瀝青瑪蹄脂碎石SMA路面施工工法

瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)路面施工工法瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)路面具有良好的溫度穩(wěn)定性和抗疲勞性能，是一種使用性能優(yōu)良的路面，進入二十一世紀后，在國內(nèi)逐步得到了推廣應用。由于SMA瀝青混凝土路面具有抗滑性好、噪音較低等表面功能，且密水性好、耐久性好，具有較高的使用性能，因而路面使用壽命延長、維修成本低且方便，目前江蘇省高速公路瀝青路面表面層已普遍采用SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面，如我公司承建的沿江高速公路SZ21標、宿淮高速公路HA23標、寧淮高速公路HA21標、寧常高速公路NC21標路面皆采用SMA13S型瀝青瑪蹄脂碎石表面層。經(jīng)過多年的高速公路施工實踐和經(jīng)驗積累，對SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的施工特點、材料要求、施工工藝控制要點已有了深刻的認識，并形成了一套行之由效的施工方法和施工質(zhì)量控制措施，使已建成的瀝青路面使用質(zhì)量達到了國家標準要求，同時取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。為搞好今后SMA路面施工與質(zhì)量控制管理，在總結(jié)以往先進的施工技術(shù)和成熟的施工經(jīng)驗基礎(chǔ)上，特編制瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)路面施工工法，以便在今后的施工中推廣應用。一、工法特點（一）本工法采用間歇式瀝青混合料拌和樓集中拌和、大噸位自卸車運輸、履帶式瀝青混合料攤鋪機進行攤鋪、雙鋼輪振動壓路機高溫碾壓成型的機械化流水作業(yè)方法，其中拌和時采用專用纖維穩(wěn)定劑投料裝置直接將木質(zhì)纖維自動投放，攤鋪時采用非接觸式平衡梁自動找平。（二）本工法是多年來在SMA路面的施工實踐中總結(jié)出的成熟施工方案和施工工藝的基礎(chǔ)上，逐步優(yōu)化而成，可操作性強。（三）由于SMA路面施工工藝要求較高，與其它間斷級配混合料一樣，它對施工因素的敏感性較強，極易造成質(zhì)量波動、局部泛油、油斑、透水等，施工人員必須經(jīng)全員培訓掌握SMA路面特性及本工法后，才能上崗。（四）SMA路面對原材料及機械設(shè)備的性能要求高，由于混合料生產(chǎn)時各料倉間不平衡、礦粉投放時間加長，以及拌和時間增加（較普通瀝青砼長10~15S），產(chǎn)量降低比較明顯，因此，必須配備每小時產(chǎn)量達240噸的拌和設(shè)備。（五）由于SMA混合料為間斷級配，粗集料粒徑單一、量多，細集料很少，礦粉用量大，且使用改性瀝青，因而SMA路面施工時應充分考慮其瀝青瑪蹄脂的粘性大及工序間的互動性強引起的施工難度。（六）本工法受氣候條件影響明顯，適宜在高溫季節(jié)施工，施工階段的各道工序均在高溫（較普通瀝青砼高10－20℃）狀態(tài)下進行。二、工法的適用范圍本工法適用于新建、改建公路的瀝青路面SMA抗滑表面層；大橋、特大橋的橋面SMA瀝青鋪裝層；高速公路維修舊路面加鋪SMA磨耗層。三、工藝原理（一）由于SMA混合料中，礦料為間斷級配，粗集料骨架占70％以上，粗集料之間有良好的嵌擠作用，且瀝青瑪蹄脂填充了粗集料中的空隙，使瀝青混合料產(chǎn)生非常好的抵抗荷載變形的能力，因此在高溫的情況下，SMA路面具有較強的抗車轍能力；在低溫情況下，依靠瀝青瑪蹄脂和礦料良好的粘結(jié)作用及瀝青瑪蹄脂的韌性和柔性，SMA路面具有較好的低溫抗裂性能。（二）由于SMA混合料中，改性瀝青與集料表面的交互作用，使集料表面有較厚的結(jié)構(gòu)瀝青膜及瀝青瑪蹄脂，路面成型后空隙率較小，基本不滲水，因此瀝青與空氣和水接觸少，延緩了瀝青結(jié)合料的老化，增強了SMA路面的水穩(wěn)定性和抗疲勞能力；同時也有效保護了中、下面層及基層，提高了路面的整體強度。（三）SMA混合料采用了堅硬、粗造、耐磨的優(yōu)質(zhì)集料，并采用間斷級配，粗集料含量高，路面經(jīng)壓實后，表面平整、密實，又有較大的構(gòu)造深度，提高了路面的抗滑性能，行車安全、舒適，全面提高了路面的表面功能。四、工藝流程及操作要點（一）工藝流程（二）施工準備1．拌和站選址宜選空曠、環(huán)境干燥、地勢稍高、地下水位低，并具有較好運輸條件的地方，能連續(xù)拌和供料滿足現(xiàn)場攤鋪要求（供料半徑不宜大于30km）；場地應足夠大，能滿足堆放各種規(guī)格集料和穩(wěn)定劑、抗剝離劑，以及瀝青的儲存、保溫、加熱；瀝青混合料的拌和場地應符合國家有關(guān)環(huán)保、安全、環(huán)境、消防等規(guī)定的要求。2．拌和站場地面積應不少于30畝，布局要規(guī)劃合理，拌和區(qū)及料場應根據(jù)原地質(zhì)情況進行有效的硬化處置，并修筑場區(qū)道路，同時視周圍地形設(shè)置必要的排水溝及集水井。其中集料存放區(qū)應進行砼硬化處理，對不同規(guī)格的材料分類堆放，并用磚砌隔倉以確保材料堆放不混料；細集料料場搭設(shè)防雨大棚，防止細集料淋潮結(jié)成團；穩(wěn)定劑應設(shè)存放在干燥高地并覆蓋，且防水、防潮措施完備。3．原材料準備：原材料包括瀝青、集料、填料、穩(wěn)定劑、抗剝離劑，瀝青采用SBS改性瀝青；集料采用反擊式破碎機軋制的玄武巖碎石,應分成四種規(guī)格料；填料采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細得到干燥、清潔的礦粉；穩(wěn)定劑采用優(yōu)良的木質(zhì)素絮狀纖維。進場的原材料必須按符合規(guī)范要求的試驗方法、檢測頻率進行檢測驗收，并按不同規(guī)格分開存放，嚴防混雜、積水及污染。（三）混合料配合比設(shè)計瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）混合料配合比設(shè)計采用馬歇爾試件體積設(shè)計方法，通過目標配合比設(shè)計，生產(chǎn)配合比設(shè)計及試拌試鋪驗證的三個階段，確定礦料級配及最佳瀝青用量。SMA路面對原材料質(zhì)量要求、SMA混合料的性能指標、配合比設(shè)計的方法和步驟及體積指標的測定等均按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40－2004的規(guī)定執(zhí)行。（四）粘層施工1、清除下層路面的雜物、塵土，當路面有嚴重污染時，應用水沖洗干凈。2、粘層瀝青一般用噴灑型乳化瀝青或改性乳化瀝青，應均勻灑布，噴灑數(shù)量宜為0.2~0.3kg/m2純?yōu)r青，灑布過程中應進行灑布量檢測。3、當氣溫低于10℃或路面潮濕時，不得噴灑粘層瀝青。4、噴灑粘層瀝青后，應封閉交通，待其破乳，并基本干燥后方能進行SMA混合料鋪筑。5、粘層瀝青宜采用智能型瀝青灑布車施工，如采用普通灑布車施工，其灑布量難以控制，易造成灑布量偏大，對瀝青砼攤鋪施工時紅外線自動找平儀的工作性能有一定影響。（五）混合料的拌和混合料采用產(chǎn)量不小于240T/h間歇式瀝青拌和機拌和，拌和樓應有5個冷料倉，5個熱料倉，拌和樓配有不少于6只貯油罐，并根據(jù)具體情況配備熱料儲存?zhèn)}、礦粉給料倉。1、嚴格掌握改性瀝青和集料的加熱溫度以及SMA瀝青混合料的出廠溫度。集料溫度應比瀝青高10~15℃，熱混合料成品在貯料倉儲存后，其溫度下降不應超過10℃。改性瀝青混合料各工序的施工控制溫度比普通瀝青混合料一般應高10~20℃，施工溫度控制范圍見表:改性瀝青SMA混合料的施工溫度（℃）瀝青加熱溫度160-170混合料出廠溫度正常范圍170--180

超過190℃者廢棄混合料運輸?shù)浆F(xiàn)場場溫度不低于165攤鋪溫度不低于160，低低于140作為廢料初壓開始溫度不低于150復壓最低溫度不低于130碾壓終了溫度不低于1102、拌和樓控制室要逐盤打印瀝青及各種礦料的用量和拌和溫度，并定期對拌和樓的計量和測溫進行校核。3、拌和時間由試拌確定，一般情況先加礦料、礦粉干拌，同時開始加入纖維，干拌時間約為10秒，噴入瀝青濕拌時間為35秒，總拌和周期為60－65秒，拌和控制在拌和周期內(nèi)必須使所有集料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料，并以混合料拌和均勻為度。4、抗剝離劑采用泵力循環(huán)攪拌法的摻加，按規(guī)定的摻配比例（按瀝青質(zhì)量的0.4%）計算出所需的用量，投入處于熱熔狀態(tài)的瀝青中，開動瀝青泵將瀝青與抗剝離劑混合液泵入空置的瀝青貯罐中，再將瀝青貯罐中的瀝青與抗剝離劑混合液泵入另一瀝青貯罐中，反復泵拌4-5次，則抗剝離劑就可以均勻分布于瀝青中。瀝青與抗剝離劑的混合液在靜置不用的狀態(tài)下，不宜超過24小時，否則應按上述程序重新攪拌一次。5、木質(zhì)纖維素穩(wěn)定劑應采用專用纖維穩(wěn)定劑投料裝置直接用氣壓投入拌鍋，具體用量采用時間控制其投放量，每拌投放纖維時間應進行多次試驗計量確認。每天開始生產(chǎn)時，應注意木質(zhì)纖維素在投放設(shè)備上不宜放的過多，否則易造成木質(zhì)纖維素用量過高，影響開始1~2盤瀝青砼混合料的質(zhì)量。6、派有經(jīng)驗的專人在出料口目測檢查混合料的均勻性，及時分析異常現(xiàn)象，如混合料有無花白、冒青煙和離析等現(xiàn)象。如確認是質(zhì)量問題，應作廢料處理并及時予以糾正。在生產(chǎn)開始以前，有關(guān)人員要熟悉本項目所用各種混合料的外觀特征。為確保瀝青混合料的質(zhì)量，混合料出廠前應安排專人觀察和測溫，做到不合格的料堅決不上路，SMA混合料應均勻、色澤一致、無結(jié)團成塊。7、SMA混合料應嚴格控制油石比和礦料級配，避免油石比不當而產(chǎn)生泛油和松散現(xiàn)象。調(diào)整礦粉填加方式，避免礦質(zhì)混合料中小于0.075mm顆粒偏低的現(xiàn)象出現(xiàn)。每天上午、下午在出料口各取一組混合料試樣做馬歇爾試驗和抽提篩分試驗，檢驗油石比、礦料級配和改性瀝青混凝土的物理力學性質(zhì)，每周應檢驗1~2次殘留穩(wěn)定度。（六）混合料的運輸1、SMA混合料宜采用20t以上自卸車運輸，因瀝青瑪蹄脂的粘性較大，運料車的車廂底部及四壁應涂防粘物，防止混合物粘結(jié)廂壁，但應控制用量，防止滴漏。2、運料車裝料時，料車前后移動，瀝青混合料分三次卸下，減少SMA混合料離析。3、采用數(shù)字顯示插入式熱電偶溫度計檢測瀝青混合料的出廠溫度和運到現(xiàn)場溫度。在運料車側(cè)面中部設(shè)專用檢測孔，孔口距車箱底面約300mm。4、為防止運輸過程中混合料溫度降低過快，在每一輛運輸車上都應配備保溫蓬布及棉被，為了做到均勻、連續(xù)不間斷的攤鋪，在攤鋪機前至少有3輛以上的運料車等候卸料；卸料時在距攤鋪機前20－30cm處空檔停車，不得碰撞攤鋪機；卸料過程中運料車應保持覆蓋物，并掛空檔由攤鋪機頂推同步前進。5、運料車到達施工現(xiàn)場后，應交驗運料單，由專人測溫收料，合格后由專人指揮卸料。（七）混合料攤鋪1、采用兩臺瀝青攤鋪機實施半幅全寬攤鋪施工，攤鋪機就位前，應調(diào)整好熨平板的寬度（不宜大于7.5M），熨平板必須拼接緊密，不許存有縫隙，防止卡入粒料將攤鋪面拉出條痕，并檢查熨平板的拱度，確保接縫處的平整度。2、為了保證路面的厚度和提高表面層的平整度，SMA面層采用非接觸式基準梁進行調(diào)平，使攤鋪層在總體上做到既保證厚度，又提高平整度。3、攤鋪機就位后，安裝并調(diào)試好基準梁，將熨平板緊貼已鋪筑好的路面加熱熨平板，確保熨平板溫度在100℃以上，預熱結(jié)束后，調(diào)整好熨平板仰角，夯錘振幅和振頻，確保攤鋪的混合料具有足夠的初始密度。4、攤鋪時，靠中心線或中央分隔帶側(cè)攤鋪機在前，二臺攤鋪機一前一后，相隔5-10M成梯隊向前攤鋪，并使混合料橫向搭接10cm左右，以免出現(xiàn)縱向低谷，多余料人工將其鋪平?？v向接縫，應采用斜接縫，避免出現(xiàn)縫痕。5、攤鋪機受料前，應在料斗內(nèi)涂刷防粘劑，在鋪筑中應經(jīng)常將兩側(cè)板收攏，防止SMA混合料離析或結(jié)塊。6、連續(xù)穩(wěn)定地攤鋪，是提高路面平整度最主要措施。攤鋪機的攤鋪速度應根據(jù)拌和機的產(chǎn)量、施工機械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度等因素綜合確定，攤鋪速度一般為2m－3m/min，做到緩慢、均勻、不間斷地攤鋪。開始攤鋪溫度不低于160℃。7、施工現(xiàn)場應設(shè)專人檢查溫度、厚度和橫坡度，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整，同時應有專人負責檢查鋪筑面及初壓后表面有無泛油、油斑和木質(zhì)纖維上浮成團現(xiàn)象，并及時清除更換。8、攤鋪機應調(diào)整到最佳工作狀態(tài)，調(diào)好螺旋布料器兩端的自動料位器，并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速相匹配。螺旋布料器的內(nèi)混合料表面略高于螺旋布料器2/3為度，使熨平板的擋板前混合料的高度在全寬范圍內(nèi)保持一致，避免攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。9、攤鋪遇雨時，立即停止施工，并清除未壓成型的混合料。遭受雨淋的混合料應廢棄，不得卸入攤鋪機攤鋪。（八）混合料的碾壓1、SMA混合料碾壓分初壓、復壓、終壓三個階段，均采用雙鋼輪壓路機碾壓，壓路機數(shù)量不少于4臺；碾壓應遵循先輕后重、先慢后快、由低向高的碾壓原則，同時應遵循高溫狀態(tài)下“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。2、碾壓方案：初壓應盡可能在高溫狀態(tài)下開始,宜采用二臺雙鋼輪緊跟攤鋪機并列先前靜后振1遍，然后再前后振壓1遍；復壓應緊跟在初壓后進行,宜采用二臺雙鋼輪振動壓路機并列成梯隊振動碾壓2~3遍；終壓應在碾壓終了溫度前完成,采用雙鋼輪靜壓1遍以消除輪跡,不得在低溫下反復碾壓。3、碾壓速度：初壓2.0~4.0km/h；復壓4.0~5.0km/h；終壓4.0~6.0km/h。碾壓溫度：初壓開始溫度不低于150℃；復壓最低溫度不低于130℃；碾壓終了溫度不低于110℃。4、碾壓注意事項：①碾壓應在攤鋪后高溫條件下抓緊進行，由專人負責指揮協(xié)調(diào)各臺壓路機的碾壓路線和碾壓遍數(shù)，使攤鋪面在較短時間內(nèi)達到規(guī)定壓實度。碾壓時，對路面兩側(cè)1m范圍內(nèi)和縱縫處應多壓1～2遍，對壓路機無法壓實的部位應采用小型振動壓路機壓實。②為了防止混合料粘輪，應適當灑水使輪子保持濕潤，以不粘輪為度，且噴水必須是霧狀的。宜采取行進中鋼輪表面間斷式噴水霧，且用土工布條前后包裹鋼輪，并盡量延長間隔時間，在折回前停止噴水的措施，防止發(fā)生粘輪現(xiàn)象。③碾壓采用振動壓實時，壓路機輪跡重疊寬度不應超過20cm，當采用靜壓時，壓路機輪跡應重疊1/3-1/4碾壓寬度，壓路機每次往返時應呈梯形，不能應在同一個斷面，以保證路面的平整度。④碾壓過程中，對松鋪厚度、碾壓順序、壓路機組合、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓溫度應設(shè)專崗管理和檢查，使面層做到既不漏壓也不超壓，如發(fā)現(xiàn)有瀝青馬蹄脂上浮或石料壓碎、棱角明顯磨損等過碾壓的現(xiàn)象時，應停止碾壓。⑤在當天碾壓的尚未冷卻的瀝青混凝土層面上，嚴禁壓路機停留或轉(zhuǎn)急彎掉頭，并防止礦料、油料和雜物散落在瀝青層面上。（九）接縫的處理1、縱向施工縫：采用兩臺攤鋪機成梯隊聯(lián)合攤鋪方式的縱向接縫，應采用斜接縫。在前部已攤鋪混合料部分留中10-20cm寬暫不碾壓作為后高程基準面，并有10cm左