改性沥青SMA-13 沥青混合料在改扩建公路施工中的应用

吴振华

（苏州市吴中区公路事业发展中心，江苏 苏州 215100）

0 引言

我国公路多用沥青路面，沥青路面有弹性和塑性，能承受车辆作用力和应变，与轮胎附着力好，旧沥青路面还可再利用。但交通量增长后，沥青路面易破坏，寿命降低。南方天气热湿，路面病害多发。沥青玛蹄脂碎石混合料能有效解决沥青路面的低温抗裂、高温稳定、抗滑和渗水等问题。改性沥青SMA-13 面层在公路工程中广泛应用，这种面层技术要求高，施工难度大[1]。为更深入探究其在路面结构中使用效果，本文基于实际工程，采用SBS 改性沥青SMA-13 沥青混合料作为路面材料，对其配合比设计和施工技术进行研究。

1 工程概况

苏州市吴中区东欣路改造工程为二级公路，设计速度50km/h，全长2.7km，起点孙武路（K0+132.8），终点子胥路（K0+2703.733），设计长度2570.933m。该路段通车16 年，期间进行维修养护，路面现有纵横裂缝、坑槽、龟裂、车辙、修补不良等病害，影响道路功能和行车安全。雨水管径过小，不能满足雨水排放需求，计划对该路段进行改造。根据苏州及周边地区公路路面施工经验和材料供应情况，最终采用改性沥青SMA-13 沥青混合料作为路面材料。为提高沥青路面抗剪切性，在交叉口前后100m 范围内下面层加入0.25%抗车辙剂。

2 路面破坏原因分析

现状道路为沥青路面，主要病害有纵横裂缝、龟裂、车辙、沉陷和坑洞等，严重影响路面舒适度[2]。对外业调查数据进行统计分析，按照上下行分幅，按每200m 划分评价段，计算路面综合破损率和路面状况指数，评定路面状况[3]。得到路面状况指数见表1。

表1 路面状况指数PCI

通过对原路面状况调查得到，东欣路PCI 为中等，上下行车道良率分别为14%和7%，路面状况不佳，需按沥青路面损坏等级评定标准，应该挖除重建。

3 原材料及配合比设计

3.1 原材料

（1）沥青

路面上下层沥青均由SBS 改性沥青制成，经过对沥青技术性能检测，得到的试验结果如表2 所示。

表2 SBS 改性沥青技术指标检测结果

（2）粗集料

沥青面层上下层粗集料分别为玄武岩和石灰岩[3]。粗集料应干净、干燥、无风化和无杂质，质量符合技术要求。

（3）细集料

细集料用机制砂，应坚硬、干净、干燥、无风化和无杂质，颗粒级配适当。

（4）纤维稳定剂

SMA 稳定剂用絮状木质素纤维，掺加量为沥青混合料总量的0.3%～0.4%。絮状木质素纤维质量符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）要求的含水率不大于6%，长度不小于3mm[3]。

（5）抗剥落剂

在玄武岩集料沥青混合料中加入0.4%（按沥青用量）的非胺类抗剥落剂，选用抗老化、与沥青相容、环保的产品。技术要求如下：密度与沥青近似；pH 值大于7；常温下为液态，凝固点低于0℃；与玄武岩或辉绿岩黏附性能达到5 级；沥青混合料在163℃老化后，残留稳定度不低于85%，冻融劈裂强度比不低于80%；液态抗剥落剂贮存两年以上不变质。

（6）抗车辙剂

交叉口前后100 米内下层加入抗车辙剂，掺量按类型确定，设计按0.25%（重量比）计算[3]。抗车辙剂性能符合表3。

表3 道路用抗车辙剂指标

3.2 配合比设计

本文选用SMA-13 型沥青混合料，进行级配设计，其合成级配如表4 所示。

表4 SMA-13 沥青混合料级配

按目标配合比设计方法，用最佳油石比和最佳油石比±0.3%三个油石比做马歇尔试验，选定最佳油石比。生产配合比的最佳油石比与目标配合比的最佳油石比差值不大于0.2%，否则应找出原因，重新设计生产配合比，并检验混合料性能。马歇尔试验指标技术要求见表5。

表5 SMA 热拌沥青混合料马歇尔试验技术指标

4 施工技术

4.1 施工准备

采用专业搅拌站拌制的改性沥青混合料，拌和前用导热油加热沥青，拌和后用保温运输车送至施工现场，保证沥青出厂、拌和、下料温度和流动性。粗细集料用前检查含水率，控制在1%以内，并根据给料速度计算加热温度和时间，防止含水率过大影响混合料性能。施工前，按设计要求清理下承层表面杂物，用高压水枪冲洗，对不平整部位凿除、填实、压实。下承层平整度偏差在10mm 内，中线偏位在20mm 内，纵断高程在±15mm 内，厚度偏差在±15mm 内，检查验收合格后摊铺SMA-13 改性沥青面层[4]。

4.2 施工工艺

（1）拌和

选用两座LB4000 型间歇式沥青拌和楼拌制混合料，生产前要求调整热料仓筛网配置、拌和时间和温度。拌和中严格控制温度，沥青在175～185℃，矿料在185～205℃，混合料出料在180～190℃。加热温度超过设计要求会降低混合料路用性能，所以要控制混凝土拌和温度，按设计要求现拌现用，不得使用不合格混合料[5]。

（2）运输

运输前清洗运输车辆车厢，涂刷隔离剂，再次检查清洁情况，防止车辆污染混合料。为保证摊铺机连续施工和混合料温度，施工单位按摊铺机能力的120%配置运输车辆，并用篷布等材料保温封闭。与摊铺机距离1m 左右，卸料后及时摊铺，保证混合料温度。不得在卸料时急刹车、急转弯等，防止破坏下承层、路面层[6]。

（3）摊铺

采用三台摊铺机阶梯式施工，非接触式平衡梁自动找平，保证路面平整。摊铺机施工前，预热0.5～1h，熨平板温度不低于100℃，按试验段松铺系数1.18，计算松铺厚度48mm，调整熨平板高度和角度。沥青混合料摊铺时，质量员检查摊铺厚度和路面平整度，发现结团、离析、不平整、脱痕等问题及时处理。摊铺速度在1.5～3m/min 之间，保持匀速、连续。

（4）碾压

采用双钢轮压路机初压和复压，20t 胶轮压路机终压[6]。按“紧跟、慢压、高频、低幅”原则，高频率、低振幅慢速碾压。初压1～2 遍，每遍停机呈阶梯状。初压时间在3min 内，新摊铺路面在10min 内，初压后，同样的双钢轮压路机静压2～4 遍。复压机跟在初压机后，间隔不超过40m，每断面初压和复压时间在20min 内。复压后35～40min，路面温度到110℃时终压。胶轮压路机压实1～2 遍，速度50～60m/min，直到无轮迹。

5 结论

结合工程实例，对改性沥青SMA-13 沥青混合料在改扩建公路中的应用进行研究，得出以下结论：

（1）结合苏州市吴中区东欣路改造工程，分析原路面病害原因，对路面状况指数评定，采用SBS 改性SMA-13 沥青混合料设计。

（2）混合料进行配合比设计，采用SMA-13 级配类型，通过马歇尔试验测定六项指标满足要求。

（3）深入探讨SMA-13 改性沥青路面技术要点，从基层准备、运输、摊铺压实等方面做好技术管理和质量控制。