急剧增大，货运车辆轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，对路面工程质量及路面性能有了更进一步的要求。现随着经济的发展改性沥青SMA混合料路面在桥梁等重点工程中得到普遍的应用，显现出较好的高温抗车辙、低温抗裂、耐磨、耐久等性能，将成为普通沥青路面的替代品，沥青路面的主力军。