高速公路SMA 改性沥青路面施工技术研究

李广军

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

随着经济的快速发展，交通量与交通轴载的不断增长，沥青路面的损坏程度日益严重，更有甚者，在使用初期便出现各种病害，除此之外，沥青材料本身在高温时易软化、低温时易发生冷脆开裂、抗老化性能不佳，因此如何针对当前沥青路面出现的各种病害，采取相关措施提升沥青路面的高低温稳定性、耐久性及抗老化性能，仍是需进一步研究的重要问题。SMA 改性沥青是在原样沥青中加入纤维稳定剂、矿粉与少量细集料拌和而成的沥青混合料，其中沥青用量、粗集料用量及矿粉用量偏多、细集料用量偏少，可有效改善沥青混合料骨架的密实结构，提升沥青路面抗高温车辙性能、低温变形能力、抗滑性与耐久性。结合实际工程实例，介绍SMA 改性沥青应用特点与施工过程，并对施工完成的SMA 改性沥青路面进行质量检测，为今后相关研究奠定理论基础。

1 工程概况

工程为某高速公路路面建设工程，施工路线全长42 km，桩号为K12+000～K54+000，双向四车道，设计速度为120 km/h。为研究SMA 改性沥青在高速公路中的应用效果，选用K21+000～K23+000 作为试验路段。

2 原材料

SMA 改性沥青路面属于间断级配，主要由粗集料形成基本骨架，内部填充沥青、细集料、矿粉、稳定剂等材料，因此应选择粘性较大的沥青，提升沥青与集料间的黏附性，故选择4%掺量的SBS 改性沥青作为原料沥青，主要性能检测指标如表1 所示。施工所用纤维稳定剂选用ARBCEL 天然木质纤维素，掺量为沥青混合料的0.3%，主要性能检测如表2 所示。为防止集料与沥青间出现剥离现象，在SMA 中加入抗剥落剂，抗剥落剂技术指标如表3 所示。

3 施工工艺

3.1 施工准备

（1）施工方案。工程中SMA 改性沥青混凝土采用拌和机集中搅拌的方式进行，拌和完毕后采用自卸车将其运输至施工现场，施工过程选用2 台ABC-423 型摊铺机进行梯队作业施工。

（2）沥青混合料配合比设计。根据沥青混合料目标配合比，确定各热料仓材料的用量，同时调整冷料仓进料比例，使其满足进料平衡，随后通过马歇尔稳定度试验确定出最佳生产配合比。SMA 沥青混合料对温度要求较多，在施工的不同阶段需做好温度的控制，具体如表4 所示。

表1 SBS 改性沥青技术指标检测结果

表2 ARBCEL 天然木质纤维素性能检测指标

（3）材料准备。施工所用材料进场前，应根据要求进行验收，检查集料外观、是否干净、结团与否，矿粉则应保持干燥洁净，无成团现象。

表3 抗剥落剂技术指标检测结果

3.2 施工过程

（1）拌和。在拌和过程中采用支管掺配法在混合料中加抗剥落剂，掺加过程中采用泵力循环搅拌法进行搅拌，使抗剥落剂与沥青混合料搅拌均匀，确保充分发挥作用。天然木质纤维投料过程中需进行二次粉碎，通过计量装置控制添加量，进行（3～5）s搅拌后再向其中加入沥青。在拌和过程中，应先加入集料，紧接着加入矿粉，两者干拌（7～10）s，干拌过程中加入木质纤维，干拌结束后加入沥青，湿拌36 s即可出料。出料时注意检查混合料的均匀性及混合料中木质纤维的添加量，观察有无花白料、离析等现象产生。

（2）运输。采用自卸式卡车对拌和好的SMA 混合料进行运输，在车辆内侧安装光滑的金属底板和侧板，并涂抹防粘剂，减少SMA 在侧板上的黏附，装料前对车辆内部进行清洗，保证自卸车内部干净。在装料过程中不断移动车辆，遵循前、中、后的装料原则，减少混合料离析现象。为减少SMA 混合料在运输过程中的热量散失，应在沥青混合料表面用棉布或篷布进行遮盖。

（3）摊铺。为确保SMA 沥青混合料的摊铺质量，在正式摊铺前需进行一系列准备工作：为避免沥青混合料黏附在摊铺机料斗上，可在料斗内部及出料口喷涂一层防粘剂；在开始摊铺前先对摊铺机预热30 min，确保熨平板的温度>100 ℃；除此之外，还应对熨平板的高度进行调整，使其与松铺厚度保持一致。对互通匝道进行摊铺时，以机械式自动找平的方式采用1 台摊铺机进行施工，当在主线内摊铺施工时，采用2 台摊铺机进行梯队施工，前一辆采用机械自动找平，后一辆为声纳控制的自动找平。在摊铺过程中，运输车应在摊铺机前（10～20）m 处停住并挂空挡，由摊铺机推动运输车缓缓前进。由于SMA 改性沥青混合料的拌和效率较低，为保证沥青路面的连续施工，摊铺速度应控制在（2～4）m/min。同时，摊铺过程中可适当提高夯实锤的振捣频率，可达到80%的预压实效果。

（4）碾压。SMA 改性沥青路面应采用刚性压路机进行碾压，碾压过程遵循“紧跟慢压、高频低幅”的施工原则。碾压过程主要包括初压、复压、终压3 个碾压过程，各个过程应保持连续衔接，本工程中碾压方案设计如表5 所示。

表4 不同施工阶段温度控制标准

表5 碾压施工方案

初压长度不宜过长，在摊铺之后应迅速压实，以减少热量散失。初压完成后应立即开始复压，长度控制在（30～50）m，复压采用双钢轮压路机进行两遍静压施工，再进行三遍振动压实。终压次数以沥青路面光滑且无轮迹出现为准，但不得低于两遍。在整个压实过程遵循“先轻后重、先边后中、先慢后快、紧跟慢压”的压实原则，相邻压实轮迹应重叠>20 m。

4 质量检测

（1）平整度。路面平整度是车辆行驶安全性与舒适性的重要指标之一，SMA 改性沥青路面施工完毕后，采用平整仪对路面平整度进行检测，检测结果如表6 所示

表6 SMA 改性沥青路面平整度检测结果

由表6 可知，SMA 改性沥青路面的平整度检测均满足规范要求，表明SMA 该沥青改性沥青路面平整度指标良好，具有较好的平整性。

（2）压实度。良好的压实度可有效减少沥青路面在使用过程中的不均匀沉陷，对路面的行驶稳定性与耐久性有明显影响，对试验路段进行压实度检测，检测结果如表7 所示。

表7 SMA 改性沥青路面压实度检测结果

由表7 可知，SMA 改性沥青路面压实度检测均在规范要求范围内，表明试验路段碾压施工质量良好，路面具有良好的压实度，可有效减少沥青路面的不均匀沉陷，提升路面使用耐久性与稳定性。

5 结语

随着交通量与交通载重的不断增大，沥青路面在使用初期便会出现各种病害。为提升沥青路面整体路用性能，结合实际工程实例，探讨SAM 在高速公路中的应用，结合SAM 性能特点，介绍SMA 改性沥青路面的铺筑过程，并对施工完成后的路面进行质量检测，检测结果表明，SMA 改性沥青路面的平整度与压实度均满足规范规定要求，可有效改善以往沥青路面的不足之处。