高粘高弹改性沥青SMA-13面层施工技术探讨

杨 丽

（太原市政建设集团有限公司，山西 太原 030002）

0 引言

高粘高弹改性沥青因具有低温抗裂、高粘、高弹等优势而在道路排水路面中得到广泛应用，用此类材料建造成型的沥青路面具有良好的弹性恢复能力以及高温抗变形能力。因此，高粘高弹改性沥青面层施工技术是路面病害治理修复的重要技术手段。SMA-13 高粘高弹改性沥青混合料由一定性能指标的合格矿料与高粘改性沥青拌和而成，是高粘高弹改性沥青面层施工常用的混合料之一。本文结合道路路面改造工程实际，对高粘高弹改性沥青SMA-13 面层施工技术的应用进行分析。

1 工程概况

兴华街周边排水系统及道路园林景观提标改造工程道路全长约2.741km，全线为一条直线，设计红线宽度50m。道路10 年内无大修，但随着路面使用时间的延长，沥青面层的老化、损耗程度加重，局部产生病害，其中以桥区上下坡处为代表的多处区域有路面结构层层间粘结稳定性不足的问题，影响路面的正常使用，急需进行路面的维修改造。

2 原路面存在的问题及改造方案

2.1 原路面存在的病害问题分析

现场钻芯取样时难以钻出完整的芯样，甚至有完全松散的情况。经分析，认为该段路面网裂、车辙病害严重，究其原因，除了与沥青混合料质量差有关外，还有可能是层间粘结稳定性不足，由于层间未紧密粘结，给水的渗入提供了通道，水对路面结构层产生侵蚀作用，引起局部网裂，随着时间的延长，基层逐步蓄水，结构的承载性能被迫削弱，加之车辆荷载作用，衍生出较为严重的网裂、车辙、水损坏等病害。

2.2 路面结构改造方案的选择

为增强层间粘结稳定性，在本次病害处理中采用SBS 改性乳化沥青，因此材料粘度大、粘结力强，可满足层间稳定粘结的要求，且成本较SBR 改性乳化沥青更低。部分旧路面的病害较为严重，采用橡胶沥青封层做强化处理，发挥出橡胶沥青的抗裂性能和粘结性能，确保经过修复后的加铺沥青面层与既有结构稳定结合为一体。针对该项目原路面各部位的病害类型及程度各不相同，提出针对性的两种路面结构改造方案。

改造方案一：旧路铣刨17cm，铣刨后清理基层松散部位，加铺粗粒式沥青碎石ATB-25；路面结构采用4cm 的SMA-13+粘层+6cm 的抗车辙沥青混合料KAC-20C（+RA）+1cm 的橡胶沥青防水粘结层+8cm 的ATB-25下面层+透层。对于网裂、车辙等病害严重的路段采用此结构形式。

改造方案二：旧路铣刨9cm，路面结构采用4cm 的SMA-13+粘层+6cm 的抗车辙沥青混合料KAC-20C(+RA)+1cm 的橡胶沥青防水粘结层。对于路面病害不太严重的路段选择此结构形式。

3 路面材料的选取

3.1 高粘度改性沥青的选取

对高粘改性沥青与常规SBS 改性沥青各项性能进行对比分析，该项目决定采用高粘改性沥青。相比常规的SBS改性沥青，高粘改性沥青具有如下优势：延度大，塑性良好；稠度高，针入度低；软化点温度提高约34.5%，对高温环境的适应性强；闪燃的最低温度增加约22.2%，更具稳定性；残留物延度高于SBS 改性沥青；旋转薄膜加热后的质量损失小；弹性恢复约为92.3%，远超出SBS改性沥青的77.6%，属于优质的高弹性恢复材料。

3.2 矿料的选取

经过试验确定满足工程施工要求的矿料。其中，粗集料的试验指标包含压碎值、针片状颗粒含量、毛体积相对密度等，具体试验结果见表2。细集料的试验指标包含吸水率、砂当量、表观相对密度等，具体试验结果见表3。

表1 粗集料试验结果

表2 细集料试验结果

具体施工过程中，根据表2、表3 指标选取合格的矿料与高粘改性沥青拌和为SMA-13 高粘高弹改性沥青混合料。

4 高粘高弹改性沥青SMA-13面层施工技术

4.1 下承层清理和修整

正式施工前，清理下承层的土石、松散物以及各类不利于沥青路面施工的杂物。通过高压水枪冲洗的方法做深度清洁，再进行下承层平整性检查，局部缺乏平整性时，对突出部分采取凿除处理，对凹陷部分进行填实处理。经过下承层清理和修整后，要求平整度偏差在10mm 以内，厚度偏差在±15mm 以内，纵断高程在±15mm以内。

4.2 混合料拌和

在保证高粘高弹改性沥青、集料各类原材料的质量均达标后，严格按配合比称量材料进行拌和。每仓混合料的干料拌和时间不少于10s，总拌和时间不少于1min，经过充分的拌和后使沥青与集料均匀分布，以沥青包裹集料的方式形成混合料。高粘高弹改性沥青混合料拌和时的温度控制要求高，温度偏低或偏高均会影响混合料的路用性能。因此，拌和时严格控制各类材料以及混合料的温度，其中沥青、矿料的加热温度分别为175～185℃、185～205℃，混合料出料温度180～190℃。拌和完成后进行温度、均匀性检验，确认无误后尽快运输到场，以便摊铺。拌和量根据混合料的运输能力和现场摊铺能力而定，运输条件或摊铺条件发生变化时，动态调节拌和量，避免停机等料、供料过量导致浪费的问题。

4.3 混合料的装车、运输

为尽可能减少高粘高弹改性沥青混合料的粘结损失，在装车前清理车厢的杂物，均匀涂刷隔离剂后进行装车，覆盖篷布防护混合料，避免运输过程中温度降低、遭到粉尘的污染等。在运输车辆底部30cm 位置开设测温孔，以便测定混合料的温度。运输车的数量按摊铺机摊铺能力的120%进行配置，确保有足量的混合料被及时运送到场。

司机平稳驾驶运输车辆，沿着已规划好的路线将混合料运送到场。运输车辆与摊铺机的距离保持在1m，卸料时，随卸载随前进，避免一次卸料过量引起混合料堆积、离析。卸料期间，禁止运输车辆随意急刹车、调头或做出其它有损下承层质量的行为。此外，为保证混合料能够有效用于摊铺，需加强对温度和均匀性的监测，温度不达标或离析的混合料均视为废料处理。卸料后，趁混合料温度较高时随即进行摊铺。

4.4 摊铺

摊铺采用1台最大摊铺宽度为21m的摊铺机，配置超声波红外线平衡梁，以便在摊铺过程中自动检测及控制面层的厚度。向摊铺机的料斗均匀涂刷薄层隔离剂，避免混合料粘附至料斗上。摊铺前，将熨平板加热至150℃以上。摊铺时，松铺系数取1.2，夯锤和熨平板根据摊铺进度适时运行，以保证摊铺到位的混合料具有初步的均匀性和稳定性。摊铺量为2.2～2.4kg/m2，实际摊铺量与设计要求的误差需控制在±10%以内。摊铺机以1.0～1.5m/min 的速度匀速运行，全程不可忽然提速、急刹车。摊铺初期，摊铺设备缓慢运行，检测松铺高度，以实测结果为准，借助微调传感器精细调节摊铺顶面，使其满足设计高程的要求，在确认初期摊铺质量达标且现场无异常状况后，循序渐进地提速，最终以相对平稳的速度摊铺。摊铺期间，施工人员加强检查，发现异常状况后尽快处理，例如：若松铺厚度不达标，需随即调整，使面层整体具有平整性；若局部的混合料发生离析，清理此部分材料，填补新的质量达标的混合料；若局部凹陷，安排人工进行填补。

4.5 碾压

在高粘高弹改性沥青混合料摊铺后，趁混合料温度较高时随即进行碾压。碾压分初压、复压、终压3 个阶段，初压和复压采用双钢轮压路机，经过两个阶段的碾压后，使面层具有密实性，终压采用20t胶轮压路机，用此设备有效改善面层纹理过于粗糙的问题。碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，按由低处向高处、由外侧向中心的顺序有条不紊地进行碾压。初压时，要求混合料不推移变形，用钢轮压路机碾压1～2 遍，新铺路面在10min 内必须初压完成。复压在初压结束后随即进行，设备与初压一致，静压2～4 遍，与初压设备的间隔始终稳定在40m 以内，具体根据初压速度进行复压设备运行速度的动态调节，形成配合关系。复压结束35～40min 后，路面高粘高弹改性沥青混合料的温度降低至110℃左右，用胶轮压路机终压，此阶段以50～60m/min 的速度碾压1～2 遍，直至路面残留的轮迹均被处理好为止，此时面层的压实度、平整性均达标。考虑到高温碾压时可能出现沥青混合料粘轮的情况，在采用胶轮压路机进行终压前，可向轮胎适量洒水以降低温度。在压实全流程中，现场施工人员密切配合，把握初压、复压、终压的时间节点，实行流水化作业模式；同时，由专人加强对压实度的检测，视检测结果采取调控措施，避免过度碾压。

4.6 接缝处理

面层混合料冷却后较为坚硬，此时进行冷接缝施工的难度较高。为应对该难点，采取如下方法：压实结束后，凿除接缝部位，清理干净，摊铺混合料，即采取“冷+热”的接缝方式。分段施工时，在施工路段的起步和停止部位设沥青毡，以便在施工期间精准衔接各段，最终由各段共同组成完整的路面结构。纵向接缝与下承层纵向接缝错开20mm 以上，并避开车道轨迹带，用专用加热器对接缝部位做加热处理，再以人工作业的方法进行高粘高弹改性沥青混合料的摊铺、刮平作业，使此部位具有平整性，用双钢轮压路机压实2～3 遍后喷洒混合料。对于横向接缝，上、下两层接缝错开1m，统一设置为平接缝的形式，接缝部位由人工摊铺刮平、双钢轮压路机压实2～3 遍。各类接缝施工后均要进行检查，判断接缝部位的压实度、平整度是否达标。

4.7 施工效果评价

从平整度、压实度、构造深度、路面渗水系数多个方面综合评价高粘高弹改性沥青SMA-13 面层的施工质量。从监测结果来看，路段平整度在1.0±0.2mm内，表面平整性良好，未见推移、裂缝、松散等问题；压实度不低于97%；构造深度集中在0.9～1.0mm；监测点的渗水系数稳定在48～65mL/min。总体上，路面的各项监测指标均满足工程设计要求，高粘高弹改性沥青SMA-13面层施工质量良好，混合料性能优势得到充分的发挥，该工程采用的面层施工技术切实可行。

5 结束语

综上所述，在采用高粘高弹改性沥青面层施工技术时，对材料质量控制、温度控制、工序紧密衔接等关键问题进行统筹考虑后，制定合理的施工改造方案。并按照基层处理、混合料运输、摊铺、压实、接缝处理的基本流程进行施工；施工过程中加强对温度、摊铺速度、压实度、平整度等关键指标的监测，并与设计要求做对比分析，进行及时管控。通过以上技术要点的把握，保证了高粘高弹改性沥青SMA-13面层的施工质量。