新型SMA沥青混凝土路面具有优异的抗车辙性、耐久性和高温稳定性，为了确保SMA路面的施工质量，文章主要探讨了智能化施工技术在SMA沥青混凝土路面中的创新应用。通过智能化技术对沥青的配置、摊铺和压实过程进行优化，不仅可以提高施工效率，还能够显著提升路面性能。智能化沥青配置系统能够精准控制沥青与集料的比例，确保混合料的质量和一致性，从而为后续的摊铺和压实提供可靠保障。在摊铺过程中，智能摊铺控制技术通过实时监测摊铺机的速度、温度和摊铺厚度，动态调整摊铺过程中的各项参数，保证沥青混凝土的均匀性和高度平整性。压实阶段，智能压实系统则通过加速度、温度等数据的实时反馈，调整压路机的工作参数，确保压实效果达到最佳，避免出现车辙、裂缝等施工缺陷。智能化技术的应用，使得SMA沥青混凝土路面在能够满足现代交通负荷的同时，具备更强的抗老化、抗水损害和抗疲劳性能，大大延长路面的使用寿命，并有效降低后期维护成本。

关键词：SMA沥青混凝土 智能化 智能压实

近年来，随着交通量不断增加，重载车辆的广泛使用给道路路面带来了严峻的考验。传统的沥青混合料存在高温条件下容易产生车辙，低温时出现裂缝，以及水损害等问题，难以满足现代交通需求。新型SMA沥青混凝土凭借其优越的抗车辙性能、出色的耐久性和高温稳定性，迅速成为现代公路建设中的理想材料选择。然而，SMA沥青混凝土的优越性能在实际应用中能否充分发挥，关键在于施工过程中的质量控制［1-2］。只有通过精确的施工和严格的质量控制措施，才能确保SMA沥青混凝土路面的长久耐用性和卓越表现。文章将深入探讨SMA沥青混凝土路面施工的高质量控制技术，重点涵盖配合比设计、材料选择、温度控制和智能施工工艺等核心环节。

合理的配合比设计能够为SMA混凝土的物理性能奠定基础，确保其在抗压、抗拉、抗车辙等方面符合标准要求。材料选择则直接影响混凝土的抗水损害能力和耐久性，因此需要选择高质量、耐磨的石料和优质沥青，以适应重载车辆的长时间碾压。温度控制对SMA的铺设质量至关重要，精准的温度管理能够确保沥青在摊铺和压实过程中保持合适的流动性，避免因温度过高或过低而产生的压实缺陷［3］。智能施工工艺的应用，通过智能监控设备的实时反馈，能动态调控施工参数，进一步保障施工过程中的均匀性和质量一致性［4-5］。通过系统的质量控制措施，SMA沥青混凝土路面的整体性能将得到显著提升，延长其使用寿命，降低日后的维护成本。同时，这一系列措施的有效实施，也使得道路能更好地应对日益增多的交通量和重载车辆的需求，为现代交通提供更加高效、可靠的基础设施支撑。

1、新型SMA沥青拌合技术

1.1 配合比设计

新型SMA沥青混合料主要由高质量的粗骨料、细骨料、矿粉、纤维材料和高黏度沥青结合料组成。配合比设计是保证SMA混合料性能的关键环节。优化各成分的比例，以确保混合料具有高稳定度、高流值和合适的空隙率。此外，加入适量纤维材料，可以显著提高混合料的抗裂性能和稳定性。

粗骨料：通过选取高质量、耐磨损的碎石，确保骨架结构的稳定性。

细骨料和矿粉：细骨料和矿粉的选择应确保与沥青结合料的良好黏结，通常使用高质量的石粉和矿物填料。

沥青结合料：采用高黏度、耐高温性能好的改性沥青，以提高抗车辙性和耐久性。

纤维添加剂：添加适量纤维材料（如纤维素纤维、聚酯纤维），增强混合料的抗裂性能和稳定性。

1.2 智能拌合设备

沥青智能拌合设备通过集成现代智能化技术，显著提升了沥青混合料生产的精度、效率和质量控制水平。这些设备通常由多个关键系统组成，包括传感器系统、自动控制系统、数据采集与分析系统以及远程监控与管理系统，每个系统在沥青拌合过程中都发挥着重要作用。

传感器系统作为智能拌合设备的核心组成部分，负责实时监测沥青混合料生产过程中各项参数，如温度、湿度、集料含量、沥青含量、搅拌均匀度等。通过高精度传感器，系统能够准确感知生产过程中的细微变化，并将数据传输给自动控制系统。

自动控制系统利用从传感器系统收集的数据，通过先进的算法和控制逻辑自动调整生产参数，确保各类材料的配比、温度和搅拌过程始终符合设计要求。这种自动化调整极大地减少了人工干预，确保了沥青混合料的高一致性和质量，同时也提高了生产效率，避免了人为错误和浪费。

数据采集与分析系统则对所有生产过程中的数据进行实时收集、存储和分析。系统能够对生产数据进行深入的挖掘，为生产人员提供详细的质量分析报告，并进行趋势预测。通过大数据分析，系统能够识别出潜在的生产问题，并及时提出改进建议，从而优化生产流程和产品质量。

远程监控与管理系统提供了实时的设备状态和生产过程监控功能。通过远程监控平台，操作人员能够随时查看设备运行情况、生产进度以及各项实时数据，并在必要时进行调整和干预。此外，远程管理系统还允许多个生产单位的集中管理和数据共享，为调度、维护和技术支持提供便利。这种远程控制功能大大提升了设备管理的灵活性和响应速度。

总体来说，沥青智能拌合设备通过全面的智能化设计，优化了沥青混合料的生产过程，提高了生产精度、效率和一致性，同时降低了生产成本。通过智能化手段，沥青混合料的质量控制更加精准，能够满足现代公路建设对高质量沥青路面材料的需求，提升道路建设的整体质量和可持续性。

2、高精度摊铺技术

2.1 全站仪和光学标靶

在摊铺机上安装全站仪，可以精确测量机器与施工场地中光学标靶的位置关系，从而实时确定摊铺机相对于场地标高的精确高度。这一技术通过光学测量的方法，获取摊铺机在不同位置上的高度信息，确保施工过程中达到所需的高度和坡度要求。全站仪采集的数据会通过无线设备传输到处理系统中，与预设的摊铺设计高度和坡度进行实时比对。

当实际高度与设计高度之间存在偏差时，系统能够迅速进行分析，并自动调整摊铺机的摊铺量，以对后续摊铺过程中的高程进行修正。如此一来，摊铺机能够在整个施工过程中持续保持在设计要求的高度和坡度范围内，确保摊铺表面平整度和质量达标。借助全站仪的高精度测量和无线数据传输，施工团队能够对摊铺机的高程控制进行精确、实时的调节，从而减少人为操作误差，提升施工的精度与效率。最终，这种系统化的监控与调整方式使得整个摊铺过程更加智能化，并显著提升了施工的质量稳定性和精细度。

2.2 高精度GPS定位系统

安装在摊铺机上的高精度GPS系统通过接收多个卫星信号，能够在行驶过程中精确采集摊铺路径和运动轨迹，从而确定摊铺机在道路上的实时位置和行驶状态，确保摊铺路径不会出现重叠。通过这种精确定位，GPS系统能够实时监控摊铺机的行驶速度、行驶方向和路径覆盖情况，确保摊铺过程符合施工要求。与此同时，GPS系统还可以记录和存储施工中的关键数据，如摊铺速度、行驶时间、沥青材料消耗量等。这些数据能够通过与预设的目标沥青摊铺量进行对比，帮助施工人员实时分析摊铺过程中的材料消耗和效率，并在需要时调整摊铺机的行驶速度和沥青投放量，从而优化后续摊铺的效率和质量。结合动态控制反馈系统（FPS）原理，GPS系统不仅可以实现位置监控，还能在摊铺过程中对关键变量进行自动化调整，使得施工更加智能化和高效化。这种结合方式使得施工人员可以更全面地掌握和调控摊铺机的运行状态，有助于在保证施工质量的同时有效降低材料浪费，提升整体施工效率和精度。

2.3 温度监控系统

沥青混合料作为1种热塑性材料，其黏滞性会随着温度的变化而呈现出显著的波动。当温度升高时，沥青混合料的塑性增大，使其更容易在摊铺过程中展现出良好的流动性和平整度。然而，过高的温度也会带来一系列不良后果，例如在压实阶段，过热的混合料容易在压路机的两侧隆起，影响平整度，甚至导致摊铺层表面产生裂纹。此外，还可能引发压路机轮胎黏附沥青或推移混合料的现象，从而破坏摊铺层的质量。反之，温度过低会导致混合料变硬，难以充分压实，压实后的路面会留下难以消除的轮迹印记，直接影响路面的平整度。在严重的情况下，低温甚至可能导致路面无法完成有效压实，或引发其他施工缺陷。因此，在摊铺和压实过程中，尤其是对于SMA沥青路面，精确的温度控制是确保摊铺质量和压实效果的关键。

为了实现对温度的精准监控与调节，在摊铺机和压实设备的前端安装了高精度的红外温度传感器。这些传感器能够实时采集摊铺和压实过程中混合料的温度数据，并通过无线传输或有线连接将数据传送到信息处理系统。该系统可以实时监控混合料的温度，将其与预设的最佳温度范围进行对比分析。通过这种智能化的分析，系统可以识别当前温度是否处于理想范围之内，进而给出相应的参数调整建议。例如，当温度超出最佳范围时，系统会自动生成警报，提示操作人员采取必要的调整措施，以便在下一步的摊铺或压实过程中恢复到理想的温度区间。

这种基于实时温度监测的智能化调节系统，可以有效避免因温度波动而导致的压实质量问题。在施工人员根据传感器提供的反馈数据进行必要的调整后，SMA沥青混凝土的摊铺和压实过程可以在最佳温度条件下进行，从而确保了路面层的平整度和密实度，提高了施工的整体质量和效率。同时，这种系统化的温度控制技术不仅减少了人为操作误差，还提升了SMA沥青路面的长期耐久性，使路面能够更好地承受交通荷载，延长其使用寿命。通过应用这一智能温度控制系统，施工过程变得更加高效、精准和自动化，为优质、耐用的沥青路面建设提供了强有力的技术保障。

2.4 动力响应监控设备

目前，智能压实系统在道路与铁路工程施工中已逐渐普及，并成为主流方法之一。这些系统通常基于加速度动力响应原理，这是因为施工过程中机械的振动频率、加速度、位移等压实施工参数较为容易获取与监测。通过对振动加速度信号进行频谱分析，并利用谐波比等方法，可以建立动力响应值与路基压实度之间的关系，从而实现对压实质量的动态监控和调整。施工团队可以根据实时采集的动力响应数据对压实工艺进行调控，以确保达到最佳的压实效果。常见的动力压实指标如表1所示。

早在20世纪90年代初期，我国就率先在兰新铁路、京沪高铁等重点铁路路基压实施工中开展了连续智能压实的研究与应用。这些项目基于动力学原理，通过实时监测施工过程中的动力响应数据，实现了对路基压实质量的连续监控与优化调整。这些先行的研究和应用取得了显著的成效，为后续的铁路、公路和市政工程的智能压实技术发展奠定了基础［6-9］。此后，随着智能压实技术的不断成熟和推广，更多基于动力响应原理的智能压实系统逐渐应用于各类基础设施工程中，成为提高施工质量和效率的有效手段，为我国基础设施建设提供了强有力的技术支持。

3、智能压实设备的运用

文章所提及的智能碾压设备如图1所示，将温度传感器、RTK、加速度传感器安装在压实机械上组装成智能碾压设备。在基于已经安装的智能压实设备的支持下，现场进行了全面的压实试验，试验区域设置了6个试验条带，旨在全面评估和优化SMA沥青混合料的施工质量。

根据智能压实设备所搭载的温度传感器获得现场温度曲线，如图2所示，可以看出，沥青混合料的温度在整个压实过程中稳定维持在144 ℃～154 ℃之间。这一温度范围符合SMA沥青混合料的最佳压实温度区间，确保了材料在压实过程中具有适当的流动性和黏结性。高于该温度，沥青混合料可能过于松散，无法达到最佳的密实度；而低于该温度，混合料的压实效果将受到影响，可能导致压实不足，影响路面的使用寿命和耐久性。通过对SMA沥青混合料的优化配比和施工温控技术的改进，可以看出，这些优化措施已在现场压实过程中发挥了显著作用。温度数据的稳定性表明，优化后的SMA沥青混合料在压实期间得到了良好的控制，充分保证了材料在合适的温度范围内得到均匀压实。

所搭载的加速度传感器在压实过程中持续监测并收集振动轮的加速度信号，信号数据如图3所示。在这些数据的基础上，通过精确的计算与处理，可以得到每个试验条带上的CMV（压实值），如图4所示。CMV值的计算过程涉及对加速度信号的频谱分析以及动态响应评估，从而反映出不同试验条带的压实效果。

由图4可知，CMV值大致在25～45之间波动，这一范围内的CMV值表明了压实过程中沥青路面的整体稳定性。CMV值的稳定性和均匀性直接反映了压实过程的质量和压实程度。较低的CMV值可能意味着压实不足，而较高的CMV值则可能表明材料过度压实，导致密实度过高甚至出现裂纹或不均匀沉降等问题。然而，在25～45的CMV值范围内，沥青混合料在压实过程中保持了良好的流动性和塑性，能够形成均匀且稳定的密实层。

这一现象进一步验证了新型SMA混合料在实际施工中的优越性能。通过合理的配合比和严格的施工控制，新型SMA沥青混合料不仅在抗车辙性和耐久性上表现突出，而且在压实过程中能够稳定地维持最佳的物理性质。这表明新型SMA沥青拌合料在实际道路施工中具有良好的适应性，能够在复杂的交通负荷和环境条件下提供长久的性能保障。

4、信息化综合管理系统

信息化管理系统在现代施工管理中发挥了至关重要的作用，通过实现施工全过程的实时监控和数据管理，确保了施工质量的高效控制。在施工现场，各类关键数据如材料配比、温度、碾压密实度等均可通过传感器实时采集并上传至管理平台。施工管理人员通过这一平台可以全面掌握施工进展情况，并对数据进行深入分析。利用移动终端设备，施工人员可以随时查看并分析这些实时数据，及时发现并纠正任何潜在的质量问题，确保施工始终处于最佳状态。

这种信息化管理方式不仅提升了施工质量控制的精度和效率，还有效减少了因信息不对称或反应迟缓而引发的质量问题。施工过程中的关键节点数据、历史数据记录以及相关的施工质量报告都能在平台上进行归档和备份，为后续施工改进、质量检查和追溯提供了可靠的依据。同时，管理平台的实时反馈功能使施工人员能够依据现场实际情况做出科学、迅速的调整，进一步保障了施工过程的稳定性和质量一致性，从而实现了更高标准的施工管理。新型SMA沥青混凝土路面高质量控制技术流程图如图5所示。

5、结束语

综上所述，新型SMA沥青混凝土路面高质量控制技术为公路路面施工提供了更加科学、智能的管理手段，直接影响到后续公路的耐久性和安全性。通过各个环节的智能化控制，施工质量得以全面把控，从材料配比到摊铺和压实的每一步均在合理的技术参数范围内进行，有效保障了施工质量的一致性。配合信息化管理平台的实时监控和数据分析，施工团队能够及时调整施工参数，确保每道工序都达到预期标准。借助这些系统化的质量控制措施，SMA沥青混凝土路面在面对复杂交通条件时能够展现出优异的性能和持久的使用寿命，为现代公路建设的高质量发展提供有力支持。

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原创作者：冯宇子1，2，孔 滔2，赵世康2（1. 中交四航局第二工程有限公司，广东 广州 510230；2. 中国港湾工程有限责任公司 北京 100010）