劉毓，劉永恒，向波，于啟權(quán)

（中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528403）

1 引言

由于公路長期暴露在自然環(huán)境下，高低變化的溫度與季節(jié)性強(qiáng)降水以及高荷載的行車環(huán)境會(huì)影響公路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性與路面防滑性。因此，高穩(wěn)定性的路面施工材料以及高質(zhì)量的路面施工技術(shù)成為制約公路耐久性與使用壽命的關(guān)鍵。改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）高彈改性瀝青作為一種新的瀝青混合材料，因其抗變形、抗裂、抗車轍、耐摩擦、抗滑、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)在公路中被廣泛應(yīng)用。尤其是在四季分明、晝夜溫差大、降水集中且多雨等區(qū)域，依托SMA 的低溫抗裂與高溫抗車轍特性可以極大地提高公路在惡劣環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗疲勞性能，有效延長公路的使用壽命。

2 SMA高彈改性瀝青路面的基本構(gòu)成及性能優(yōu)勢

SMA 高彈改性瀝青主要由瀝青、礦粉、纖維穩(wěn)定劑、少量細(xì)集料和粗集料組成。其生產(chǎn)工序是將瀝青、礦粉、纖維穩(wěn)定劑和少量細(xì)集料按比例充分混合后，用瀝青瑪蹄脂膠漿填滿至間斷級(jí)配的粗集料骨架縫隙中[1]。與初期道路工程中廣泛使用的瀝青材料相比較，SMA 的用料構(gòu)成有較大不同，主要體現(xiàn)在細(xì)集料用量少、礦粉用量多（用量比例達(dá)7%以上）、瀝青用量多（用量比例達(dá)6.5%以上）、粗集料用量多（用量比例達(dá)70%以上）。減少細(xì)集料的用量，在混合材料中加入纖維穩(wěn)定劑，石子骨料可以與軟點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好、滲透性低的瀝青材料充分混合，形成一種骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，提高瀝青混合料的黏結(jié)性以及公路路面的耐久性，減少公路路面對(duì)行駛車輛輪胎的沖擊力度[2]。

在低溫環(huán)境下，初期瀝青混合材料因低溫容易發(fā)生脆裂現(xiàn)象，而SMA 瀝青混合材料中含有一定量的瀝青瑪蹄脂，瀝青瑪蹄脂的黏性、柔性與韌性使得石子骨料與瀝青材料的黏結(jié)性更強(qiáng)，可以有效抵御低溫侵襲，減少低溫環(huán)境下SMA 高彈改性瀝青路面的變形與脆裂現(xiàn)象。在高溫條件下，SMA 混合材料通過瀝青瑪蹄脂膠漿填充間斷級(jí)配的粗集料骨架縫隙中，粗集料含量超過70%，在最大內(nèi)摩擦角的原則下，嵌擠在骨架內(nèi)，使SMA 混合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)[3]。初期瀝青混合材料不同，瀝青路面在高溫環(huán)境下防止變形的能力下降，在車輛的高荷重下會(huì)出現(xiàn)車轍痕跡，而SMA 高彈改性瀝青路面具有更好的抗變形與抗車轍特性，瀝青老化的速度也會(huì)延緩。在耐磨與抗滑方面，SMA 瀝青混合料采用間斷級(jí)配粗集料，本身具備良好的剛度、強(qiáng)度與耐磨性，因此，利用SMA 瀝青混合料攤鋪壓實(shí)后形成的SMA 高彈改性瀝青路面具有良好的耐磨性與抗滑性，能夠減少行車噪聲，提高雨天行車的安全系數(shù)。

3 SMA高彈改性瀝青路面施工技術(shù)與施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 原材料的質(zhì)量檢測與質(zhì)量控制要點(diǎn)

SMA 瀝青混合料是將瀝青、細(xì)集料、粗集料、穩(wěn)定劑和礦粉按科學(xué)比例混合而成。SMA 高彈改性瀝青路面施工質(zhì)量以及路面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞、抗老化、耐磨性、抗滑性均與上述材料的規(guī)格品質(zhì)高度相關(guān)。在公路路面工程施工前，必須對(duì)所有施工原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢測和控制。選擇瀝青時(shí)，應(yīng)對(duì)照SMA 高彈改性瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選品。例如，SBS 的針入度應(yīng)在40（0.1 mm）以上，延度應(yīng)在30 cm 以上，軟化點(diǎn)應(yīng)在50 ℃以上，溶解度應(yīng)在99.5%以上，彈性恢復(fù)應(yīng)在55%以上[4]。SMA 高彈改性瀝青加工之前，應(yīng)通過對(duì)瀝青上述技術(shù)指標(biāo)全面的定量試驗(yàn)把控瀝青材料的質(zhì)量關(guān)。在粗集材的選擇上，SMA 高彈性改性瀝青混合材是瀝青瑪蹄脂膠漿填充至間斷級(jí)配的粗集材骨架空隙而形成的密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，用于承載與傳遞路面的行車高荷載。在選擇粗集料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇形狀為立方體、表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔無雜質(zhì)的破碎顆粒型集料，減少針片狀集料的使用。在選擇細(xì)集料時(shí)，SMA 瀝青混合材料中細(xì)集料的含量較少，主要用于填補(bǔ)粗集料之間的空隙，增強(qiáng)瀝青混合材料的黏合性和SMA 瀝青路面的載力，選擇時(shí)，要選擇材質(zhì)堅(jiān)硬、表面干燥、無雜質(zhì)的人工砂，如人工軋制的玄武巖或灰?guī)r細(xì)骨材，不應(yīng)選擇雜質(zhì)多且質(zhì)地偏軟的天然砂[5]。選擇礦粉時(shí)，應(yīng)考慮到在SMA 瀝青混合料中加入礦粉是用于增加礦料比表面積，以便在礦料表面裹覆更多瀝青材料，礦粉應(yīng)保持干燥、潔凈?？蛇x用石灰?guī)r堿性石料作為礦粉原料進(jìn)行細(xì)磨，在礦粉細(xì)磨過程中加入消石灰或者水泥，以提高礦料與瀝青材料之間的黏結(jié)力。在選擇纖維穩(wěn)定劑時(shí)，應(yīng)考慮到纖維穩(wěn)定劑是用于避免SMA 瀝青混合料中瀝青用量過多而導(dǎo)致的瀝青析漏問題，因此，應(yīng)選用木質(zhì)或者礦物纖維作為纖維穩(wěn)定劑，以提高SMA 瀝青混合料的耐久性與穩(wěn)定性。

3.2 優(yōu)化原材料的配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)是為了優(yōu)化SMA 高彈改性瀝青混合材料的原材料配比，提高SMA 高彈改性瀝青混合材料抗疲勞、抗老化、耐久耐磨、溫度穩(wěn)定、防滑降噪等性能指標(biāo)。配合比設(shè)計(jì)主要包括以下兩個(gè)部分。

1）前期試驗(yàn)階段的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，其常用方法為馬歇爾設(shè)計(jì)法。（1）測定粗集材、細(xì)集材、瀝青等原材料的相對(duì)密度。（2）設(shè)計(jì)各種不同粗細(xì)的初步等級(jí)配比，通過篩孔的調(diào)整、礦料配比調(diào)整和礦料篩選，獲得不同組的初步等級(jí)配比。用搗實(shí)法測定不同等級(jí)粗集材配合的夯密度和松裝間隙率。（3）通過油石比分析、礦料級(jí)配體積分析、馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)等方法確定出最佳油石比，作為前期試驗(yàn)的結(jié)果。

2）指導(dǎo)生產(chǎn)的生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。（1）在前期試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定各熱料倉礦料和礦粉的使用量，反復(fù)調(diào)整材料配比，實(shí)現(xiàn)冷材和熱料倉材料供應(yīng)的相對(duì)均衡，避免冷料倉或熱料倉存在等料或礦料過剩的情況。（2）根據(jù)上一步驟確定的各熱料倉礦料用量與比例，采用馬歇爾設(shè)計(jì)法，經(jīng)油石比分析、礦料級(jí)配分析、馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)等確定出最佳油石比。（3）將確定的最佳油石比應(yīng)用于SMA 瀝青混合料的原料配比設(shè)計(jì)中，用來指導(dǎo)SMA 高彈改性瀝青生產(chǎn)加工。

3.3 混合料拌和

混合料拌和是指將粗集料、細(xì)集料、瀝青等原材料按照配合比進(jìn)行混合拌和。需要先根據(jù)瀝青的密度測算出瀝青的質(zhì)量，再根據(jù)瀝青的質(zhì)量，按一定比例（通常為0.4%）添加消石灰或者水泥等抗剝落劑，利用強(qiáng)制式攪拌箱將瀝青與抗剝落劑充分?jǐn)嚢杈鶆?。最后根?jù)配合比添加粗集料與細(xì)集料。合理控制瀝青混合料的溫度在195 ℃以下，保證瀝青混合料的性能與質(zhì)量。SMA 高彈改性瀝青混合料的拌和順序?yàn)椋海?）依次添加礦料與礦粉，利用強(qiáng)制式攪拌箱對(duì)上述原料進(jìn)行干拌；（2）加入纖維穩(wěn)定劑，一定時(shí)間后，加入165 ℃左右的瀝青材料再次進(jìn)行攪拌，整個(gè)攪拌拌和時(shí)間應(yīng)控制在70 s 以內(nèi)。混合材料攪拌的過程中有很多需要注意的事項(xiàng)：攪拌人員要嚴(yán)格控制SMA 瀝青混合材料的攪拌溫度，例如，集料溫度應(yīng)控制在190 ℃左右，瀝青溫度應(yīng)控制在165 ℃左右，以避免溫度過高導(dǎo)致瀝青混合材料的黏度過高，影響SMA 瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量。拌和工作人員應(yīng)嚴(yán)格控制SMA 混合料的拌和時(shí)間，如礦料與礦粉的干拌時(shí)間應(yīng)控制在7～10 s，纖維穩(wěn)定劑添加后的濕拌時(shí)間應(yīng)控制在35 s 左右，混料拌和過程中應(yīng)注意觀察SMA 瀝青混合料的顏色、黏度等情況，以便及時(shí)根據(jù)混合料拌和情況動(dòng)態(tài)調(diào)整拌和溫度與拌和時(shí)間[6]。

3.4 混合料運(yùn)輸

混合料運(yùn)輸是指將SMA 瀝青混合料由生產(chǎn)工廠運(yùn)輸至混合料攤鋪施工現(xiàn)場。為了確保質(zhì)量，在運(yùn)輸過程中應(yīng)注意瀝青混合料的保溫問題，將雙層棉被覆蓋在運(yùn)輸車輛頂部，并在運(yùn)輸車輛周圍覆蓋篷布，可以有效防止瀝青混合材料的熱量損失。同時(shí)，考慮到SMA 瀝青混合材料的黏性較強(qiáng)，在分批次運(yùn)輸瀝青混合材料時(shí)，應(yīng)清掃以前運(yùn)輸車輛的車廂，并將色拉油用作隔離劑涂在運(yùn)輸車輛車廂表面，有效隔絕瀝青混合料與運(yùn)輸車輛車廂，防止表面出現(xiàn)瀝青粘黏現(xiàn)象[7]。

3.5 混合料攤鋪與碾壓

SMA 高彈改性瀝青路面攤鋪需要使用履帶式攤鋪機(jī)。當(dāng)多臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，相鄰的2 臺(tái)攤鋪機(jī)之間的距離應(yīng)控制在6 m 左右。在SMA 瀝青混合材料攤鋪過程中，攤鋪機(jī)的速度必須均勻連續(xù)，不能突然停止攤鋪機(jī)或改變行駛速度，影響混合料攤鋪質(zhì)量?；旌狭蠑備佭^程中，還應(yīng)高度重視運(yùn)料與攤鋪的銜接配合，確保攤鋪機(jī)在行進(jìn)過程中混合料源源不斷地輸送至攤鋪機(jī)內(nèi)，避免出現(xiàn)攤鋪機(jī)停下等待運(yùn)料車的情況。開始鋪筑時(shí)，熨平板的預(yù)熱溫度與混合料溫度均需嚴(yán)格控制，熨平板夯實(shí)等級(jí)采用振動(dòng)頻率與振搗頻率應(yīng)符合規(guī)范，兩臺(tái)攤鋪機(jī)的間距應(yīng)適宜。相較于普通瀝青材料而言，改性瀝青SMA 混合料的黏性很大，在攤鋪時(shí)較少出現(xiàn)離析現(xiàn)象，施工人員需及時(shí)處理攤鋪過程中產(chǎn)生的油斑。攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制攤鋪速度與攤鋪連貫性，以免攤鋪?zhàn)鳂I(yè)出現(xiàn)中斷影響路面平整度。SMA 高彈改性瀝青路面攤鋪后碾壓分為初壓與終壓兩個(gè)部分，初壓時(shí)，采用振動(dòng)碾壓對(duì)攤鋪路面直接碾壓，并通過靜壓消除振動(dòng)碾壓的痕跡；終壓過程中，應(yīng)根據(jù)相關(guān)操作規(guī)范控制混合料溫度與碾壓段長度，并合理控制振動(dòng)碾壓的幅度，避免幅度過大影響碎石骨料的堅(jiān)實(shí)度。

4 結(jié)語

SMA 高彈改性瀝青路面的施工技術(shù)的重要工序之一就是SMA 混合料的攤鋪，而路面攤鋪質(zhì)量直接關(guān)系著路面的平整度及路面的質(zhì)量等使用功能。在SMA 高彈改性瀝青路面施工過程中，應(yīng)充分重視原材料試驗(yàn)、配合比設(shè)計(jì)、瀝青混合料拌和、瀝青混合料運(yùn)輸、攤鋪與壓實(shí)等工序中的各類關(guān)鍵指標(biāo)與技術(shù)要點(diǎn)。在施工過程中應(yīng)抓好人員、機(jī)械設(shè)備、原材料等施工要素的質(zhì)量，提高公路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與道路抗疲勞性能，延長SMA 高彈改性瀝青路面的使用壽命。