SMA路面施工中常见问题的预防及处理方法

　　摘要：本文通过辽宁省沈大高速公路SMA沥青路面施工及使用现状的调查与分析，对SMA沥青路面优良的路用性能给予总结，同时对现存的病害原因进行了系统分析和研究，并提出SMA路面施工中常见问题的预防及处理方法。
　　关键词：SMA路面，沥青混合料，矿粉，纤维，级配
　　
　　前言
　　随着社会的发展需要，高等级公路建设幅度的扩大，人们对路面行车的安全性、舒适性以及路面的耐久性都提出了更高的要求。同时辽宁地区交通量大、重载多、夏季炎热、冬季寒冷路面出现的病害比较多，然而SMA路面结构具有较好的高温稳定性和低温抗裂性，能保持较好抗滑能力和平整度、减少噪音、防止沥青砼路面在重载作用下产生车辙、推拥等病害提高路面使用寿命等优点，因此，被高速公路广泛应用在沥青砼表面层。但是由于SMA本身的特点使SMA沥青混合料在现场施工中控制的难度增大，笔者就在沈大高速公路中进行现场学习，并结合高速公路的施工、监理，谈谈针对SMA路面经常出现的一些问题是如何有效的进行控制和解决的。
　　一、SMA沥青混合料的特性
　　SMA也叫沥青马蹄脂碎石混合料，它能显著提高公路的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性能。SMA是一种新型的路面结构，具有如下特性：
　　1)SMA是一种间断级配的沥青混合料，粗集料多，细集料减少。
　　2)沥青结合料用量多，高达6.5%～7.0%，粘结性要求高，采用温度稳定性好的改性沥青，本工程采用的是掺加SBS改性剂的改性沥青。
　　3)SMA的拌和时间要适当延长，施工温度要提高，只有在高温状态下碾压才能达到密实效果，且不产生推拥，这是SMS的一个重要特征。
　　二、SMA路面施工特点
　　SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实，不得等候。压路机应以2～4km/h的速度进行均匀的碾压，碾压按初压（1遍）、复压（2遍）、终压（1遍）三阶段进行，终压温度一般控制在110℃～130℃（实际施工时的温度范围）,终压时不得振动。在碾压过程中，可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥，碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水（经测定，SMA路面构造深度在0.9～1.25之间）。
　　由于SMA能显著提高公路的路用性能，因此，被广泛应用，同时给施工工艺、施工要求带来更高的要求，这就必然造成路面的更多问题，就我们在多年做SMA课题和现场出现的问题谈谈如何预防和处理。
　　三、施工中的常见问题和预防与处理方法
　　（一）、沥青含量的控制
　　我们在设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。同时在沥青混合料的拌合过程中，沥青是单独称量直接被注入到拌合锅的，计量必须按照配合比进行，如果沥青用量过多，将造成粗骨料之间的分离，易产生油斑；沥青用量过少，混合料将难以压实，空隙率过高，骨料之间的沥青膜过薄，从而影响其耐久性。因此，在实际操作过程中应随时控制每天SMA混合料的沥青用量，每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、燃烧炉测沥青含量试验，及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标，并作相应调整。SMA混合料出料以混合料拌和均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，车车检查出料情况，发现花白料，马上要增加拌合时间，拌和时间视实际情况可相应增减。
　　（二）、细集料溢仓
　　SMA与普通密级配沥青混凝土的最大不同之处是SMA为间断级配，粗集料粒径单一，细集料很广，矿粉用量多。通常SMA需要粗集料占75%以上，矿粉10%，细集料包括石屑和砂一共才只需15%左右，而5毫米以上的粗集料中还有相当数量的细集料，实际需要加的细集料数量就更少，这给混合料的拌合带来了不少困难。首先是冷料仓，粗集料数量多，一个料斗经常不够；热料仓也有问题，如果按照通常的方法设置振动筛和热料仓，将会发生粗集料仓经常不足，而细集料仓经常溢仓的不正常现象。可以设想，如果采用SMA-13或SMA-10，5毫米~10毫米的粗集料更加集中，热料仓的分配不均问题将更严重。所以粒径应适当增大一些，沥青适当少用一些，这是必然的考虑。对于粗集料冷料仓应根据输料能力和拌合能力合理配置，一个不够，可考虑采用两个。一经确定的生产配合比，应严格执行，以保证拌合的混合料质量均匀。操作室的操作人员如果随意调整放料的数量，将使SMA的配合比乱套，这样一开始就失败了。
　　（三）、过压
　　对SMA路面来说，由于它的矿料嵌挤作用，可压实程度不大，压实度比较容易达到；但是随着碾压遍数的增加，集料不断地往下走，玛蹄脂一点点地向上浮，造成构造深度减小。并且粗集料之间还有一层沥青结合料膜，在高温状态下，它起相当润滑油的作用，所以只有温度降下来以后才能稳定。在高温状态下碾压，沥青结合料的粘度毕竟很低，集料的嵌挤也只是棱角部分接触。反复碾压，集料之间不能达到最终稳定状态，不管碾压多少遍，粗集料之间的相对位置总可以存在一定的位移，集料不断往下走，玛蹄脂上浮、构造深度减小，达不到SMA的目地。因此，过压是SMA的大忌。在碾压过程中，要求特别注意表面构造，以便有适宜的构造深度，通常以保持在1.0毫米~1.5毫米为佳。防止过压，就要严格按照试验路段确定的压实机具、压实工艺、压实程序碾压，并注意碾压的时机和温度，以保证路面的粗糙度。
　　（四）、路面渗水
　　SMA路面的优点就是不渗水，构造深度好，但是现在我们铺筑的很多SMA路面都或多或少的出现部分路段的渗水现象，主要原因就是混合料的空隙率越大、渗水性就越好；沥青用量越大，渗水性也就越差。为了尽可能预防和避免路面出现渗水的现象，我们必须严格控制施工过程中的各个环节质量，选用高粘结度、高软化点、低针入度及抗老化的优质改性沥青；同时压实度不够，空隙率变大，水就容易渗入结构层。应该说，现场压实度偏小，是渗水性严重的关键因素。但是并不是去过压结构层就好，所以，现场压实度和空隙度实质是一回事，这也就是SMA路面施工难度的原因。要做到SMA路面不透水、不存水、不产生剥落，除了严格控制材料的级配，还必须确保结构层的压实度达到规范要求，保证剩余空隙率控制在4～6％，这样路面的渗水问题就可以解决。
　　（五）、油斑
　　SMA通车后出现油斑也是常见的一种病害，而且经常是几块油班挨在不远处出现，这是由于SMA的纤维拌合不均造成的。它常出现在人工添加纤维的过程中，人工填加纤维不可能很均匀，不能保证在同一时间投入，甚至有可能忘记投入纤维。晚投、少投纤维，干拌时间不够，纤维没有充分分散，沥青用量就会不均匀。另外，纤维稳定剂数量不够，材料出现离析，沥青用量控制不均，时多时少，经过一段时间的行车碾压，就会现出沥青集中在一起的油斑。正是因为不均匀拌合是以拌合锅为单位，所以一锅摊铺的路段就会出现好几块油斑，甚至引发车辙变形。要想没有油斑，最根本的措施是采用有标准计量装置的间歇式拌合机，将人工投放纤维的方式改变为机械自动化投入，同时必须保证储藏期间纤维干燥，防止纤维受潮成团。在施工过程中，发现沥青析漏，必须立即采取措施。首先适当降低施工温度，但一次不要降得太多，逐渐下调，以寻找合理的施工温度；其次核实沥青结合料用量，必要时适当降低油石化，最后检查纤维数量是否准确，有没有漏加或少加。如果仍有析漏，必须检查混合料级配，从根本上找出原因。同时在摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。
　　四、小结
　　SMA路面施工过程中加强现场巡视，跟踪监理，有利于发现问题并及时予以解决，驻地监理经常对后场堆料场进行巡视，要求承包商将各种材料分别堆放整齐，对细集料作好防雨工作，一旦发现细集料受潮，即要求施工单位进行处理。驻地监理一般开拌后就在拌和操作间，现场观察拌和情况，逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及一盘混合料的总质量，及时计算出矿料级配，与标准配合比进行对照。控制拌和时间，检查出料温度，发现问题及时处理。对发现运输车辆有剩余废料及油水混合物过多的情况，及时阻止运料车运入施工现场，并予以清除。检查出厂混合料的温度，对不满足温度要求的沥青混合料坚决予以废料，保证了沥青混合料的质量。
　　SMA沥青路面除解决了高温稳定性外，目前水损害是SMA的主要病害，在对现有路面病害进行全面治理的同时，采取积极有效的预防性措施，避免路面“水损害”发生，因此，在今后的设计与施工中，应进一步加强层间防水设计和SMA混合料设计研究，以减少早期损害的发生，充分发挥SMA路面的优良性能。