SMA超薄磨耗层施工控制-论文发表期刊网

SMA超薄磨耗层施工控制
　　郑海庆闻爱祥刘勇
　　湖州市交通工程总公司313000
　　二〇〇五年十月，湖州市公路管理处在318国道湖州段外环线应用了“SMA超薄磨耗层试验路施工方案”。此项工艺的应用，为以后在城市道路及国、省道穿镇路段的沥青路面中修提供了可行性依据。
　　一、SMA沥青混合料的主要特点
　　沥青玛碲脂碎石混合料（简称SMA）是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛碲脂结合料填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成一体的沥青混合料。在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到60%以上，粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形能力，因而其路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低，而且低温抗裂性能良好。同时SMA路面压实后表面形成大的孔隙，构造深度大，使雨天高速行车下不易产生水漂，可有效提高抗滑性能和降低路面噪声，从而全面提高路面的表面功能。
　　二、 SMA超薄磨耗层的施工控制
　　1、超薄磨耗层级配
　　本次超薄磨耗层设计厚度为2.5公分，级配采用SMA-10级配，设计级配范围见表①。设计孔隙率控制在3.5-4.5%，最佳石油比6.0-6.2%。各种石料配合比根据马歇尔试验确定，表②给出了各种石料的大致配合比。
　　表①SMA-10设计级配范围
　　筛孔（mm） 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
　　规范上限 100 90 32 20 17 14 12 10 8
　　规范下限 100 100 48 30 25 20 18 16 13
　　设计级配 100 95 40 25 21 17 15 13 11
　　表②石料组成
　　石料规格（mm） 5-10 3-5 0-3 矿粉
　　配合比（%） 60 20 10 10
　　2、施工前准备工作
　　SMA施工前除按普通沥青混合料进行常规检查外，还应注意以下几方面：
　　（1）、石料要求采用坚硬、耐磨的优质石料。粗集料应洁净、干燥、表面粗糙，针片状含量应小于与10%，含泥量小于0.5%，磨光值不大于45.其他技术指标应满足《公路沥青路面技术规范》用作面层石料的技术要求。
　　（2）、用于添加的本质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮。已经受潮、结团不能在拌合时分散的纤维，不得使用。添加设备经进行计量标定，并不得受潮。
　　（3）、改性沥青运输温度不低于150℃，保温储存温度不低于140℃，并不得长时间存放，以防改性剂离析。
　　（4）、SMA在生产过程中，为满足生产需要，改性沥青的加热温度应控制在170℃-180℃之间。
　　3、SAM的生产及拌制
　　本次SMA-10的生产采用德产阿曼160型间歇式沥青拌和机。额定生产能力为160吨/小时，实际生产能力为130-150吨/小时。热料仓筛孔设置为3mm、6mm、9mm和12mm，由于SMA-10所需5-10mm矿石较多，基本上要达60%以上，因此在生产时有可能出现粗料不够，细料溢仓现象。为此，为平衡各料仓比例，在热料筛分时可以将5-10mm矿料输入两个热料仓。在拌合过程中SMA与普通沥青混合料生产的主要区别：
　　（1）、本次SMA的拌制，添加了恳特莱木质纤维素作为SMA的纤维稳定剂，掺加比例为沥青混合料质量的0.3%。由于本质素纤维在拌合中的分散拌匀非常重要。因而在拌制过程中，本质素纤维与加热后的骨料干拌时间须延长5-15S，加入沥青后的拌合时间须延长5-10S，总生产时间延长15-25S。
　　（2）、由于SMA使用了SBS改性沥青，拌合温度比拌普通沥青混合料须提高10℃左右。沥青加热温度控制在170℃-185℃。
　　4、SMA的运输摊铺和碾压
　　（1）、SMA从拌合场到施工现场摊铺，中间要分三个阶段：在拌合场装载、运输到施工现场和装入摊铺机的料斗。由于SMA使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂，对混合料温度的控制有严格的要求，运抵施工现场的混合料温度应控制在160℃-180℃，因此，如何安排好运输和车辆数量事先要进行周密计划，以防止混合料温度流失而导致不良的压实效果。同时装载时尽量防止混合料离析，混合料要尽量均匀分布在整个拖车上，混合料堆成斜坡容易形成离析，从而导致缩短路面使用寿命。
　　（2）、SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。在摊铺操作时，应严格控制摊铺速度（3m/min），实际摊铺厚度及表面平整度（SMA的松铺系数控制在1.05左右）。由于本次试验路段为超薄磨耗层，设计厚度为2.5cm，因此对老路面的病害处理至关重要。为处理老路面的病害（主要是车辙、裂缝等），并考虑与慢车道（市政道路）的结合，先对主车道老路面铣刨2.5cm，铣刨后路面应尽量平整，以保证加铺层平整度。局部过深车辙，铣刨后用细粒式沥青混凝土修补，对裂缝处，在摊铺前加铺土工布，防止裂缝反射。
　　（3）、SMA的碾压设备选用10-12T双钢轮振动压路机，并遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。由于摊铺厚度较薄、降温速度快，因此摊铺后应立即碾压，不必担心SMA的推移。同时由于SMA粗集料含量很高，松铺系数较小摊铺后已经达到很高压实度，因而应严格控制压实温度和遍数。压路机行进速度控制在2-4km/h，进行均匀的碾压，碾压按初压一遍、复压二遍、终压一遍三个阶段进行，复压可设置轻微振动，终压温度一般控制在110℃-130℃.为防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。
　　由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高、粘度大，因而不得使用皮轮碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛碲脂挤到表面而达不到压实效果。
　　经过几年的车辆运行，SMA超薄磨耗层的试验从效果上来看，能充分发挥SMA的水稳定性和耐疲劳性，目前路面结构良好，SMA在湖州是第一次应用，本次试验的成功，将为SMA超薄耐磨层在湖州乃至浙江省的推广应用提供技术参考。
　　参考文献：
　　（1）《改性沥青与SMA路面》
　　（2）《道路建筑材料》
　　