QC成果高速公路SMA瀝青面層施工質量控制

合六高速公公路SMA瀝青面層施工質量控控制中鐵四局一一公司高速速公路SMA瀝青面層施施工QC小組發(fā)表人：王王圣勝2007年12月一、概述合六葉高速速公路全長長104.438公里，分合合六段和六六葉段，于于2005年3月開開工工建建設設，，2007年11月28日建建成成通通車車。。本本項項目目部部承承建建的的是是合合六六段段二二標標，，位位于于合合肥肥市市肥肥西西縣縣和和六六安安市市金金安安區(qū)區(qū)境境內內，，雙雙向向四四車車道道,設計計時時速速120km/h,全長長28.751Km，開工工前前，，建建設設單單位位和和本本項項目目部部對對合合六六高高速速公公路路建建成成后后的的通通車車情情況況進進行行了了聯(lián)聯(lián)合合調調查查，，在在原原312國道道通通往往合合肥肥的的半半幅幅道道路路破破壞壞嚴嚴重重,而從從合合肥肥到到六六安安的的半半幅幅車車道道破破壞壞輕輕微微,原因因是是六六安安產產大大量量優(yōu)優(yōu)質質河河砂砂,而六六安安是是合合肥肥建建設設用用砂砂主主產產地地,運砂砂車車輛輛超超載載嚴嚴重重，，并并且且黃黃沙沙里里含含有有大大量量的的水水，，滴滴在在路路面面上上，，路路面面長長期期處處于于水水飽飽和和狀狀態(tài)態(tài)；；運運砂砂車車輛輛沿沿路路灑灑落落砂砂粒粒，，路路面面受受““砂砂粒粒-車輪輪””的的組組合合式式磨磨耗耗，，所所以以，，合合六六路路面面建建成成后后將將長長期期受受超超重重載載、、水水飽飽和和、、砂砂粒粒的的不不利利作作用用。。提出出變變更更意意見見:為了了增增強強路路面面使使用用性性能能，，延延長長道道路路使使用用壽壽命命，，我我項項目目部部提提出出將將合合六六葉葉高高速速公公路路的的合合肥肥至至六六安安段段上上面面層層AC-13細粒式瀝青砼砼結構，變更更為SMA-13瀝青瑪蹄脂碎碎石結構，建建設單位接受受我們的意見見。該結構為為骨架密實型型，具有高溫溫抗車轍、低低溫抗凍裂的的優(yōu)點。變更更后路面結構構為38cm水穩(wěn)基層+AC-25下面層+AC-20中面層+SMA-13上面層。二、QC小組概況QC小組成立于2007年7月。小組活動課題題：SMA瀝青面層施工工質量控制。。小組類型：技技術攻關型注冊號：YGS-2007-05活動時間：2007年7月-11月。小組成員情況況如下表：序號姓名年齡性別職稱組內職務接受TQM培訓時間備注1宋昌宜32男工程師組長48小時2張飛29男助工副組長48小時3吳子秋36男工程師組員48小時4王圣勝26男助工組員48小時5代政30男工程師組員48小時6伍漢34男技術員組員48小時7楊家林45男高工組員48小時技術指導QC小組成員表三、選題理由由1、SMA瀝青面層施工工技術在國內內正處在前期期實踐階段，，已施工項目目少，公司首首次施工此類類工程，無成成熟經驗借鑒鑒。2、SMA瀝青面層施工工技術控制要要求高，其混混合料骨架結結構屬于斷級級配結構，很很難壓實，，對施工壓實實度是一重大大挑戰(zhàn)。3、建設單位對對滲水系數(shù)的的要求遠高于于行業(yè)規(guī)范。。以下是路面質質量檢查項目目和控制指標標。檢查項目規(guī)范指標業(yè)主要求指標項目部自控指標壓實度%≥98≥98≥98平整度（σ）mm≤1.2≤1.1≤1.0滲水系數(shù)(ml/min)≤200≤50目標0-40（合格率≥80%）抗滑摩擦系數(shù)Fb(BPN)≥45≥45≥45構造深度(mm)≥0.55≥0.60.7~1.0四、現(xiàn)狀調查查為了掌握SMA-13瀝青上面層容容易出現(xiàn)的質質量問題，我我們按照常規(guī)規(guī)施工方法和和掌握的關于于SMA-13的特點，做了了300

m長的試驗段，，小組成員對對試驗段進行行檢查，抽查查了50處，其中23處存在問題，，具體情況如如下：序號項目頻次頻率累計頻率備注1滲水系數(shù)大939.10%39.10%

2壓實度不足834.70%73.80%

3平整度較差28.60%82.40%

4構造深度不合格14.40%86.80%

5油斑14.40%91.20%

6混合料離析14.40%95.60%

7其它14.40%100%

合計23100%

統(tǒng)計匯總:王圣勝SMA瀝青面層質量量問題排列圖圖制圖:王圣勝滲水壓實度平整度構造深度油斑離析其它9821111100%80%23問題數(shù)N（處）頻率95.6%82.4%39.1%73.8%86.8%91.2%從以上調查情情況可以看出出，影響SMA瀝青面層施工工質量的主要要問題是滲水水和密實度不不夠。而滲水水問題主要是是由不密實引引起的，也就就是說，只要要解決了壓實實度問題，滲滲水問題也就就解決了。五、目標設定定壓實度達標，，滲水系數(shù)達達到建設方要要求。目標可行性分分析：1、控制配合比的的臨界點,找到最佳級配配，使瀝青青瑪蹄蹄脂充充分填填充；；2、控制瀝瀝青混混合料料出料料溫度度，控控制碾碾壓溫溫度，，達到到在高高溫狀狀態(tài)下下充分分壓實實。六、原原因分分析壓實度不合格人料環(huán)法機環(huán)境溫溫度低低風大大運距遠遠操作經經驗不不足責任心心不強強骨料不不合格格混合料料級配配不合合理流流動壓路機機配備備不合合理碾壓設設備狀狀況差差混合料料拌合合不均均勻碾壓輪輪跡重重復不不夠配合比比不合合理混合料料松鋪鋪過厚厚碾壓遍遍數(shù)少少、速速度慢慢級配配不不連連續(xù)續(xù)瑪碲碲脂脂含含量量過過高高或或過過低低壓路路機機配配備備不不足足或或性性能能不不匹匹配配混合合料料保保溫溫差差導導致致碾碾壓壓溫溫度度低低粗骨骨料料硬硬度度不不夠夠，，形形狀狀欠欠佳佳含泥泥量量大大小組組成成員員通通過過以以上上分分析析，，共共找找出出了了15個影影響響壓壓實實度度的的因因素素，，對對這這些些原原因因進進行行確確認認如如下下：：序原因調查確認調查人調查時間結論1作業(yè)人員操作經驗不足；責任心不強SMA瀝青面層施工前，對操作人員進行了培訓，同時制定了獎懲制度，員工的作業(yè)水平和責任心都不存在問題。宋昌宜2007年7月非要因2壓路機配備不足或性能不匹配項目部配備了足夠的碾壓設備，設備的型號及性能均能滿足碾壓要求。代政2007年7月非要因3碾壓設備狀況差設備進場時均進行過驗收，確認狀況良好吳子秋2007年7月非要因4骨料含泥量大材料進場均進行了進貨檢驗，不合格地材嚴禁進場使用。伍漢2007年8月非要因5粗骨料硬度小、形狀欠佳SMA瀝青混合料結構本身要求粗骨料多，粉料多，細骨料少，骨料是斷級配的，如果骨料硬度不夠和顆粒形狀棱角少，骨料間的嵌鎖力就小，會導致SMA面層不密實，不而磨。張飛2007年8月是要因6骨料級配不連續(xù)SMA瀝青混合料結構本身要求粗骨料多，粉料多，細骨料少，骨料是斷級配的，骨料間空隙不易填充緊密，但這是結構要求。王圣勝2007年8月非要因7混合料保溫差導致碾壓溫度低SMA混合料的碾壓溫度比一般瀝青砼所需的碾壓溫度更高，保溫不好料溫過低快將難以壓實。宋昌宜2007年8月是要因8混合料拌合不均勻混合料拌合不均勻將導致粗骨料少的地方密實度不夠。張飛2007年8月是要因序原因調查確認調查人調查時間結論9瑪碲脂含量過高或過低理論配比確定后，由于骨料為斷級配，礦用量大，在實際施工中，粉料的含粉水量控制不好，較難做出最佳施工配比，粉料和木質纖維素用量多，需油量也就大，壓實時易出油；而粉料和油量少了，粗骨料空隙又難充分填充，也影響密實度。代政2007年8月是要因10松鋪過厚松鋪過厚不易壓實，但實際攤鋪厚度控制良好。王圣勝2007年8月非要因11碾壓輪跡重復不夠操作工人在碾壓時輪跡重復寬度符合要求王圣勝2007年8月非要因12碾壓遍數(shù)少、速度慢操作工人能夠按照規(guī)定的速度和遍數(shù)實施碾壓。王圣勝2007年8月非要因13混合料運距遠混合料運距遠，溫度損失大，可能導致碾壓溫度不夠。張飛2007年8月是要因14環(huán)境溫度低環(huán)境溫度低，料溫下降快，不易壓實，但施工時環(huán)境溫度尚可，影響不大。王圣勝2007年8月非要因15風大瀝青混合料散熱快，溫度低難壓實，施工時天氣較好，影響不大王圣勝2007年8月非要因根據(jù)據(jù)調調查查確確認認可可知知，，主主要要影影響響因因素素有有5個，，即即：：1、粗粗骨骨料料硬硬度度小小、、形形狀狀欠欠佳佳2、瑪瑪碲碲脂脂含含量量過過高高或或過過低低3、混混合合料料保保溫溫差差導導致致碾碾壓壓溫溫度度低低4、混混合合料料拌拌合合不不均均勻勻5、混混合合料料運運距距遠遠對策策表表序原因對策目標措施責任人施工地點完成時間1粗骨料形狀、硬度不好精選骨料骨料合格在規(guī)定范圍內合理選擇粗骨料級配、形狀和硬度，力求合理。代政試驗室07年7-10月2瑪碲脂含量過高或過低加強試驗的精確性確保配比合理精確粗骨料、石粉、木質纖維素和瀝青油的用量，通過反復試驗確定最佳施工配合比。代政試驗室07年7-10月3混合料拌合不均勻調整機械、改進拌和工藝拌合均勻往拌合機加料時，增加纖維投放機，改進礦粉添加裝置，增加拌合時間。宋昌宜拌合站07年7-10月4混合料保溫差導致碾壓溫度低采取保溫措施。確保碾壓溫度滿足要求保證混合料的拌合溫度，運輸過程中，采取雙層帆布覆蓋，加快攤鋪速度和碾壓速度，確保施工時SMA混合料溫度滿足要求。張飛王圣勝施工現(xiàn)場07年8-10月5混合料運距遠溫度損失快七、、對對策策措措施施根據(jù)以上上對策，，小組成成員開始始實施。。實施一、、骨料選選擇、配配合比設設計及調調整配合比設設計的任任務就是是確定骨骨架和瀝瀝青瑪蹄蹄脂部分分各種材材料的規(guī)規(guī)格和比比例，以以保證形形成的粗粗集料骨骨架間隙隙能恰好好被瑪蹄蹄脂填充充，使瑪瑪蹄脂能能真正發(fā)發(fā)揮膠結結作用。。我們的的步驟如如下：（1）選擇材材料。SMA之所以有有較高的的高溫穩(wěn)穩(wěn)定性，，是基于于含量較較高的粗粗集料瀝青為業(yè)業(yè)主直供供材料，，用SK-70瀝青加工工的SBS改性瀝青青，技術性性能優(yōu)良良。玄武巖與與SBS改性瀝青青的粘附附性達不不到5級，需添添加抗剝剝落劑。。為選擇擇質量好好的抗剝剝落劑，，經大量量高溫穩(wěn)穩(wěn)定性對對比試驗驗，我們們最終選選擇了江蘇文昌昌化工的的TW-1型液體抗抗剝落劑劑。SMA中瀝青用用量大，，為了避（2）確定初試級配，在《瀝青施工技術規(guī)范》的級配范圍內，以4.75mm通過率為標志選定3個不同通過率的級配。測定3種配比礦料的毛體積相對密度，及各項物理指標。按照確保質量、經濟合理、易于控制的原則，選擇2#級配，進行后續(xù)設計。合成級配工程設計級配中值下限上限1001001001009795901006062.55075272722322121.5162719191424151612201313101611119131010812SMA骨架密實實結構AC懸浮結構我們經過過擬訂了了三組配配合比進進行試驗驗，最篩分結果果篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075控制目標100976027211915131110抽提篩分10095.858.826.820.618.514.111.910.79.2試驗段檢檢測結果果如下98.498.297.599.198.497.697.898.498.697.598.697.398.999.398.398.698.799.498.398.897.698.997.598.497.39898.498.398.298.8平均值98.3標準差0.58偏差系數(shù)數(shù)59.0%代表值98.3壓實度滲水53.68.8022.145.36.913.848.213.855.353.781.520.85.336.6022.430.442.823.460.326.468.434.649.12537.939.403243.3045.143.360.218.650.533.33223.930.240.364.157.223.627.96.8017.20平均值：30.776標準差：20.3合格率：82%壓實度剛剛合合格，但富余余系數(shù)較低，，不合格的風風險較大。滲水值內控指指標合格率82%，不合格的風風險較大，未未達到100%的控制目標。。對配合比進行行調整，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)通過增加細細集料的比例例可以有效增增加壓實度，，減小滲水，，但是，此措措施同時降低低了構造深度度，降低了摩摩擦系數(shù)，不不是有效方案案。經數(shù)次微微調，減小4.75mm的通過率，適適當加大0.6mm以下的通過率率，有效解決決了壓實度、、滲水和構造造之間的矛盾盾。實施二、混合合料拌和質量量控制為了提高混合合料的拌和質質量，我們選選用了JRM4500型間歇式瀝青青混凝土拌和和站，采用電電腦控制，能能夠對瀝青溫溫度、礦料加加熱溫度、混混合料的溫度度進行及時紅紅外檢測，同同時對每一盤盤的混合料生生產情況逐盤盤記錄并打印印。SMA瀝青混合料需需要投放木質質纖維素，我我們在瀝青拌拌和機組中增增加了木質纖纖維素投料機機，根據(jù)每盤盤混合料數(shù)量量設定添加數(shù)數(shù)量。SMA瀝青混合料瀝瀝青用量多，，為了充分拌拌和均勻，我我們調整了原原料添加順序序，采取先添添加木質纖維維素，后添加加瀝青，并延延長了拌和時時間，具體時時間如下：木質纖維素的的添加打印每盤添加加重量通過調整加料料順序和拌和和時間，木質質素纖維被分分散的更徹底底、均勻。經經過對混合料料溶解分離后后檢查，情況況如下：拌和工藝每5公斤混合料中，含未拌開的>2cm木質素團塊（塊數(shù)）每5公斤混合料中，含未拌開的>1cm木質素團塊（塊數(shù)）調整前310調整后03加礦料加纖維干拌20秒濕拌50秒加礦粉加瀝青出料實施三、混合合料溫度控制制由于SMA瀝青混合料溫溫度敏感性較較強，并且面面層較薄，僅僅4cm，且項目管段段長，瀝青混混合料運距遠遠，溫度損失失大，必須保保證混合料的的碾壓溫度，，才能達到良良好的壓實效效果。為此，，我們必須從從各個環(huán)節(jié)采采取措施控制制溫度。1、控制混合料料出廠溫度：：在混合料拌和和過程中，業(yè)業(yè)主下發(fā)作業(yè)業(yè)指導書要求求混合料超過過190度必須廢棄，，我們采用靠靠近上限的辦辦法，控制混混合料出場溫溫度在175~185度左右，這樣樣，保證了初初始溫度，也也是攤鋪溫度度的重要保證證。檢驗出廠溫度度2、加強運輸過過程中保溫措措施：我們采取在混混合料裝車后后，在運輸車車周圍都用棉棉被進行覆蓋蓋，并且覆蓋蓋完全，在車車頂部先用雙雙層加厚帆布布進行覆蓋，，用鐵絲將帆帆布緊緊扎牢牢在車廂上，，防止運輸過過程中被風吹吹起。棉被包裹帆布布覆蓋3、攤鋪施工時時的溫度控制制：對現(xiàn)場攤鋪速速度和運距及及拌和站產量量進行計算，，達到拌和、、運輸和攤鋪鋪匹配，在保保證不出現(xiàn)停停機待料的情情況下，現(xiàn)場場不積壓料車車，保證混合合料到場得到到及時攤鋪。?；旌狭线\輸輸?shù)浆F(xiàn)場時，，不揭開蓬布布，待卸料完完畢后才允許許整理蓬布。。混合料溫度度攤鋪溫度不不低于160℃，否則，作為為廢料處理。。攤鋪速度×每米用量×60分鐘=拌和站每小時時產量4、及時跟蹤碾碾壓：在攤鋪機攤鋪鋪完成后，采采取跟蹤式碾碾壓方式進行行碾壓，爭取取瀝青混合料料在較高的溫溫度狀態(tài)下及及時得到壓實實。跟蹤式碾壓通過以上保溫溫控制，我們們檢測得到運運輸20km距離時候，溫溫度僅下降1-2℃，初壓溫度均均在165℃以上，壓實溫溫度得到有力力的保證。溫度處理效果果在按以上步驟驟實施的同時時，對攤鋪的的平整度、橫橫坡度、厚度度和攤鋪段接接縫均進行的的效的控制，，確保SMA瀝青路面的的各項質量量指標均滿滿足規(guī)范和和建設方的的要求。其他指標控控制八、SMA瀝青面層效效果檢查篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075控制目標100976026211916141211抽提篩分10095.858.826.120.919.115.814.612.711.1篩分結果實施效果檢檢查壓實度度99.198.798.999.298.998.399.298.899.299.1100.599.799.510098.798.498.4101.198.299.410099.899.898.199.599.5平均值：99.2標準差：0.72偏差系數(shù)：滲水4.636.7009.124.221.70027.135.60024.1