郎衛(wèi)軍，李 強

（蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 211112）

1 概述

SMA具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗滑性能、防水性能等路用性能。為充分發(fā)揮SMA的路面性能，不僅要保證原材料品質和配合比設計的合理性，還要保證路面的預期壓實、密水及抗滑效果等。

甘肅某高速公路地處青藏高原、黃土高原和秦嶺山脈的交匯地帶，是典型的二陰地區(qū)。沿線海拔在1 800~2 900 m，長冬無夏，春秋短促，氣候非常寒冷。晝夜溫差較大，1月平均氣溫在-7.7~-10.3 ℃，7月平均氣溫在12.6~15.9 ℃，年平均氣溫在1.5~4.8 ℃，歷年最高溫度為30℃，最低溫度為-28.5 ℃。降雨較多，降雨量分部不均勻，多集中在7、8、9月，局部地區(qū)有時還伴隨冰雹等惡劣天氣。一般降雪是在每年的11月至次年的3月，最大凍土深度為142 cm，屬于寒冷濕潤區(qū)，高原大陸性氣候特點比較明顯。由于項目沿線的氣候特點，路面施工有效期短，施工人員和設備功效較低，如何在高海拔、寒冷條件下保質保量順利完成路面工程施工任務將成為本項目面臨的難點。本文將詳細介紹項目路上面層SBS改性瀝青SMA-13配合比設計過程和試驗路所取得的成功經驗，并在此基礎上提出瀝青路面高寒地區(qū)施工時的一些注意事項和建議。

2 原材料

各種規(guī)格集料、礦粉和瀝青的技術指標均滿足規(guī)范要求，對應的材料密度試驗結果見表1和表2。

表1 集料密度試驗結果

表2 瀝青及纖維密度試驗結果

3 配合比設計

3.1 目標級配設計

先確定3種SMA-13級配（級配A、級配B和級配C）的組成，其中4.75 mm篩孔通過率分別為23.5%、27.4%、31.3%，并分別測定3種級配的VCADRC；然后根據確定好的3種級配和本次試驗所有集料的特性（密度和吸水率），結合以往工程的應用經驗，按照初試油石比為6.0%雙面各擊實75次制作馬歇爾試件，測定VV、VMA、VFA及VCAmix等指標，在混合料指標滿足技術要求的基礎上確定級配。級配設計結果和試驗結果見表3~表5。

表3 3種級配的設計結果

表4 3種級配VCADRC試驗結果

表5 3種級配初試級配試驗結果

由表4和表5可知，級配B體積指標滿足要求，而級配A飽和度VFA和級配C礦料間隙率VMA不滿足要求，因此本次設計選擇級配B為設計級配。

3.2 最佳油石比的確定

按級配B稱取礦料，采用不同種油石比，雙面各擊實75次成型馬歇爾試件，然后進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗，試驗結果見表6。

根據項目路SMA-13混合料體積指標的設計要求，空隙率應控制在3%~4.5%，本次絮狀木質素纖維油石比為6.0%時空隙率為4.1%，其它指標（VMA、VCA、穩(wěn)定度、飽和度等）均滿足技術指標的設計要求，根據以往工程應用經驗，選取6.0%作為本次SMA-13瀝青混合料的設計油石比。

3.3 混合料性能試驗

針對上述SMA-13混合料體積指標的試驗研究成果，分別對混合料進行相關性能試驗，主要包括謝倫堡析漏試驗（燒杯法）、肯塔堡飛散試驗、抗水損害試驗、動穩(wěn)定度試驗和低溫抗裂性檢驗，具體試驗結果見表7。從表中的試驗數據分析可知，上述所設計的SMA-13混合料的相關性能指標均滿足技術要求。

表6 瀝青混合料馬歇爾試驗結果

表7 混合料性能研究結果

上述SMA-13混合料的級配設計和相關驗證試驗表明，目標配合比所設計的混合料抗水損害性能、高溫穩(wěn)定性能和低溫抗裂性能均能滿足技術要求，可作為生產配合比設計的依據。

3.4 生產配合比調試及試拌

根據上述第3節(jié)的目標配合比研究成果進行室內生產配合比的設計工作。依據生產配合比的設計成果，施工單位進行了瀝青拌和樓的試拌工作，從拌和出的混合料外觀來看，無花白料、無未分散的絮狀木質素纖維，整體混合料較為均勻；從拌和出的混合料室內檢測結果來看，所檢指標均能滿足技術要求［1-2］。具體檢測結果見表8~表10。

表8 混合料級配檢測結果

表9 混合料馬歇爾試驗結果

表10 混合料性能試驗結果

4 低溫施工試驗路

上面層SMA-13混合料低溫試驗路施工當日天氣晴朗、微風，混合料的出料溫度基本在175~185 ℃，到場檢測溫度基本在170~182 ℃，攤鋪時現場的大氣溫度為5 ℃，地表溫度為8 ℃。

4.1 施工工藝［3］

施工中采用1臺福格勒S3000-2型履帶式攤鋪機進行半幅全斷面攤鋪，松鋪系數采用1.25，攤鋪速度設定為2.0 m/min，整體鋪面均勻性良好。碾壓環(huán)節(jié)采用6臺雙鋼輪壓路機和1臺膠輪壓路機，碾壓段落長度控制在30 m以內。初壓采用2臺XD121E徐工雙鋼輪壓路機振壓2遍，初壓對應的碾壓溫度在160~170 ℃；復壓采用2臺CC622戴納派克雙鋼輪壓路機振壓4遍，復壓對應的碾壓溫度在130~150 ℃；終壓采用2臺徐工XD110雙鋼輪壓路機靜壓2~3遍，終壓完成后表面溫度基本在110℃以上，在雙鋼輪完成終壓后（鋪面溫度在90~110 ℃）采用1臺徐工XP301膠輪補壓2遍。

4.2 試驗路檢測

從試驗路的施工現場來看，整體鋪面均勻，表面粗糙、紋理較深，符合SMA路面的鋪面特點；從試驗路的室內混合料檢測結果來看：混合料級配與生產配合比設計的級配較為吻合，油石比和混合料的馬歇爾體積指標均滿足項目路技術指標控制要求；從試驗路的現場檢測結果來看：正常鋪面所檢測點的馬氏壓實度均大于98%，理論壓實度均在94%~97%，構造深度均在0.8~1.1 mm，滲水系數均在50 ml/min以內（大部分測點不滲水），滿足項目路技術指標控制要求。

試驗路的各項檢測結果表明（見表11、表12），上面層SMA-13的施工配合比、施工工藝、碾壓順序、碾壓溫度、碾壓遍數和碾壓段落長度等參數設置是合理的，達到了鋪筑試驗路的預期目的，可指導后續(xù)上面層SMA-13混合料的大規(guī)模低溫施工。

4.3 施工注意事項［4-6］

（1）不得在5 ℃以下氣溫和大風、雨、雪天氣及路面潮濕情況下鋪設瀝青路面，低溫瀝青路面施工時須在白天氣溫較高時進行，攤鋪時間宜安排在上午10點至下午5點。

（2）瀝青混合料拌和前，要做到施工人員到崗就位，各項材料質量符合要求、數量滿足需要，各種機具設備性能完好，運行正常。

（3）盡量縮短運輸距離，可以找離開施工現場最近的瀝青混凝土拌合站進行供料。

表11 混合料級配檢測結果

表12 混合料馬歇爾試驗結果

（4）做好攤鋪前的準備工作，熨平板預熱時間不能少于1 h，保證攤鋪前熨平板受熱均勻，溫度不低于110 ℃。

（5）為減少運輸過程混合料的熱量散失，要求各單位對運輸過程加強管理，車箱頂部必須用篷布加棉被覆蓋，且混合料運輸過程中必須覆蓋完整和牢固，并盡量縮短途中運輸的時間。

（6）為減少瀝青混合料在卸料過程中溫度損失，運輸車卸料過程中不掀開篷布。

（7）增加壓路機的數量（不宜少于6臺）和縮短碾壓段落長度（不宜長于30 m），壓路機須緊跟攤鋪機，且在瀝青混合料較高溫度下進行碾壓。

（8）加強兩側邊緣、縱向接縫及相關薄弱部位的壓實，宜增加2遍以上碾壓遍數。

（9）雙鋼輪壓路機的噴水裝置一定要間歇性噴水，噴水量小且成霧狀，以不粘輪為準，盡可能減少瀝青混合料表面溫度散失。

（10）混合料溫度控制是冬季低溫施工的關鍵，施工單位須安排專人負責溫度檢測，發(fā)現溫度不能滿足規(guī)定時，應堅決報廢，冬季低溫施工各環(huán)節(jié)溫度應適當提高。

①瀝青混合料出廠溫度：嚴禁超出本項目控制上限的出料溫度要求，否則廢棄；普通瀝青混合料控制在160~165 ℃，改性瀝青混合料控制在180~185 ℃。

②瀝青混合料運輸到現場溫度：普通瀝青混合料溫度不低于160 ℃，改性瀝青混合料溫度不低于170 ℃。

③瀝青混合料攤鋪溫度：普通瀝青混合料溫度不低于150 ℃，改性瀝青混合料溫度不低于165 ℃。

④瀝青混合料碾壓溫度：普通瀝青混合料開始碾壓溫度不低于140 ℃，改性瀝青混合料開始碾壓溫度不低于160 ℃。

5 結語

雖然瀝青路面施工技術規(guī)范中規(guī)定上面層瀝青混合料的最低施工氣溫不低于10 ℃，但只要配合比設計合理、攤鋪碾壓設備配置得當，在混合料施工溫度和施工工藝控制合理的前提下，在5 ℃低溫氣候下還是可以進行上面層改性瀝青SMA-13混合料的路面施工。從項目路的高寒地區(qū)瀝青路面上面層SMA-13混合料低溫試驗路施工的實體檢測結果來看，路面的壓實度、滲水等關鍵指標仍能滿足技術要求，表明上述施工工藝是可行的，可以指導后期大規(guī)模的低溫施工。

［1］JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規(guī)范［S］.

［2］SHC F40-01—2002公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術指南［M］.

［3］ 于旭東，陳寧，韋武舉.高寒地區(qū)瀝青路面碾壓工藝控制探討［J］.現代交通技術，2014，11（4）：28—31．

［4］袁長福.淺論高寒高海拔地區(qū)瀝青砼路面施工質量控制［J］.城市建筑，2014（8）：365-365．

［5］ 王丹.淺談高寒山區(qū)瀝青混凝土路面公路工程施工注意要點［J］.大科技，2013（8）：189-190．

［6］王俊華.高等級瀝青混凝土路面碾壓控制［J］.公路交通技術，2008，10（5）：35-36．