浅析路面“白改黑”工程中SMA沥青混合料的施工质量控制

侯远植

(福建发展集团有限公司厦门分公司，福建 厦门 361000)

1 工程概况

世纪大道改建工程A标段，世纪大道全长3320米，原车道宽度仅14米且破损严重，严重影响福安市形象。2010年福安市将世纪大道做为该市首条“白改黑”市政道路予以启动，改建后的道路宽度达36－39米，其中主车道宽18－20米，两侧非机动车道宽5.5米，绿化带宽3.5米，人行休闲道宽6－8米。设计采用在原路面上加SMA沥青混合料罩面层，SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量的细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。它是由足够的沥青结合料和具有相当劲度的沥青玛蹄脂胶浆填充在粗集料形成的石—石嵌挤结构的空隙中形成的。因此，它具有抗高温、低温稳定性，良好的水稳定性，良好的耐久性和表面功能(抗滑、车辙小、平整度高、噪音小、能见度好)。SMA路面耐久性好，故养护工作少，使用寿命长，综合经济效益和环境效益好，是目前国内外使用较多的一种沥青面层混合料。

2 路面结构改造

2.1 整治原水泥混凝土板块

世纪大道交通流量大、且重型货车多，原水泥混凝土路面经多年使用，呈板块断裂、沉陷、错台等破损及面层磨损现象，局部损坏严重。原道路水泥混凝土板块是“白改黑”工程实施后沥青面层的下承层，其处理质量的好坏，决定了沥青加罩层质量的优劣。为此，建设者采用板块调查→板块评价→板块处理的科学步骤，针对不同板块及基层的损坏情况和成因，采取整体板块凿除修复、局部板块切割凿除修复或基层注浆加固等方法进行处理，为沥青加罩创造了有利条件。

2.2 处理拓宽部分

道路改造将两侧原0.5m机非隔离带和3.5m非机动车道改为快车道。因此，拓宽部分与老路的结合处理是道路改造的一大难点，如处理不当，“白改黑”之后，新老快车道结合处将很快出现1条纵缝。此外，原非机动车道位置埋设有36孔通信管线及 φ1400mm原水钢管，埋深均在地面以下约50～60cm。这也对拓宽部分道路结构层的厚度提出更高的要求。

2.3 严重破损

根据现场勘查，当板内有两条以上裂缝或该板块有两个以上的角损坏，或者一个角的损坏面积大于四分之一板块，同时出现了错台或沉陷。或者混凝土板角的弯沉(BZZ一100)测试结果大于40(O.01mm)，针对这几种情况，先将混凝土板破除后，清扫基层(如基层有损坏其抗压强度＜3MPa时，应先清除原基层，然后用C15混凝土恢复基层标高)再进行换板处理。

3 沥青混合料配合比设计

该工程处在夏季温度偏高、春天多雨的东南湿热区，根据《公路沥青路面设计规范》可知，路面级配宜选用粗糙的抗滑面层—AC、SMA型级配。由于SMA(改性沥青玛碲脂路面)具有密实、防水、抗滑、高温稳定性好的性能，选择SMA进行配合比设计。

3.1 原材的检测

工程所选用的沥青、集料、矿粉各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的要求。沥青选用SBS改性沥青，集料采用玄武岩。

3.2 矿料级配计算

经过反复进行矿料级配计算得到的各种材料比例为A∶B∶C∶D=10∶45∶27∶7。

3.3 最佳油石比确定

使用原材和目标级配进行试拌，沥青混合料油石比按0.3%的梯度递增，分别对油石比为 5.4%、5.7%、6.0%、6.3%、6.6%的情况下进行沥青混合料马歇尔试验。从而得到各种油石比下的沥青混合料的体积参数和应力应变物理指标。因为根据规范参考Superpave技术，对于SMA型的最大理论相对密度运用计算法更为准确。

根据体积参数和沥青混合料油石比与毛体积密度、空隙率、饱和度、流值之间的关系。对试验结果分析如下:

(1)密度、稳定度没有出现峰值，以目标孔隙率中值油量a3作为OAC1=5.95%;

(2)满足SMA一13型沥青混合料设计技术标准的油石比范围为5.81% －6.08%，即 OAC2=(5.81%+6.08%)/2=5.94%:

(3)通过计算得到最佳油石比OAC=(OACl+OAC2)/2=6.0%。

4 SMA沥青混合料施工质量控制

SMA在使用性能上具有很大的优势.但其施工工艺和质量控制方面比普通沥青混凝土路面有更高的要求和标准。所以施工每个环节都要对其进行严格控制。

4.1 拌和

改性沥青SMA混合料的拌和工艺似于常规沥青混合料，但其粘度大，对温度敏感性强，决定了其拌和的难度，所以拌合楼采用间隙式拌合楼，搅拌设备的参数作相应调整，即严格控制集料加热温度、纤维投放时间、搅拌时间，施工管理中注意下列事项:(1)对集料、沥青、粉料的计量系统进行标定，以保证各种材料的计量精度。温度的计量系统也需作必要的校正。(2)定期检查搅拌楼的筛网有无破损，除尘风机的除尘效果是否理想。(3)改性沥青SMA混合料拌和温度的控制范围:改性沥青为165－170℃，热骨料为190－200℃，成品料为175－185℃。由于改性沥青SMA混合料对温度特别敏感，沥青和成品料温度不宜超过195℃，否则会损害沥青的粘结力，影响其质量，因此必须严格检测和控制成品料的温度变化。(4)由于改性沥青SMA混合料较难拌和，因而需要更长的拌和时间。由于沥青混凝土中要添加纤维，所以要控制好投放各种原材料的顺序和投料后的拌合时间。最佳的拌和时间与沥青的用量、集料的级配、温度等多种因素有关，需要通过试拌来确定，一般认为比常规热拌沥青混合料的干拌和湿拌时间增加5－10s。(5)沥青混合料的取样与检测是拌和厂质量控制中最重要的工作。严格按照规范取样和试验，要求每天每一批次做1－2次的马歇尔试验。本工程中，我们严格要求搅拌楼上午、下午各取样做一次马歇尔试验、级配检测。

4.2 运输和摊铺过程中的质量控制

(1)运输:拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分三堆装料以减少粗集料出现分离现象，同时应对每车混合料的温度进行检查。运料车应用完整无损的双层篷布覆盖，并加盖棉被以保温防雨或避免污染环境，沥青混合料运输车的运量应满足拌和能力和摊铺速度的要求，摊铺机前方应有五辆运料车等待卸料。

(2)摊铺:摊铺技术是影响路面平整度的关键因素，采用两台摊铺机梯队摊铺提高摊铺层均匀性和压实度。摊铺应选择在当日气温较高时段进行，路表温度低于15℃时不宜作业。摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料，遭受雨淋的混合料必须废弃。摊铺温度宜控制在160－180℃的范围内，摊铺速度以3.5m/s为宜。在供料及时能满足摊铺要求、以及交通疏导顺畅的情况下，尽可能采用全幅一次摊铺，以避免或者减少纵接缝的处理。摊铺速度对摊铺机的工作效率和摊铺质量有重要影响。摊铺速度的选择应根据混合料能力和后续压实工序的压路机生产能力确定。要注意摊铺机接料斗的操作程序，以减少粗集料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出、尚有约10cm厚的热料时，下一辆运料车即开卸料，做到连续供料，并避免粗集料集中。

4.3 碾压过程中质量控制

改性沥青SMA混合料是一种粘稠而很难压实的材料，它的压实性能对温度十分敏感。其施工工艺主要特点如下:(1)碾压以钢轮压路机为主。虽然对平整度的指标有一定影响，但为了防止采用胶轮碾压造成沥青提浆，空隙率过小，在施工过程中初压、复压均采用振动压路机，压实过程中采用的是高频、低振幅，避免压碎集料和下层沥青浆浮在表面。(2)压实温度的范围及其控制比常规沥青混合料更为严格。初压的起始温度控制在不低150℃，尽可能在高温状态下尽快完成;复压温度不低于130℃，碾压完成，温度不低于90℃，初压时保证压路机紧跟摊铺机碾压并采取连续碾压的模式。开放交通应在路面碾压完成或路表温度在50℃以下，方能允许开放交通。

5 路面施工质量成果

在质量验收时，对主要指标平整度、压实度、构造深度及渗水进行检验，平整度合格率达到90.2%，原位空隙率(最大理论密度)的压实度达到94.8%(满足规范规定的＞93%)，构造深度平均值为1.08(设计 ＞0.8)，渗水为30ml/min－178ml/min(设计要求200ml/min)。现场切割取样高温车辙试验检测DS＞6000(8000余次)。从验收成果来看.施工过程当中几个施工环节均符合作业要求、施工细节到位，施工控制达到预期效果。

6 结束语

根据世纪大道道路“白改黑”路面的施工实践，防治路面病害应在早期就对材料进行严格检验;施工中严格按规范要求全过程监控配料、拌和、运输、摊铺、碾压等工序。由此可见，“白改黑”的施工方法和工艺对路面质量至关重要。工程质量是民族素质的一个重要体现，代表着中华民族的形象，所以在城市道路建设中，一定要坚持执行“百年大计，质量第一”的指导方针，才能确保我们今天所建设的工程经得起时间的检验，经得起人民的检验，才能发挥好应有的效益。

［1］沈金安.改性沥青与SMA路面［MJ.北京:人民交通出版社，1999.

［2］郭大进，沙爱民.沥青路面施工质量过程控制技术.北京:人民交通出版社.2011.2.