王國勝

（山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東 濰坊 261057）

瀝青瑪蹄脂混合料（SMA）是由瀝青結(jié)合料與少量纖維穩(wěn)定劑、細(xì)集料、礦粉等材料作為瀝青瑪蹄脂填充間斷級配的粗集料骨架間隙，組成一體的瀝青混合料，具有粗集料多、瀝青多、礦粉多和細(xì)集料少的特點(diǎn)，路面各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良，被廣泛應(yīng)用到公路工程瀝青路面的鋪設(shè)中[1]。SMA 路面施工技術(shù)的應(yīng)用對提高公路瀝青路面的整體質(zhì)量，延長瀝青路面的使用壽命有利，施工技術(shù)逐步成熟，從經(jīng)濟(jì)性、使用功能及全壽命周期看，值得推廣。

1 SMA 公路路面施工特點(diǎn)

1.1 SMA 施工溫度范圍比較窄

SMA 改性瀝青材料對溫度的要求比較嚴(yán)格，一般情況下，SMA 路面施工需要在比較高的溫度下進(jìn)行施工，若施工環(huán)境的氣溫和路面下承層表面溫度低于10 ℃，不能對路面進(jìn)行SMA 施工。具體要求取決于瀝青的等級，改性劑的種類、黏度，氣候條件以及鋪裝的厚度。非改型的瀝青混凝土通常要依據(jù)其在135～175 ℃的高溫下，由其黏度的變化規(guī)律來決定。SMA改性瀝青混合料拌和溫度較一般瀝青混合料高10 ℃左右，但不能高于175 ℃。SMA 瀝青混合料攤鋪碾壓溫度范圍較窄，適于高溫碾壓，在90～115 ℃容易出現(xiàn)脆化現(xiàn)象，施工難度較大。

施工的具體要求取決于瀝青的等級，改性劑的種類、粘度，氣候條件以及鋪裝的厚度。

1.2 攤鋪碾壓工藝嚴(yán)格

SMA 瀝青路面的攤鋪碾壓工藝要求嚴(yán)格，在攤鋪SMA 之前需要提供潔凈、干燥的下承層，先把路面下承層清掃干凈，一般用森林滅火器吹掃。為保證路面下承層平整性，必要時進(jìn)行銑刨或者是使用熱拌瀝青混合料鋪筑調(diào)平層，恢復(fù)橫斷面的平整性，在攤鋪前灑布粘層油，按每平方0.3～0.4 L 的數(shù)量進(jìn)行灑布；為保證SMA 改性瀝青混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)順利進(jìn)行，要合理選擇攤鋪設(shè)備，選用的履帶式攤鋪機(jī)型號一致，性能良好。在鋪筑之前，攤鋪機(jī)要先進(jìn)行熨平板預(yù)熱，在鋪筑時通常要在100 ℃以上的時候進(jìn)行鋪面，并啟動熨平板的夯實(shí)裝置，保證初始壓實(shí)度接近85%。鋪筑過程中，為了能夠達(dá)更好的效果，鋪筑速度應(yīng)與進(jìn)料速度同步，確保鋪筑緩慢、均勻、不間斷，不能任意改變速度和暫停。由于改性的瀝青拌和時間比較久，供應(yīng)速度較慢，要合理控制攤鋪速度，一般控制在1～3 m/min。攤鋪碾壓工藝對SMA 改性瀝青施工質(zhì)量有較大影響，工藝控制不當(dāng)容易出現(xiàn)糊面、油丁、壅包等質(zhì)量問題，導(dǎo)致抗滑系數(shù)、摩擦系數(shù)等技術(shù)參數(shù)不合格[2]。

2 SMA 公路路面施工注意事項(xiàng)

2.1 對溫度的控制方法

SMA 改性瀝青比普通瀝青混合料的施工難度大，使用改性瀝青時，要合理控制加熱溫度，在進(jìn)行集料加熱時，要適當(dāng)提高粗集料加熱的溫度；要根據(jù)改性劑和纖維穩(wěn)定劑的品種和數(shù)量、礦粉用量的不同，調(diào)整拌和的溫度；同時根據(jù)瀝青結(jié)合料的粘溫曲線確定拌和的溫度。加熱過程中要防止因溫度過高引起的瀝青老化問題。SMA 改性瀝青混合料要做好覆蓋、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓溫度控制，做好出場溫度記錄和到場溫度記錄，攤鋪溫度記錄。SMA 改性瀝青混合料施工溫度采用金屬探針插入式數(shù)字溫度計(jì)進(jìn)行測量，表面溫度可以采用表面接觸式溫度計(jì)測量，如果使用紅外方式進(jìn)行測量時，需要進(jìn)行人工標(biāo)定。插入式溫度計(jì)測溫完成后，要及時擦拭黏著物，保證溫度計(jì)使用性能。要保證攤鋪連續(xù)性，一般攤鋪機(jī)后面有5 輛運(yùn)輸車到場等待時，方可組織攤鋪。攤鋪過程中要隨時檢查松鋪厚度和瀝青混合料溫度，及時組織初壓、復(fù)壓和終壓。一般SMA 改性瀝青混合料出場溫度170～185 ℃，不少于160 ℃的攤鋪溫度，初壓起始溫度在110 ℃以上，碾壓結(jié)束后其表面溫度不能低于90 ℃，在開放道路后，道路表面的氣溫不得超過50 ℃。

2.2 攤鋪碾壓的控制方法

SMA 是一種間斷級配，在施工的過程中比較容易出現(xiàn)離析，敏感性比較高，要對攤鋪的寬度進(jìn)行有效控制，防止混合料離析。SMA 路面高程采用非接觸式平衡梁進(jìn)行控制，2 臺攤鋪機(jī)聯(lián)合攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時，攤鋪機(jī)前后錯開10～20 m，呈梯隊(duì)同步攤鋪，兩幅之間留50～100 mm，待后面攤鋪機(jī)攤鋪后一并碾壓。碾壓過程中要按“緊跟、慢壓、高頻、低幅”原則，按試驗(yàn)段確定的壓路機(jī)碾壓組合方式進(jìn)行梯隊(duì)作業(yè)，完成初壓、復(fù)壓和終壓，要采取控制碾壓遍數(shù)等方法防止壓實(shí)功不足，避免過壓，造成碎石棱角破碎。通常情況下，初壓要用鋼碾緊跟在攤鋪機(jī)后面碾壓1～2 遍，復(fù)壓要用鋼輪振動碾壓4～5 遍，終壓用鋼輪靜壓1～2 遍，消除輪跡，不建議使用膠輪碾壓，防止瀝青混合料經(jīng)揉搓上浮，形成質(zhì)量問題。對于縱縫、橫縫等接縫處要進(jìn)行騎縫碾壓，保證接縫平整密實(shí)。SMA 路面表面橫向接縫采用垂直平接縫，上下層橫向接縫錯開在1 m以上，上下層縱向接縫錯開300～400 mm。

3 SMA 改性瀝青路面施工技術(shù)控制要點(diǎn)

3.1 熱料篩分與級配控制

SMA 的級配是表征瀝青混合料質(zhì)量控制的重要標(biāo)準(zhǔn)，級配的變異性會直接影響到瀝青混合料整體級配質(zhì)量，影響到路面成型質(zhì)量。SMA 改性瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求，篩孔關(guān)鍵指標(biāo)SMA-19 和SMA-16 為4.75 mm、SMA-13 和SMA-10為2.36 mm。SMA 瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動穩(wěn)性技術(shù)指標(biāo)需大于3 000 次/mm，浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘余穩(wěn)定度應(yīng)在80%以上，而在凍融劈裂試驗(yàn)中，殘余應(yīng)力比值應(yīng)在80%以上，滲透率在80 mL/min 以下。在標(biāo)準(zhǔn)混合比例的礦石混合級配中，必須包含0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm 和公稱最大粒徑篩孔，并盡量使其達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)級配區(qū)間，從而防止在0.3～0.6 mm之間產(chǎn)生駝峰。在施工期間，應(yīng)注意對混凝土的規(guī)范配比進(jìn)行調(diào)整，并在生產(chǎn)中加強(qiáng)后續(xù)的監(jiān)測，對進(jìn)入的物料進(jìn)行嚴(yán)格的控制，當(dāng)物料的級配或馬歇爾的技術(shù)參數(shù)達(dá)不到要求時，應(yīng)適時調(diào)整配比對，以確保其質(zhì)量達(dá)到要求[3]。

規(guī)范要求的SMA 級配如表1 所示。

表1 瀝青瑪蹄脂碎石混合料級配范圍

SMA 瀝青瑪蹄脂碎石屬密級配中的間斷級配類型，瀝青層的壓實(shí)厚度不得低于公稱最大粒徑的2～2.5 倍，以減小離析并易于壓實(shí)。要嚴(yán)格控制0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm、9.5 mm 級配范圍，按香蕉曲線中線偏上進(jìn)行生產(chǎn)配合比調(diào)整。

3.2 集料質(zhì)量控制

粗集料應(yīng)在擁有開采執(zhí)照的礦山進(jìn)行加工，粗集料應(yīng)清潔干燥、表面粗糙，壓碎值、針片狀顆粒含量、軟石含量、磨耗值等必須符合規(guī)范要求。細(xì)集料選用機(jī)械沙或碎石，要求潔凈干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并具有合適的粒度，以砂當(dāng)量或亞甲藍(lán)值指標(biāo)控制。機(jī)制砂采用專用的制砂石制造，選用優(yōu)質(zhì)石料生產(chǎn)，級配符合S16 要求。一般SMA 路面上面層采用玄武巖，下面層采用石灰?guī)r，粗集料大致呈立方面體，嚴(yán)格控制壓碎值，控制針片含量，控制含泥量，保證各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求。

3.3 拌和質(zhì)量控制要點(diǎn)

集料存儲場地要硬化，雨季施工時，要保障集料干燥，搭建棚蓋分倉、分檔存放；礦粉的存放要確保其干燥性，形成自由流動的狀態(tài)，避免礦粉出現(xiàn)結(jié)塊的問題。

SMA 混合料的生產(chǎn)設(shè)備需要使用間隙式的瀝青拌和機(jī)，一般生產(chǎn)能力在4000 型以上，具備電腦自動控制系統(tǒng)和逐盤打印功能，做好生產(chǎn)記錄存儲，在現(xiàn)場制作SMA 改性瀝青時，需要對瀝青是否出現(xiàn)離析的情況進(jìn)行檢測，保障其各種指標(biāo)符合施工的要求；在使用非成品瀝青時，需要根據(jù)改性劑的品種和基質(zhì)瀝青選擇加工工藝，并在運(yùn)輸和存儲的過程中避免離析問題的發(fā)生[4]。改性瀝青應(yīng)在生產(chǎn)車間或就地設(shè)廠統(tǒng)一生產(chǎn)，在攪拌站一邊生產(chǎn)一邊使用，改性瀝青的加工溫度不得高于180 ℃。就地生產(chǎn)的改性瀝青隨用隨配，儲存或運(yùn)輸至鄰近的工地現(xiàn)場，應(yīng)先攪拌均勻，并在沒有離析的情況下才能使用。在改性瀝青生產(chǎn)裝置中，必須設(shè)置抽樣孔，抽樣采樣，現(xiàn)場對所收集的樣品進(jìn)行灌裝模，工地上生產(chǎn)出的成品改性瀝青，運(yùn)至施工場地，儲存在改性瀝青灌中，必須加入攪拌裝置并進(jìn)行攪拌。

使用前，改性瀝青必須攪拌均勻，瀝青在儲罐中的貯存溫度不低于130 ℃，并不得高于170 ℃，并且在生產(chǎn)中要定期抽樣檢查瀝青制品的品質(zhì)，如果出現(xiàn)離析等質(zhì)量不滿足規(guī)定的改性瀝青，則不得使用。

SMA 改性瀝青混合料，以石灰?guī)r或巖漿中的強(qiáng)基性巖等為主要原料，將其研磨成粉末，礦粉應(yīng)干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉流出，表觀密度、粒度、親水系數(shù)、塑性指數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求。在拌和的過程中，需要及時添加礦粉，保障0.075 mm 通過率和配合比設(shè)計(jì)的要求相吻合，要合理控制礦粉投料流速，防止出現(xiàn)棚拱現(xiàn)象，造成礦粉計(jì)量不準(zhǔn)確，影響到SMA 混合料的生產(chǎn)質(zhì)量。SMA 瀝青混合料不得使用回收礦粉。

在進(jìn)行SMA 改性瀝青拌和過程中可以采用以下流程來進(jìn)行生產(chǎn)，如圖1 所示。

圖1 SMA 瀝青混合料拌和流程圖

3.4 抗車轍劑填加拌和控制

在SMA 瀝青混合料中摻加木質(zhì)素纖維、礦物纖維作為纖維穩(wěn)定劑，纖維長度、灰分含量、pH 值、吸油率、含水率等指標(biāo)要符合規(guī)范要求，纖維在250 ℃干拌溫度不變質(zhì)、不發(fā)脆，在拌和過程中能充分分散均勻，且符合環(huán)保要求，避免在運(yùn)輸和使用期間受潮。通過瀝青混合料總量的質(zhì)量百分比來確定摻加纖維穩(wěn)定劑的比例，木質(zhì)素纖維不低于0.3%，礦物纖維不低于0.4%，按施工情況適當(dāng)增加纖維用量，防止油斑、油丁、結(jié)團(tuán)等情況出現(xiàn)?？管囖H劑添加采用自動裝置進(jìn)行填加，干拌時間15 s，濕拌時間45 s，保證散布均勻，拌和溫度不高于175 ℃。

3.5 試驗(yàn)

按規(guī)范要求進(jìn)行瀝青3 大指標(biāo)試驗(yàn)，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、抗車轍試驗(yàn)和水穩(wěn)定性試驗(yàn)，檢測生產(chǎn)配合比、攤鋪碾壓質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏，有效控制施工質(zhì)量。

4 SMA 路面施工質(zhì)量管理

SMA 路面施工實(shí)行動態(tài)質(zhì)量管理。對所有施工項(xiàng)目的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)和評估，并對出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時整改，使其符合品質(zhì)要求。原始記錄，試驗(yàn)檢測及計(jì)算數(shù)據(jù)，如實(shí)記錄和保存，對進(jìn)行返工和補(bǔ)救的項(xiàng)目，可在原始記錄和數(shù)據(jù)上注明，不得銷毀。正式開工前，確認(rèn)瀝青、集料、礦粉、抗車轍劑等各類原料測試的數(shù)據(jù)以及目標(biāo)，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果，并按時提交正式報告，經(jīng)審批后方可投入使用。

SMA 瀝青路面在施工前應(yīng)鋪筑試驗(yàn)段。試驗(yàn)段在主線上鋪筑，長度100～200 m，按試拌及試鋪2 個階段進(jìn)行工藝控制，檢查施工機(jī)械類型、數(shù)量及組合方式是否匹配，確定拌和機(jī)操作工藝、打印裝置的可信度，確定攤鋪、碾壓工藝、松鋪系數(shù)，驗(yàn)證瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)，提出最佳混合比例及最佳瀝青摻入量，建立無破損檢測路面密度與鉆孔法對比關(guān)系，確定壓實(shí)度檢驗(yàn)方法，檢測滲水系數(shù)。各相關(guān)方參與試驗(yàn)段鋪筑，明確試驗(yàn)結(jié)論，經(jīng)批復(fù)指導(dǎo)路面施工。

在施工建設(shè)中，施工方要對工程質(zhì)量進(jìn)行定期的自我檢驗(yàn)，由監(jiān)理人自行進(jìn)行測試，對工程的檢驗(yàn)成果進(jìn)行鑒定，并對其進(jìn)行客觀的質(zhì)量評價，計(jì)算合格率，如果出現(xiàn)異常，應(yīng)及時補(bǔ)充檢查，并如實(shí)記錄，采取有效處理措施，解決存在問題。

在瀝青路面交工階段，檢查路面的厚度、壓實(shí)度、彎沉、平整度、滲水系數(shù)、構(gòu)造系數(shù)、摩擦系數(shù)等，并對寬度、縱斷高程、橫坡度、中線偏移等進(jìn)行測量，以評估其合格性，并給出實(shí)際施工竣工圖。

總之，SMA 改性瀝青路面施工技術(shù)在路面施工中工藝要求嚴(yán)格，對施工管理水平、配套施工設(shè)備、攤鋪碾壓工藝、溫度控制、試驗(yàn)檢測能力、動態(tài)管理水平要求較高，要求施工單位要重視SMA 改性瀝青路面施工技術(shù)，建立全面質(zhì)量管理制度，做好技術(shù)指導(dǎo)、培訓(xùn)和檢測，發(fā)現(xiàn)問題，快速采取有效措施，減少質(zhì)量問題，提高路面施工的質(zhì)量，延長公路的使用壽命。