浅谈高速公路SMA沥青路面上面层施工工艺
摘要：本文主要从SMA沥青混合料原材料的选择、配合比设计、铺筑试验段及施工工艺等四个方面进行阐述，以确保高速公路SMA沥青路面上面层的施工质量。
关键词：高速公路；SMA沥青路面；上面层；施工
1前言
沥青玛碲脂碎石（stonemasticasphalt简称SMA）路面具有优良的高温稳定性、良好的低温抗裂性，使用的耐久性以及明显的抗滑性和一定的降噪声的效果，目前在国外已普遍使用，国内也得到了推广应用。当前，随着高速公路建设的迅猛发展，对高速公路的路面使用性能的要求也越来越高。但由于高速公路行车密度大，车速快，并且随着车辆荷载明显增加以及重车比例增大，极易给沥青路面带来了明显的早期损坏（如辙槽、泛油等）。在这样的情况下，SMA路面因具有高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、不易老化、不易开裂、低温性能好、使用寿命长等优点，在我国高速公路上得以迅速推广。但在具体的施工过程中，只有保证了SMA路面的工程质量才能体现其优越性，为此，本文将主要谈谈高速公路SMA上面层施工的关键技术，以供同行参考。
2SMA沥青混合料原材料的选择
2.1粗集料
SMA混合料是依靠粗集料石、石接触和紧密嵌接而形成骨架结构，其级配中的粗集料粒径大小与沥青混合料的抗疲劳强度和抗车辙能力有密切的关系。为防止碎石颗粒在车辆荷载的挤压过程中发生破碎，粗集料宜100％轧制，形态理想且磨耗值、针片状指数、压碎值等均符合规范要求，某些情况下对磨光值均有严格的要求采用的集料多为花岗岩、玄武岩、辉长岩，辉绿岩、片麻岩和石英岩等，即要求集料要有足够的硬度和耐久性。
SMA混合料的性质对集料4.75mm通过率十分敏感，要求针片状颗粒(1:3)含量不超过20%。根据SMA材料的特性，在选择集料时应判断其酸碱性，为了使集料与沥青有较好的结合能力，应尽量不考虑酸性集料，在有条件的地方最好采用玄武岩、辉绿岩等硬质的碱性石料（两者的质量技术见表1）。
2.2细集料
细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的级配范围，并应与沥青有良好的粘结能力。为了使沥青砼表层的细集料与沥青有良好的粘结能力，尽量使用人工的机制砂或石屑，而避免使用天然砂（天然砂由于颗粒接近于圆形，磨阻力小，故不宜多用）。
2.3沥青
SMA所使用的沥青要求有良好的粘结性和温度稳定性，在高温时要具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力，一般应采用重交通道路沥青，其指标应符合规范要求。
2.4矿粉
矿粉在SMA混合料中是重要的组成部分，它与沥青混和形成玛蹄脂，从而影响SMA的性能。一般，宜采用石灰岩或岩浆中的强基性岩石（憎水性石料），经磨细得到的矿粉。矿粉要求干燥，洁净。按照我国目前沥青路面施工技术规范生产的石灰石矿粉可用于SMA混合料。
2.5纤维
为了防止沥青滴漏，绝大部分SMA中都使用纤维。纤维稳定剂采用木质素纤维，应在250℃的干拌温度下不变质、不发脆，使用纤维必须符合环保要求，不危害身体健康。且必须在拌制过程中能充分分散均匀。
一般，我国SMA矿料建议级配表见表2。
3SMA沥青混合料的配合比设计
试验室通过各种集料的筛分结果、矿料的合成级配计算、最佳的沥青用量等数据并参照配比设计规范规定目标配合比，然后通过拌和站实拌确定生产配合比。一般，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限，对于重交通的高速公路面层，宜偏向级配范围的下（粗）限；而根据沥青混合料的强度理论，最佳沥青油石比应由室内常规马歇尔试验确定（其技术要求见表3），即由沥青混合料密实度,稳定度,孔隙率等指标初步确定油石比,与规范的取值要求进行比较取值。但目前由于我国大吨位车越来越多，为提高高速公路路面的使用性能，增强其荷载能力，沥青混合料中除了要进行常规的马歇尔试验外，还应进行引起动稳定度试验，以更好的确定混合料的级配和油石比。
表3
4铺筑试验段
试验段是工程施工开始前的一个重要环节，通过对试验段各项数据的研究分析，可以确定可行性生产配合比、摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、振级、压路机的碾压工艺、铺筑松铺系数、进度的摊铺、以及最佳人员组织、机械配置等。在试验路段碾压成型12小时后,对摊铺的沥青面层进行钻芯取样,以检测其厚度及压实度。
5SMA路面上面层的施工工艺
5.1SMA沥青混合料的拌合
高速公路沥青砼上面表层施工，其拌合一般采用间歇式拌和机，拌合能力约为130-280T/h；拌合过程中，应确保拌合料的准确、拌和温度、拌和时间、施工温度等应满足相关技术规范要求；拌合必须分散均匀，为使纤维全部打开完全分散，须延长干拌时间5-15s，投入矿粉和沥青后，相应的增加湿拌时间5-20s左右，以保证纤维均匀的分散在SMA混合料中，避免摊铺时出现油斑；出料、运输、摊铺应合理配置，避免因为SMA在贮料仓贮存时间过长而发生离析；由于SMA使用了SBS改性沥青，因此混合料的出场温度为170-185℃，并不得超过195℃，否则予以废弃。
5.2SMA沥青混合料的运输
SMA混合料的运输须使用15T以上的自卸翻斗车，车内必须清洁，并涂刷隔离剂；为避免混合料出现离析现象，装料时应前后移动；SMA混合料在运输的过程中，必须覆盖，防止受到风吹、日晒、雨淋、污染等；当混合料运至摊铺现场后，应待轮到该车卸料时再揭除覆盖物，以防止混合料降温和扬尘污染。另外，须根据拌和机的拌和能力及摊铺机的摊铺速度合理配置运输车辆的数量，以避免摊铺停机等料。
5.3SMA沥青混合料的摊铺
5.3.1摊铺前，必须将中面层清扫干净，并用吹风式灭火器吹净浮尘，确保表面无杂物及污染，然后喷洒粘层油，洒布量一般为0.4Kg/㎡，洒布必须全面、均匀，一次洒布长度应以摊铺机每天的工作量为前提，洒布后必须封闭道路，严禁车辆行驶，避免将油膜粘起以及表面污染。
5.3.2由于SMA混合料对施工要求比较高，因此摊铺时一般使用ABG8820、ABG8860、ABG525等型号摊铺机。摊铺须全幅摊铺，多机联合作业。
5.3.3摊铺宽度：按照规范要求，每台摊铺机摊铺宽度不宜超过6～7.5m，如路面宽度超出摊铺机的规范要求值时，则通常用两台或两台以上摊铺机互相错开呈梯次施工。当采用两台摊铺机同时摊铺时，其前后距离宜为1～2m，左右交错宜为30cm左右，以保证纵向接缝处的混合料不产生离析以及碾压时的料温保持一致。
5.3.4摊铺温度：由于SMA混合料较黏，摊铺温度较高，一般要求不低于160℃，最好高于170℃。
5.3.5摊铺速度:摊铺时应匀速、连续，其应根据混合料拌和机产量、运输设备、施工机械、人员情况及摊铺层厚度、宽度确定，一般宜控制在2-3m/min。
5.3.6铺筑松铺厚度：根据规范要求，SMA混合料的松铺厚度一般为1.15-1.25cm之间。
5.3.7摊铺时尽量不要中途停顿，如遇特殊情况必须暂时中止时，摊铺机必须保持运转，锁紧熨平板，使之不得下沉，停止震捣并开通熨平板加热器。
5.3.8在整个摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器应不停顿转动，两侧应保持不少于送料高度的2/3的混合料，摊铺机中途尽量不要收斗，因为料斗两侧的混合料温度较低，易造成渗水试验效果不好以及不好的平整度和压实度。
5.3.9在整个摊铺过程中，应安排专职人员跟随摊铺机两侧，以便发现拉料、油斑、结块等现象时，能够及时的清除及补料，以防止因下基准面的高低变动影响松铺厚度及平整度。
5.4SMA沥青混合料的碾压
5.4.1SMA的碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，碾压温度越高越好，摊铺后迅速碾压，不得等候。
5.4.2压路机宜使用双轮双振式，两车道以上路面应配备3-4台，速度应控制在2-4Km/h均衡碾压，后退时方向应渐渐改变，不得转弯。
5.4.3一般碾压采用初压、复压、终压三道程序：初压，应遵循少喷水，保持高温（宜控制在130℃以上）的要求；复压，温度宜控制在120℃以上，碾压遍数不少于4-6遍；终压，温度不低于100℃，最后光面（终压）不得振动，应采用静压。
5.4.4碾压一般梯次进行，每次压前1/3-1/4轮，碾压工作面长度不宜过长（50m左右）。
5.4.5由于SMA的矿料嵌挤作用，压实度比较容易得到，因此，SMA沥青砼应特别注意防止过压。
5.4.6待碾压结束后，应检查沥青砼上面层的实际孔隙率，确保路面的压实度达到98%以上，以确保路面的平整度符合规范要求，从而可大大提高路面的耐久性。
5.5SMA沥青混合料上面层接缝的处理
5.5.1横缝的处理：横向接缝一般有斜接和平接两种，其如处理不好会严重影响面层平整度和行车舒适性。因此，在处理的过程中，应先用6米直尺检查，然后将平整度超过3mm的部分切去，将接头处清洗干净，并在接茬口涂刷乳化沥青；然后采用双轮压路机横向碾压接缝1～2遍，钢轮的2/3应位于已压实部分，每15cm间隔逐步错轮重叠压实两米宽度，在碾压过程中发现缝隙过大时边补充少量混合料，直到接缝饱满、平顺。
5.5.2纵缝的处理：纵向接缝可分为热接和冷接两种。其处理方法与横缝基本相同，但其冷缝在摊铺时，应摊铺与已完成部分重叠5㎝，以确保接缝饱满及厚度相同。
综上所述，SMA沥青混合料是一种新型的路面用材料，其具有高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性等优点，非常适合在我国高速公路建设上推广。但由于SMA路面的施工质量极易受到原材料、SMA沥青混合料的配合比设计及施工工艺的影响，为确保其能更好地发挥优越性，这就需要每一位公路建设者要勤于学习有关SMA先进知识，善于总结较好的施工经验，从而使SMA的使用得到大力推广。
参考文献：
[1]梁隽.SMA沥青混合料配合比设计[J].交通世界，2009，（13）.
[2]杨子业，施浩，金伟，郎劲.浅谈SMA沥青路面上面层施工技术[J].城市道桥与防洪，2007，（10）.
