SMA-13沥青路面施工技术探析

张志鹏

（龙岩交通建设集团有限公司， 福建 龙岩 364000）

1 工程概况

莆永高速新增坎市互通工程全长1.37km，围绕着莆永高速坎市服务区建设而成，双向四车道，主线设计时速为80km/h，路基宽度24.5m，公路等级为Ⅰ级。A～J 匝道总共设置10 条，A 匝道的宽度为8m，为分离式车道，其余车道宽度为9m，为单向车道，匝道设计时速为40km/h，匝道总长度为5135.87m。主线路面结构形式采用沥青路面，上面层为SMA-13 细粒式改性沥青混凝土，厚度为4cm，最大横坡为3%，最大纵坡为2.5%。

2 原材料选择与确定

2.1 聚合物SBS 改性沥青

为了提高SMA-13 沥青混凝土的使用性能，本工程沥青选用聚合物SBS改性沥青，在质量等级为A 级的70#基质沥青掺入适量的SBS 改性剂得到SBS(I-D)改性沥青，聚合物SBS 改性沥青的试验结果如下：135℃运动粘度为2.3Pa·s，软化点为83℃，闪点为276℃，25℃弹性恢复为83%，针入度(25℃，100g,5s）为53，延度(10℃，5cm/min)为28cm，针入度指数为0.7，TFOT后残留物质量变化为0.4%，残留延度(5℃)为20cm，残留针入度(25℃，100g,5s）为70，改性沥青各项试验项目指标均满足施工技术要求。

2.2 粗集料

粗集料选用当地石料场生产的碎石，岩质为辉绿岩，碎石为反击破碎机加工而成，要求石质坚硬，无杂质和风化，有棱角近正方体的石料颗粒，具有足够的耐磨性与强度，粗集料应选用二次水洗的碎石，确保粗集料的质量。粗集料的规格为4.75～9.5mm 和9.5～16mm，分别标识为A 料和B 料。辉绿岩碎石的试验结果如下：磨光值为44%，表观相对密度为2.738t·m-3，吸水率为0.6%，石料压碎值为12.3%，洛杉矶磨耗损失为18.5%，碎石与沥青的粘附性为5 级，A 料针片状颗粒含量为7.8%，B 料针片状颗粒含量为6.2%，辉绿岩碎石各项试验项目指标均满足施工技术要求。

2.3 细集料

细集料选用当地石料场生产的机制砂，岩质为石灰岩，机制砂要求无杂质与风化，表面洁净，机制砂的规格为0～2.36mm，标识为C 料。机制砂试验结果如下：砂当量为74%，表观相对密度为2.725t·m-3，棱角性为35.7s，亚甲蓝值为1.2g·kg-1，机制砂各项试验项目指标均满足施工技术要求。

2.4 填料

填料采用灵寿县永德顺矿业加工厂生产的S95 石灰矿粉和消石灰粉，要求填料应干燥与洁净。矿粉的试验结果如下：塑性指数为3.2%，亲水系数为0.55，表观相对密度为2.706t·m-3，含水量为0.3%。消石灰粉的试验结果如下：含水率为0.3%，粒径为0.075mm 通过率为99.3%，表观相对密度为2.213t·m-3，有效钙镁含量为66.5%。S95 石灰矿粉和消石灰粉各项试验项目指标均满足施工技术要求。

2.5 木质素纤维

木质素纤维主要起增强沥青混合料的稳定性作用，有效地防止沥青混凝土出现析漏现象。本工程选用廊坊华京新型建材有限公司生产的木质素纤维，试验结果如下：纤维长度为3.5mm，PH 值为6.5，吸油率为6.4 倍的纤维质量，含水率为0.3%，灰分含量为15.6%，木质素纤维的各项试验项目指标均满足施工技术要求。

3 配合比设计

3.1 级配设计

根据龙岩的气候情况，结合施工图纸的级配设计要求，经过多次计算及试验，确定本工程SMA-13 沥青混凝土级配设计为：A 料：B 料：C 料：S95石灰矿粉：消石灰粉：木质素纤维=33:44:13:8.5:1.5:0.3。

3.2 最佳油石比

根据级配设计进行配料，选择5.6%、5.9%和6.2%三种油石比进行马歇尔试验，试验结果如表1 所示。当油石比为5.9%时，沥青混合料马歇尔试件的孔隙率为3.6%，饱和度、矿料间隙率、稳定度、流值、毛体积相对密度和粗集料骨架间隙率等指标均满足施工规范要求，结合本工程轴载及设计交通量等情况，最终确定本工程SMA-13 沥青混合料的最佳油石比为5.9%。

表1 SMA-13 沥青混合料马歇尔试验结果

3.3 路用性能验证

按照油石比为5.9%制作SMA-13 沥青混凝土马歇尔试件，根据施工规范要求对马歇尔试件进行路用性能验证。肯塔堡飞散试验所得的飞散损失平均值为1.37%，满足≤15%的设计要求；浸水马歇尔试验所得残留稳定度平均值为90.4%，满足≥85%规范要求，冻融劈裂试验所得的劈裂抗拉强度比为95%，满足≥80%的规范要求；高温稳定性试验所得动稳定度为8765 次/mm，满足≥3000 次/mm 规范要求；谢伦堡析漏试验所得的析漏损失平均值为0.07%，满足≤0.1%设计要求；低温抗裂性能试验所得最大弯拉应变平均值为2683με，满足≥2500με的规范要求；渗水性试验所得渗水系数为0mL.min-1，满足≤80mL.min-1规范要求。

4 施工温度控制

本工程SMA-13沥青混凝土使用了SBS(I-D)改性沥青，施工温度过高将使得沥青老化，温度过低则使得沥青混合料拌和出现不均匀现象，通常情况下，SMA-13沥青混凝土与普通的沥青混凝土的温度要高出10～20℃，施工温度应结合龙岩当地气候条件、混合料级配设计、上面层的厚度和油石比取值等实际情况进行确定。SMA-13沥青混凝土施工温度控制如表2所示。

表2 SMA-13 沥青混凝土施工温度控制表

5 沥青混合料拌和与运输

本工程沥青混合料采用西筑3000型间歇式拌和设备，该设备能够自动对施工温度和矿料配合比进行检测与记录，并自动打印油石比、施工温度、变异系数、标准差和矿料级配等相关数据。拌料前应检查拌和设备各项性能情况，仪器仪表工作状态处于正常状态。不同类型的集料应分仓堆放，并设置防雨措施。在粗细集料加料时一起投入木质素纤维，接着加入沥青，最后加矿粉和消石灰粉。每盘料的拌和时间为70～75s，沥青混合料应拌和均匀一致，颜色正常，无结团成块或花白料。根据工程施工需要，本工程采用12辆载重自卸汽车来运输SMA-13沥青混凝土，在自卸汽车的车厢侧板和底板均匀涂刷一层隔离剂，保证车厢与沥青混合料不粘结在一起。装料时应注意每装1斗料相应地前后挪动汽车呈品字形装料，避免粗细集料出现离析现象。自卸汽车的侧面和顶面均采用双层篷布进行覆盖保温。在自卸汽车的侧面固定部位设置温度检测孔，检测孔与车厢底的距离为30cm，便携式温度计插入检测孔的深度＞15cm。质检员对运至现场的沥青混合料的温度进行量测，并检查沥青混合料的质量，检查不合格严禁投入使用。为了保证沥青混凝土的连续摊铺，在每台摊铺机前至少有5辆载重自卸汽车等候卸料，自卸汽车与摊铺机的距离为10～30cm，不得出现碰撞现象。

6 沥青混合料摊铺

本工程采用摊铺机型号为ABG8820，由2台摊铺机前后错开10～20m呈梯队方式联合同步摊铺，摊铺机应提前预热约1h，熨平板的预热温度≥100℃。熨平板的振动频率调整为6级，摊铺机上的自动料位器应调整好，检查螺旋布料器与链板送料器的速度是否匹配，沥青混合料的高度应比2/3的布料器高度略高。摊铺机应具有自动找平功能，沥青路面的高程采用非接触式平衡梁进行控制。由试验段所得沥青混凝土的松铺系数为1.2，即上面层沥青路面松铺厚度为4.8cm。沥青混凝土摊铺时应缓慢与连续，开始摊铺速度为1.5m/min，当摊铺一段距离正常后将速度调整为2.0m/min，摊铺应匀速推进，相邻两幅的搭接宽度为30～60mm，纵向接缝为热接缝。摊铺过程中安排专人随时应检查摊铺层的路拱、厚度和横向坡度等，检查结果应满足设计要求。

7 沥青混合料碾压

沥青混合料摊铺后在较高温度情况下及时采用压路机进行碾压施工，本工程碾压设备为双钢轮压路机，初压时，采用2台压路机从低处往高处，从外侧往中心静压2遍，碾压速度为2～3km/h，相邻碾压带重叠宽度为20～30cm。初压后安排专人及时检查沥青路面的平整度，平整度应满足设计要求。复压时，采用2台压路机高频低幅振动碾压4～6遍，碾压速度为3～4.5km/h，沥青路面应无显著轮迹，压实度满足设计要求。终压时，采用1台压路机静压2遍，将碾压施工中产生的轮迹全部消除，碾压速度为3～6km/h，沥青路面平整度应满足设计要求。压路机在碾压过程中应匀速行驶，起步应平稳与缓慢，不得随意停顿、调头和转向，压路机折回时不得处于同一横断面上。沥青混合料碾压过程中，应安排专人对沥青里面的平整度和高程进行随时检查，发现拥包应立即采取妥当的措施进行处理，确保沥青路面的施工质量。

8 结束语

莆永高速新增坎市互通工程SMA-13 沥青路面全部施工完成后，根据设计要求进行相关项目的检测，上面层厚度的检测结果为39.8～40.9mm，满足≥40mm 的设计要求；构造深度检测结果为0.76～0.83mm，满足≥0.55mm 设计要求；平整度检测结果为0.35～0.68mm，满足＜1.0mm 的设计要求；渗水系数检测结果为10.3～15.6L.min-1，满足≤200mL.min-1设计要求；压实度检测结果为95.9%～97.2%，满足≥94%的设计要求。本工程SMA-13 沥青路面上面层的施工效果良好。在沥青混凝土路面施工过程中，根据工程实际情况精心组织施工，加强原材料质量控制，严格按照施工工艺流程控制关键工序的施工质量，加强施工温度控制，确保SMA-13 沥青混凝土施工质量。