高速公路SMA路面原材料和施工质量控制

许 建 勇

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

1 概述

在某高速公路新建段，重载车辆通行量大，为确保路面耐久性和表面性能，决定沥青路面上面层采用40 mm厚SMA-13，中下面层采用AC混合料。为保证沥青混凝土路面质量，须从原材料采购、混合料拌和、铺摊及碾压等工序上采取严格的质量控制措施。本文笔者对施工中确保工程质量的措施进行了总结，以期借鉴。

2 原材料质量

表1 木质素纤维

2)集料。SMA混合料具有显著的高温稳定性，在于其粗集料间的嵌挤效果。可以说，采用的间断级配粗集料的坚韧性、颗粒形状和棱角性是保证SMA路面质量的关键之一。

在本项目施工中，采用粗集料为玄武岩100%轧制的碎石，石质坚硬，耐磨，其外观接近立方体，要求粒径颗粒范围为5 mm～13.2 mm，13.2 mm～19 mm，有两个以上破碎面，以便形成良好的嵌挤效果。要求采用的粗集料其他性能指标见表2。

表2 粗集料性能指标

3)细集料。细集料虽然占比小，对SMA混合料的高温稳定性影响较大。

采用破碎机制砂，有良好的棱角性和嵌挤性，应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，由适当的颗粒组成。

将细集料分为3 mm～5 mm和0 mm～3 mm两种规格，细集料需满足表3要求。

表3 细集料性能指标

4)填料。用量较大，须使用粘附性比较好的填料。一般采用石灰岩细磨后得到的矿粉，不能含有泥土和有机物，严格禁止采用粉煤灰作为填料。使用的填料需满足表4要求。

在填料中，可掺加适量消石灰粉和水泥，可使得沥青与集料的粘附性得到明显改善，其掺量一般在矿料总量2%以内的范围进行控制。

3 施工质量控制措施

在进行上面层施工前，采用沥青洒布车进行了透层油均匀洒布，洒布量1.0 kg/m2，加热温度控制在120 ℃～130 ℃，洒布温度要求按降温10 ℃范围内进行控制。

表4 填料性能指标

3.1 混合料拌和

SMA改性沥青混合料生产采用间隙式沥青混和料拌和站，实现生产过程全自动控制，电子秤实现精确计量，4个隔离式储料仓，导热油循环沥青加温装置，配备达标的二级袋式除尘和纤维素添加装置，提前进行温控系统和计量系统的精度标定。

严格按生产配合比进行集料、填料、纤维和沥青上料拌和，误差处于允许偏差范围以内。加热改性沥青按180 ℃～185 ℃的范围进行控制，为避免明火与沥青直接接触，沥青采用导热油系统加热，有助于最大限度减少沥青加热导致的老化现象。

填料和木质素纤维不加热。木质素纤维通过专用入口直接进入拌和机，加入木质素纤维要增加干拌时间5 s～10 s。在一些SMA路面碾压后，出现的上面层油斑问题，可通过增加干拌时间、减少矿粉用量的措施进行解决。

碎石加温拌和时，须保证粗细集料精确配比。碎石经皮带输送入四个单独的冷料斗，进入旋转滚筒干燥器不断搅拌加热，碎石加热至150 ℃～180 ℃。按不同大小筛分后，经自动称量系统精确计重后进入搅拌机拌和均匀，拌制30 s或更长时间。

应做好混合料出厂温度控制。在本项目施工中，要求混合料的出厂温度按170 ℃～185 ℃的范围进行控制，以保证运至施工现场进行摊铺的料温在160 ℃以上。

在拌和站及施工现场应分别指定专人进行混合料质量检测，确保混合料的沥青含量、碎石级配、温度控制等指标均符合设计要求。对发现的混合料质量问题，常见的如拌和不均匀或析漏、未达到温控要求、沥青加热过度等，均应禁止进入施工现场。

SMA的沥青用量要比普通沥青混合料的沥青用量高，拌和均匀后，不能长时储存，在料斗内存放不得超过24 h或在运输车中存放不超过2 h。否则，容易在表面结成一层硬壳或沥青发生析漏。

3.2 混合料运输

采用12 t～15 t大型自卸车将成品混合料运至施工现场，依据拌和能力和运距合理确定运输车数量。

在运输途中，车厢用厚帆布严密封盖(如图1所示)，防雨和避免热量散失较快。

到达施工现场后，采用吹灰、去泥等方式保证施工过程中洁净无污染(如图2所示)。

3.3 混合料摊铺

采用摊铺机全路幅(单幅)一次摊铺成型方案(如图3所示)，路面不出现纵向接缝，满足平整度要求。

SMA混凝土面层层厚较薄，应最大限度确保摊铺作业的连续性。要求拌和速率、运输速度与摊铺速度相匹配，并尽一切可能保持摊铺机连续作业。摊铺机行驶速度控制在1.5 m/min～3.5 m/min范围内，一般控制在3.0 m/min左右。

采用自动找平基准装置控制高程和平整度，松铺系数结合试验段情况合理确定。

SMA混合料摊铺和碾压作业须严格按经试验段验证的温度控制要求进行，当混合料温度低于铺摊温度要求时，须予以废弃。SMA混合料摊铺作业时，在雨天或雨后有积水、气温低于10 ℃时，都应停止施工，须废弃遭受雨淋或污染的混合料。

当不可抗力因素导致停机时，须进行横缝处理，施工缝处喷洒粘层油，注意避免上、下层缝重叠，间距须错开10 m～20 m。

3.4 混合料碾压

SMA混合料压实困难，须采用高效压实机械，加强碾压、加强密实度控制，确保尽量在高温状态下满足压实度要求。

选用双钢轮振动压路机4台进行SMA面层碾压(如图4所示)。SMA施工中严禁使用轮胎式振动压路机。

为保证混合料在尽可能高温度下达到压实度要求，要求碾压作业在混合料摊铺后立即进行，在要求的终压温度前将轮迹印全部消除。

碾压全过程分为初压、复压和终压阶段，使用双钢轮压路机进行初压，使用双钢轮压路机振动复压，终压是采用双钢轮压路机收光，各阶段遍数应结合试验路段铺筑进行合理确定。当摊铺机有熨平振动压实功能时，可省去初压环节，有利于保证混合料碾压温度。

在碾压作业中，应做好压路机前进速度和各碾压阶段的温度控制，设专人进行碾压遍数、速度、温度及压实度检测等作业。

在碾压作业时，为避免出现过度碾压，当路面压实度不小于马歇尔试验密度的98%时，碾压作业须立即停止。

3.5 质量检测

成型后进行路面质量检测，要求厚度、标高、压实度、平整度等均应符合设计要求。

对发现的施工质量缺陷，应及时采取修复措施。在进行路面修复时，先进行缺陷范围及深度判定，采取路面铣刨、整层重铺等措施，须注意处理好接缝，结合良好。

本路段测定的压实度最小值为98.4%，最大值99.3%。路面孔隙率3%，几乎不渗水，水稳定性显著，能够形成对下面层和基层的有效保护，确保路面结构的整体强度和稳定性。同时，隔绝了沥青和空气氧化，使得沥青老化降低，混合料的耐久性能良好。

成型后路面表面功能良好，表面构造深度0.7 mm～1.5 mm，具有显著的抗滑性能，提高路面行车的安全性，行车噪声降低3 dB～5 dB，具有良好的社会效益。