高速公路SMA 改性沥青路面施工技术研究

朱曰强 朱秀芝

（济南通达公路工程有限公司，山东 济南 250000）

在高速公路建设过程中，形状记忆合金改性沥青混凝土路面的施工起着重要的作用。因此，建设单位应积极提高高速公路建设质量。在高速公路SMA 改性沥青路面施工过程中，应根据相关施工要求，深入了解和分析施工过程中可能出现的情况，从而有效提高公路施工技术水平，规范操作流程，提高公路施工质量，延长公路使用寿命。

一、形状记忆合金混合物的组成

形状记忆合金混合料中使用的粗骨料对颗粒形状和强度要求较高，使用的粗骨料必须是完全破碎的不吸水石，骨料的洛杉矶磨损率相对较低。矿粉是沥青混合料的重要组成材料，它不仅能填充混合料中的空隙，还能与沥青发生化学反应，提高黏结强度。由于形状记忆合金混合料的沥青含量高于传统沥青混凝土，且形状记忆合金级配颗粒的表面积远小于传统密级配沥青混凝土，因此当形状记忆合金中的沥青玛蹄脂在高温下黏度较低时，沥青玛蹄脂会在混合料运输到施工现场和摊铺混合料的过程中流出混合料。因此，在沥青砂浆中加入稳定添加剂是为了提高沥青混合料的高温稳定性。石基质沥青(SMA)的级配为不连续级配，在SMA 混合料中通过4.75mm 筛的比例小于30%，可以保证石块之间的接触，为SMA 提供足够的抗剪强度。当通过4.75 毫米筛的百分比小于30%时，粗骨料结构中可以打开更多的空间，使得孔隙VMA 足够大。形状记忆合金必须使用纤维稳定剂，因为形状记忆合金使用更多的矿粉和沥青粘结剂，纤维具有增强、分散、吸附和吸收沥青、稳定、增稠等功能。可防止沥青渗漏，与改性沥青效果不同。目前常用的纤维主要是木质素纤维，其用量一般为沥青混合料总质量的0.3%。木质素纤维容易受潮结块，因此其含水量应控制在5%以下，在混合过程中能充分分散，混合均匀。

二、甲基丙烯酸甲酯改性沥青混合料的主要性能

1.通过浸水马歇尔试验和浸水车辙试验，在专业实验室对水稳定性好的形状记忆合金改性沥青混合料进行了试验。发现这种混合物中含有一定量的沥青、矿粉、水泥和纤维素，通过化学作用充分整合，所有分子紧密结合形成耐水性强的马蹄脂，具有很强的水稳定性。2.耐高温性强高速公路车辆相对于普通公路行驶速度更快，交通量更大，大型重载车辆容易蹭路面升温。此外，在夏季道路温度较高的环境条件下，沥青混合料一旦耐高温性能较差，就会造成道路变形，容易导致道路损坏和车辆安全事故。形状记忆合金改性沥青混合料材料结构嵌挤密实，熔点高，黏度好，耐高温能力强。3.形状记忆合金改性沥青混合料与同类普通公路路面材料相比，具有良好的抗滑性能，由于其结构成分嵌挤，摩擦系数较高，级配组成使其具有良好的结构深度，抗滑性能更强，适合高速公路的实际性能要求。

三、形状记忆合金改性沥青混合料施工技术研究

（一）SMA 改性沥青混合料的搅拌

首先，施工前应确定配合比，并按比例调试搅拌机，以便根据料仓内进料流量与调速电机速度的关系，按预先确定的配比进行初步配料。经过二次筛分后，进入各热料仓的物料被取样筛分，达到热料仓均衡进料的目的。然后根据各种筛选结果的分析，确定最终满足要求的生产配比。其次，应安排专门的质量检查员对混合料进行观察，并通过目视检查，严密检测混合料的表观质量，以确保混合料能够均匀，不结块和堵塞，在混合过程中不出现白色物质。此外，质检人员应逐车进行温度测量，以确保符合要求的原材料运至施工现场。如果检验过程中粗细料分离，应及时调整，保证原材料质量。最后，对于混合均匀的混合料，实验室还应进行定期取样检验，检验重点是油石比和矿料级配。当遇到一些特殊情况，需要当天得到混合料的标准密度时，应立即进行马歇尔稳定度试验，以提供科学可靠的密度数据。

（二）SMA 改性沥青混合料运输

有效控制形状记忆合金改性沥青混合料运输的主要出发点是提高形状记忆合金改性沥青混合料的高温稳定性和强黏度，这是影响形状记忆合金改性沥青混合料施工质量的重要因素之一。1.限载15t 以上的自卸车用于运输SMA 改性沥青混合料。装载前，在汽车底部和面板上涂上油水混合物。通常使用植物油和洗洁精3:1的混合物，用沥青粘度计检查粘度，主要是为了避免SMA 改性沥青混合料与车内壁粘连。2.为减少车辆仍在装载时，SMA 改性沥青混合料的离析，运输车辆来回移动进行装载，采用前、后、中的装载顺序。运输速度要控制好，速度不能太快或太慢，每小时速度控制在30 公里左右。3.为保持车厢内部温度的稳定，装车后用温度计测量，并与施工质量要求的温度进行比较，看是否符合要求。用篷布覆盖保温，以减少运输过程中SMA 改性沥青混合料的日晒雨淋，到达现场后，将篷布揭掉。运输至现场后，在摊铺机卸载过程中，应预先定位安全施工位置，停止卸载距离应控制在100-300 毫米范围内。

（三）SMA 改性沥青混合料摊铺

沥青混合料摊铺前，必须做好相关准备工作。比如，首先在摊铺机的料斗里喷一些防粘液；其次，摊铺机就位后，保证摊铺机的摊铺温度。主要是提前预热30 分钟左右，使熨平板的温度高于100。此外，摊铺机熨平板应调整至与松铺厚度一致，松铺系数为1.10，摊铺速度在3.0m/min 以内。互通式立交匝道全宽摊铺采用一台摊铺机，摊铺采用机械自动调平梁系统。主线采用两台同类型摊铺机梯队作业，一次摊铺全宽。前者摊铺机采用机械自动调平梁系统，后者摊铺机采用接触声纳控制自动调平系统。调整两台摊铺机的宽度，使混合料能充分铺到路缘石和硬路肩边缘，并使两台摊铺机有一定的搭接宽度，以充分保证纵缝的密实度。确保摊铺机的速度与搅拌设备的生产能力相适应，并且摊铺过程均匀、连续。当摊铺机因机械原因出现故障时，应立即停止摊铺。

（四）SMA 改性沥青的压实

在改性沥青混合料的碾压过程中，必须保证连续碾压，以防止温度变化引起压实度的变化，进而影响平整度。1.在碾压改性沥青混合料的过程中，应安排专人指挥各压路机的碾压次数和碾压路线，以保证路面在最短的时间内获得最佳的压实度，碾压长度应控制在30 米至50 米之间。2.碾压前，水箱应注满水，喷水前应及时加水，避免因缺水而粘轮。3.滚压前，滚压机应坚持先振动起动，后停止振动的原则，在换向过程中应缓慢进行。另外需要注意的是，滚轮在折返过程中保持梯形，以保证不在同一截面上。4.铺设改性沥青后，在碾压路面冷却前，禁止将所有车辆停放在路面上，只有当路面温度达到50 摄氏度时，才能通车。

结论：形状记忆合金沥青混合料是一种新型建筑材料，对施工工艺和质量控制要求较高。它不仅可以提高道路路面的平整度和牢固度，还可以通过其使用寿命减少外部影响因素的干扰，从而保证道路行驶的安全性和稳定性。在具体应用过程中，施工单位需要掌握施工现场的基本情况，了解SMA 沥青混合料的基本特性，进行高效合理的使用。