改性沥青SMA路面施工技术在公路工程施工中的应用研究

花时涛

（甘肃省公路交通建设集团有限公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

随着我国城市道路系统建设和车辆保有量不断增长，对道路性能要求不断提高。改性沥青SMA路面施工技术具有良好的抗变形能力、耐久性的沥青面层混合料，由于开级配粗集料良好的嵌挤作用和改性沥青玛蹄脂粘结作用，提高了改性沥青SMA路面抗车辙能力、低温变形性能和水稳定性[1]。当前，改性沥青SMA路面在我国高等级道路工程中应用日益广泛，有效提高了我国道路系统使用寿命和路用性能。但由于SMA混合料稠度大、粘附性强，拌和、摊铺温度要求高，与AC混合料施工存在一定的差异，要求施工单位必须严格遵循《公路改性沥青施工技术规范》（JTG F40-2004）要求，加强混合料配合比设计和施工环节质量控制，以此保障公路路面施工质量。

1 工程概况

某道路工程为城市主干道，长度为1.64 km，施工总面积为8293 m2，设计时速50 km/h，路面设计标准轴载为BZZ-100，路面结构下面层为AC-16C中粒改性沥青混凝土，上面层为SMA-13高粘高弹改性沥青混合料。为确保路面工程施工质量，该工程以K0+000～K0+687.119作为试验路段，合理确定混合料配合比后作为该工程施工参数依据[2]。

2 改性沥青SMA混合料配合比设计

2.1 混合料原料质量控制

为确保混合料拌和质量，该工程严格控制混合料原料质量。粗、细集料选用辉绿岩碎石，粗骨料应洁净、干燥、表面粗糙，压碎值≤28%，表观相对密度≥30%，吸水率≤3.0%，针片状颗粒含量≤18%。粒径≤9.5 mm、含量≤15%，软石含量≤1%。细集料采用经4.75 mm筛孔筛余的河砂，其表观相对密度≥2.45%，含泥量≤5%。木质纤维素纤维长度为2.7 mm，灰分含量22.51%，pH值为7.41，含水率3.2%。

2.2 混合料及配设计

由于改性沥青SMA路面为骨架密实结构，为合理确定混合料配合比，本文根据《公路改性沥青施工技术规范》（JTG F40-2004）规定确定最佳级配和油石比，设计3种级配方案（如表1），并按油石比5.9%、6.2%、6.5%进行试验研究。根据试验结果，级配方案B稳定性优于方案A、C，有利于提高道路路面耐高温、耐渗性能，因此，该工程以方案B作为最佳级配。油石比试验时，3种油石比均符合技术规范要求，但6.2%油石比情况下混合料稳定度最高，且空隙率、残留稳定度和冻融劈裂强度均符合技术规范要求，因此，该工程混合料级配按方案B控制，油石比为6.2%，空隙率控制范围为3%～4.5%。

表1 三种级配设计方案

2.3 最佳油石比试验

在确定最佳级配方案的基础上，分别按油石比5.9%、6.2%、6.5%进行马歇尔试验，并获得不同油石比条件下路面性能结果（如表2所示）。

表2 不同油石比条件下马歇尔试验结果

3 改性沥青SMA路面施工技术要点研究

3.1 混合料拌和

为确保SMA混合料路用性能，保障工程路面施工质量，该工程施工单位重点加强混合料拌和温度、拌和时间控制。混合料严格按级配设计计量称重后投料，混合料拌和温度控制在180～195℃范围内，确保混合料出料温度不低于175℃。拌和时间不低于60s，并加强混合料出料检查，防止出现白料、花料、离析等问题[3]。

3.2 混合料运输

为确保道路工程施工连续，须按运输能力120%配备混合料运输车辆，防止因运输交通堵塞、运输能力不足而造成施工中断。由于SMA混合料粘结性能强，为防止混合料与车厢粘结，装料前必须加强车厢清理并均涂防粘结油。由于混合料出料温度较高，为避免运输过程中温度下降过快，该工程采用双层篷布保温、防污、防雨。混合料运输至施工现场后及时测量温度，当混合料≥195℃时出现老化问题或≤160℃出现结团问题时均应废弃。运输车辆在摊铺机前300～500 mm位置卸料，在专人指挥下卸料，防止出现安全事故。

3.3 基层处理

为确保SMA路面施工质量，路面摊铺前应对基层进行全面检查、清理，局部凹凸不平部位应使用AC沥青混合料补平凿除处理。基层清理完成后，为提高下面层与路面粘结性能，摊铺前在下面层上喷涂1层温度为160℃的粘层油乳化沥青，以便沥青破乳且水分蒸发完成后及时摊铺[4]。

3.4 面层摊铺

SMA改性沥青摊铺时，采用2台履带式摊铺机间隔15 m同时摊铺一次全幅成型施工。前、后方摊铺机分别布设在路拱低坡及高坡侧，两幅横向重叠宽度50～55 cm，重叠区域避开轮迹，并与下面层搭接区域错开距离≥300 mm。正式摊铺前，应结合现场摊铺要求提前预热摊铺机熨平板至120℃，待混合料卸料后开始摊铺。摊铺时摊铺机应保持匀速前进，严禁中途转向、变速或急刹车，摊铺速度为1～2 m/min。摊铺机料仓内应保持2/3混合料，布料器保持匀速旋转拌和，防止混合料出现粘结、离析等现象。摊铺机采用自动找平方式，以非接触式平衡梁控制摊铺厚度。摊铺过程中，禁止在大风、降雨、低温等恶劣天气情况下施工，确保混合料摊铺温度≥160℃。

3.5 路面压实

由于SMA混合料粘结性能强，如摊铺后不及时压实将出现混合料硬化，影响路面压实度，因此，该工程摊铺后立即压实施工。压实施工时，严格按初压、复压、终压施工顺序施工。初压时，采用2台双钢轮压路机碾压施工，施工温度≥160℃。复压次数3～4遍，复压温度≥145℃，复压轮迹重叠≥200 mm。终压施工时，采用双钢轮压路机压实2～3遍，压实温度≥120℃，直至消除轮迹。碾压施工时，严格按碾压遍数、碾压温度、碾压顺序施工，并重点检查路面压实平整度和路拱系数，避免出现欠压、过压等问题[5]。

3.6 接缝处理

改性沥青SMA路面接缝处理时，由于混合料冷却后粘结性能较强，为提高接缝处理质量，该工程采用热缝处理方式。纵缝处理时，采用梯队形式摊铺，由2台摊铺机同步前进摊铺，预留宽度200 mm路面暂不碾压，以此作为道路路拱。纵缝接缝处理时，与上下层接缝部位错缝150 mm搭接处理。接缝处理前，均涂一层粘层油，并采用摊铺机预热接缝部位，并使用摊铺机摊铺接缝部位，以此提高接缝部位粘结度。纵缝处理时，摊铺机应在已施工完成的路段上行走，并采用压路机碾压压实。纵缝部位混合料摊铺宽度为200 mm，碾压平整到位，与路面平整到位。横向接缝部位施工缝处理时，由于各工程路线较长，且SMA路面粘性较强，为确保道路路面施工接缝压实度、平整度，防止出现接缝部位跳车现象，该工程下面层采用斜缝搭接方式，上面层采用垂直平缝搭接处理方式。路面横缝处理时，人工在施工路段起始点位置设置100 mm×100 mm木方，摊铺机和压路机自起始点开始施工。路面施工完成后，人工使用切割机切割接缝位置路面至下面层，由人工使用混合料摊铺填实接缝位置，并借助双钢轮压路机横向压实接缝位置直至横向接缝与新铺路面平整。横向接缝处理完成后，使用钢尺检查路面平整度，确保横向接缝部位充分压实平整。

3.7 过渡段施工

由于该工程与多条道路存在交叉路口，如何与其他水泥道路路面接茬施工是施工质量的重要保障。针对存在路面裂缝、破损、坑洞等问题，采用挖填、填缝、注浆方式处理，经处理后的过渡段采用均涂粘层、铺设玻纤格栅和摊铺混合料面层封层方法施工，以此保障过渡段与新铺路面连续性，防止过渡段、交叉路口出现跳车现象。

4 结语

在市政道路工程中，改性沥青SMA路面具有抗车辙性能强、稳定性高等特点，尤其适用于高等级道路工程和交通荷载较大的市政道路工程，可有效延长公路工程使用寿命，降低道路工程运营维护成本。由于SMA路面与AC路面施工存在一定的差异，要求施工单位严格按技术规范加强混合料级配设计试验，为正式施工提供依据。同时，在SMA路面施工中，施工单位应加强路面施工质量控制，重点把关混合料拌和、摊铺、压实、接缝处理等环节施工质量，确保公路工程施工质量。