SMA瀝青瑪蹄脂碎石瀝青路面施工技術(shù)與應(yīng)用(修改)復(fù)習(xí)進(jìn)程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。SMA瀝青瑪蹄脂碎石瀝青路面施工技術(shù)與應(yīng)用(修改)-文章編號(hào)：1009-7767(2010)01-0000-00SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面施工技術(shù)應(yīng)用裘智坤1，張長(zhǎng)福2，隆勁軍2，袁海舟2，劉德柱3（1.湖州城市建設(shè)發(fā)展總公司，浙江湖州313000；2.湖州市政工程有限公司，浙江湖州313000;3.湖州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，浙江湖州313000）摘要：結(jié)合湖州市人民路整治改造工程SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)SMA瀝青混合料從原材料選用、配合比設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)等各方面作了較為全面的分析與介紹，對(duì)S

2、MA瀝青瑪蹄脂碎石路面的施工具有一定指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：SMA;瀝青混合料;骨架密實(shí)結(jié)構(gòu);施工技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào)：TU528.42文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BApplicationoftheConstructionTechnologyforSMAAsphaltConcreteRoadSurfaceQiuZhikun，Zhangchangfu,LongJingjun,YuanHaizhou,LiuDezhuSMA是一種熱拌熱鋪的斷級(jí)配骨架密實(shí)型瀝青混合料。我國(guó)首次試用改性瀝青SMA路面技術(shù)是1992年北京市公路局在建設(shè)“國(guó)門(mén)第一路”的首都機(jī)場(chǎng)高速公路中提出的，4經(jīng)過(guò)多年的研究與發(fā)展，2002年發(fā)布了SHCF40-0

3、4-2002公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南，但由于其施工控制和作業(yè)難度較普通瀝青混凝土要求高，加上部分技術(shù)人員對(duì)SMA混合料的特性認(rèn)識(shí)不足，有的省、市由于試驗(yàn)路段多次鋪筑不理想，因此推廣面始終不夠廣泛。本文結(jié)合湖州市人民路整治改造工程SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)SMA瀝青混合料從原材料選用、配合比設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)等各方面作了較為全面的分析與介紹，對(duì)SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的施工具有一定指導(dǎo)意義。1SMA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)路面瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、抗疲勞性、耐久性及表面服務(wù)功能等往往是相互制約的。尤其是高溫抗車(chē)轍性能及低溫抗裂性能之間、抗滑性能與耐久性之間，始終是突出的

4、兩對(duì)矛盾。SMA瀝青瑪蹄脂碎石充分考慮了AC、AM和AK等級(jí)配的缺點(diǎn)，又力求利用它們的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到較完美的組合，因而是一種較為理想的混合料結(jié)構(gòu)。4其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）SMA組成中，礦料是間斷級(jí)配，粗集料占70%以上，粗集料顆粒之間有良好的嵌擠作用，瀝青混合料產(chǎn)生非常好的抵抗荷載變形能力，因而有較強(qiáng)的高溫抗車(chē)轍能力。2）SMA使用礦粉多（8%12%），瀝青多（5.7%6.5%），同時(shí)使用纖維作穩(wěn)定劑，因此混合料的低溫抗裂性大幅提高。3）SMA的內(nèi)部空隙率很?。?%4%），幾乎不透水，因而混合料的水穩(wěn)性得到改善。4）SMA的混合料內(nèi)部被瀝青瑪蹄脂充分填充，空隙率小，瀝青與空氣接觸少，因而瀝青混合料

5、的耐老化性能好。5）SMA基本上不透水，對(duì)下面的瀝青層和基層有較強(qiáng)的保護(hù)作用和隔水作用，因而使路面能保持較高的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在以上因素共同作用下，SMA結(jié)構(gòu)能全面提高瀝青混合料和瀝青路面的使用性能，減少維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)使用壽命。如果同時(shí)使用改性瀝青，瀝青瑪蹄脂的性能大幅提高，盡管初期投資有所增加，但工程的總體經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。2SMA材料和配合比設(shè)計(jì)2.1原材料選用SMA瀝青混合料由瀝青、纖維穩(wěn)定、粗骨料、礦粉及少量細(xì)集料等原材料組成。2.1.1集料粗集料是構(gòu)成SMA混合料骨架結(jié)構(gòu)的主體材料，要求選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙、抗磨耗、耐磨光、形狀接近立方體的破碎石料，破碎率一般為100%。本工

6、程采用的粗集料為玄武巖。細(xì)集料宜采用專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的機(jī)制砂，當(dāng)采用普通石屑代替時(shí)，宜采用與瀝青粘附性好的石灰?guī)r石屑，且不得有泥土、雜物。石灰?guī)r石屑由于粉料含量普遍較高，一般要求小于0.075粉料含量控制在10%以?xún)?nèi)。填料一般為磨細(xì)天然石灰?guī)r的礦粉，要求不含任何有機(jī)物質(zhì)及易于膨脹引起損壞的成分。2.1.2穩(wěn)定劑與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，SMA具有較高的瀝青含量和較多的粗集料，因此必須含有適當(dāng)類(lèi)型和數(shù)量的穩(wěn)定劑，以便在混合料的儲(chǔ)存運(yùn)輸和攤鋪過(guò)場(chǎng)中防止瀝青混合料發(fā)生析漏。SMA混合料通常采用纖維作為穩(wěn)定材料，SMA普遍采用的穩(wěn)定劑為本質(zhì)素纖維。2.1.3瀝青結(jié)合料SMA混合料需要選擇比AC混合料黏度更大的瀝

7、青結(jié)合料。采用黏度較大的瀝青結(jié)合料或改性瀝青，可以加厚包裹集料的瀝青膜以減少析漏，同時(shí)可強(qiáng)化瑪蹄脂性能以防止路面在交通荷載作用下瑪蹄脂上浮，從而穩(wěn)定與強(qiáng)化SMA的粗集料骨架結(jié)構(gòu)，保證SMA具有足夠的高溫抗車(chē)轍能力。3該工程采用殼牌SBS改性瀝青。2.2配合比設(shè)計(jì)SMA混合料配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件體積設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)遵循下列原則：1）SMA必須具有相互嵌擠緊密的粗集料骨架，即要達(dá)到馬歇爾試件的粗集料間隙率VCAmix，并必須小于搗實(shí)狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率VCADRC；2）填充在SMA的粗集料骨架間隙中的瀝青結(jié)合料，應(yīng)符合最小瀝青用量的要求，馬歇爾試件的空隙率要求在3%4%之間。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和配

8、合比設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)、檢驗(yàn)指標(biāo)要求，經(jīng)過(guò)多次礦料組分和不同油石比的反復(fù)試驗(yàn)，該工程最終確定的配比為：最佳油石比（Pa）=6.2%；空隙率（Va）=3.5%；礦料間隙率（VMA）=17.7%；瀝青飽和度（VFA）=80.2%，粗集料間隙率（VCAmix）=37.6；粗集料骨架間隙率（VCADRC）=38.8；穩(wěn)定度(MS)8.82KN；流值（FL）=36.8。SMA混合料性能滿足規(guī)范要求。各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、表2。表1SMA-13混合料礦料組成級(jí)配項(xiàng)目通過(guò)下列方孔篩（mm）的質(zhì)量百分率/%16.0013.209.504.752.361.180.600.300.150.075設(shè)計(jì)級(jí)配100.091.

9、158.628.121.018.915.614.013.010.5規(guī)范上限1009050201514121098規(guī)范下限1001007534262420161512規(guī)范中值100.095.062.527.020.519.016.013.012.010.0Pa/%毛體積密度/（g/cm3）Va/%VMA/%VCADRC/%VCAmix/%VFA/%MS/kNFL/%6.22.4883.517.738.837.680.28.8236.8技術(shù)要求-3417.0VCAmixVCADRC75856-表2SMA混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果與技術(shù)要求3SMA施工工藝SMA混合料的施工工藝要求高，對(duì)原材料及施工環(huán)境因

10、素影響較為敏感，因此必須做好精心組織、精心施工。3.1施工環(huán)境條件由于SMA面層鋪筑厚度薄，一般為3040，而且所用瀝青比較粘稠，要求壓實(shí)終結(jié)溫度較高，故可壓實(shí)的時(shí)間較短。SMA對(duì)施工環(huán)境條件的要求比常規(guī)瀝青路面嚴(yán)格，需要相應(yīng)提高施工溫度，以延長(zhǎng)有效壓實(shí)時(shí)間。在改性瀝青SMA施工時(shí)，要求氣溫及路床溫度高于15，且處于上升狀態(tài)，并應(yīng)在干燥、清潔、經(jīng)整平的下臥層上鋪筑，雨天禁止施工。在大風(fēng)天氣與寒潮降溫天氣，混合料攤鋪后，溫降快，是否施工應(yīng)慎重考慮，并應(yīng)采取特殊的質(zhì)量保證措施。3.2混合料生產(chǎn)按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)合格的混合料是獲得SMA瀝青路面優(yōu)良性能的根本保證。SMA路面性能與混合料體積特性對(duì)級(jí)配組成

11、非常敏感，尤其是對(duì)3個(gè)關(guān)鍵性孔4.75、2.36與0.075的通過(guò)率要求更為嚴(yán)格，因此SMA混合料生產(chǎn)必須對(duì)級(jí)配組成進(jìn)行較為精確的質(zhì)量控制。SMA混合料生產(chǎn)前，必須進(jìn)行熱料倉(cāng)中熱集料與填料的生產(chǎn)組合級(jí)配，并最大限度地減少各熱料倉(cāng)集料的溢料與待料現(xiàn)象，保證均衡地進(jìn)行混合料生產(chǎn)，以提高混合料的生產(chǎn)效益。由于SMA混合料中添加了纖維，填料數(shù)量多，且結(jié)合料黏度較大，故干拌和濕拌時(shí)間都需要適當(dāng)增加，一般要求增加干拌和濕拌時(shí)間515s。使用改性瀝青時(shí)，瀝青加熱溫度控制在160165，集料加熱溫度190200，SMA混合料出廠溫度（SBS改性瀝青）控制在170185。3.3攤鋪與碾壓混合料攤鋪是保證SMA路

12、面平整度與厚度的關(guān)鍵工序，施工時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1）在鋪筑SMA混合料之前，應(yīng)對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。應(yīng)注意適當(dāng)設(shè)置料門(mén)高度，以保證將充足的混合料經(jīng)條式傳送器送到螺旋布料器。在攤鋪機(jī)向前移動(dòng)時(shí)，使混合料高度等于或大于螺旋高度的50%，但不超過(guò)2/3的高度，以保證混合料的充分拌和與均勻分布。2）SMA粗集料占70%以上，施工中粗、細(xì)集料的離析已不是主要問(wèn)題，因此攤鋪寬度不作硬性限制，完全可以加寬到整個(gè)路幅寬度（一般不大于12m即可進(jìn)行全幅攤鋪）。這樣不僅可提高SMA路面平整度，而且可消除兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)時(shí)，結(jié)合部熱接縫容易出現(xiàn)的壓實(shí)不足、麻面、不平整等質(zhì)量缺陷。3）混合料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)

13、的協(xié)調(diào)性至關(guān)重要，攤鋪速度應(yīng)與拌和站混合料生產(chǎn)率相適應(yīng)。攤鋪機(jī)行走速度，在很大程度上受混合料的生產(chǎn)能力和碾壓能力控制，為了給壓路機(jī)留出較多的有效壓實(shí)時(shí)間，攤鋪速度應(yīng)盡量放慢，并保持均速運(yùn)行，一般控制在1.5m2.5m/min，最多不超過(guò)3m/min。混合料壓實(shí)是保證SMA路面具有優(yōu)良抗車(chē)轍、防水損害性能與耐久性的關(guān)鍵工序，施工時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1）SMA混合料是骨架型密實(shí)混合料，壓實(shí)SMA混合料并不需要強(qiáng)大壓實(shí)功能，過(guò)強(qiáng)的壓實(shí)功能將會(huì)破壞SMA粗集料骨架結(jié)構(gòu)。SMA混合料有效壓實(shí)時(shí)間較短，施工時(shí)必須趁熱打鐵，及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)，嚴(yán)防低溫過(guò)度碾壓。2）SMA混合料鋪筑中通常采用23臺(tái)1012t雙振

14、雙驅(qū)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓或加振碾壓。不應(yīng)采用輪胎壓路機(jī)壓實(shí)SMA路面，因?yàn)椴捎幂喬郝窓C(jī)壓實(shí)不僅因輪胎容易粘附SMA混合料而形成表面缺陷，而且易造成瑪蹄脂上浮而使SMA喪失表面構(gòu)造，對(duì)SMA路面質(zhì)量造成負(fù)面影響。3）在壓實(shí)工藝上，必須屏棄傳統(tǒng)的壓實(shí)觀念。壓實(shí)應(yīng)采用一步到位的壓實(shí)方式，以最短的時(shí)間在混合料冷卻到規(guī)定的壓實(shí)終結(jié)溫度（一般不低于130）之前，將混合料壓實(shí)到規(guī)定要求。一般在鋪筑層任一位置壓實(shí)46遍（往返1次為1遍），即可達(dá)到要求的壓實(shí)度。3.4接縫施工由于SMA混合料具有更多的粗集料與勁度更大的結(jié)合料，因而在SMA鋪筑面設(shè)置接縫比在密級(jí)配混合料中更加困難。SMA上面層的縱向接縫應(yīng)與規(guī)定的

15、車(chē)道線相一致，不同層次縱向接縫之間的距離應(yīng)不少于15。不同層次橫向接縫之間的距離不少于1m。接縫處攤鋪混合料時(shí)應(yīng)調(diào)整好預(yù)留高度，以保證接縫處的平整度。為保證獲得平整密度的接縫，碾壓工藝非常重要，接縫處應(yīng)優(yōu)先碾壓和趁熱高溫時(shí)碾壓，如有可能，橫向接縫應(yīng)采用橫向碾壓。3.5施工注意事項(xiàng)1）判斷SMA的重要特征之一是“是否在高溫狀態(tài)下用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓而不產(chǎn)生推擁”。SMA是骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)，因此可以在混合料高溫狀態(tài)下（160170）振動(dòng)碾壓。2）SMA熱混合料在運(yùn)輸和鋪筑過(guò)程中，可能會(huì)因產(chǎn)生瀝青結(jié)合料或瑪蹄脂的析漏而導(dǎo)致出現(xiàn)油斑，應(yīng)采用有效措施加以預(yù)防,例如：適當(dāng)降低混合料生產(chǎn)溫度；降低結(jié)合料含量；改變

16、纖維用量和性能等。3）“表面既有較大的構(gòu)造深度又基本不透水”是判別SMA真?zhèn)蔚牡诙髽?biāo)志。因此要及時(shí)做好SMA路面的滲水量檢測(cè)，一般要求現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)滲水量不大于200ml/min，路面構(gòu)造深度控制在0.81.5之間。4）SMA路面的壓實(shí)度很重要，因此要加強(qiáng)壓實(shí)工藝的管理，在有效壓實(shí)溫度（130）下，確保碾壓遍數(shù)（一般為46遍）。5)施工中應(yīng)及時(shí)做好混合料質(zhì)量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整，做好質(zhì)量監(jiān)控工作。4結(jié)語(yǔ)在不斷摸索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，人民路整治改造工程5個(gè)路段的SMA路面施工質(zhì)量總體上達(dá)到了較高的水平，現(xiàn)場(chǎng)平整度、表面粗糙度、壓實(shí)度和室內(nèi)混合料的馬歇爾檢驗(yàn)等各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了較為滿意的結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)壓

17、實(shí)度檢測(cè)平均達(dá)98%以上，滲水量檢測(cè)80個(gè)斷面平均為72ml/min，路面構(gòu)造深度檢測(cè)80個(gè)斷面綜合評(píng)定為0.81，滿足SMA路用性能的各項(xiàng)指標(biāo)要求。人民路整治改造工程SMA路面結(jié)構(gòu)層的施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，SMA混合料的骨架結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵性篩孔的級(jí)配控制是保證SMA路用性能的根本，而在有效碾壓溫度條件下的碾壓工藝是保證SMA路面質(zhì)量的關(guān)鍵。碾壓不及時(shí)或不到位就很容易出現(xiàn)滲水量偏大或超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，這是SMA施工的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此滲水量的檢測(cè)在SMA瀝青路面施工中是一項(xiàng)重要指標(biāo)。參考文獻(xiàn)：1中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)公路工程委員會(huì).SHCF40-01-2002公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南S.北京：人民交通出版社2004.2呂偉民,孫大權(quán).瀝青混合料設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：人民交通出版社2007：p*-p*(請(qǐng)補(bǔ)充引用頁(yè)碼，并在正文內(nèi)適當(dāng)位置用上角標(biāo)作文獻(xiàn)引用標(biāo)識(shí)，例如：“對(duì)防止墩身溫度內(nèi)力過(guò)大、改善矮墩受力也產(chǎn)生很大的影響2?！?3余叔潘.S