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淺析改性瀝青SMA混合料路面施工質(zhì)量控制甘肅公航旅石墨烯科技發(fā)展有限責任公司，蘭州,，730000摘要：SMA型瀝青混合料因其具有良好的錄用性能在近幾年被廣泛推廣,，但由于建設(shè)成本高而更多被應(yīng)用在市政道路上，因其良好的骨架構(gòu)造,，其通車路面不僅具有良好的抗滑性能,，而且行車舒適，噪音小，同時滲水系數(shù)小,，具有耐久適用的表面功能,。但施工過程中在生產(chǎn)、運輸,、攤鋪,、碾壓等施工環(huán)節(jié)中嚴格的現(xiàn)場控制是保障SMA瀝青混合料路面質(zhì)量的關(guān)鍵。本文結(jié)合2013年度G30高速公路山臨段銑刨修復(fù)工程中改性SMA-13瀝青混合料施工工程實際,，通過各施工環(huán)節(jié)施工質(zhì)量要點控制分析,，進一步探究SMA改性瀝青混合料施工質(zhì)量控制，為SMA瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用提供經(jīng)驗支撐,。關(guān)鍵詞：SMA改性瀝青,、施工質(zhì)量、控制要點G30高速公路山臨段銑刨修復(fù)工程原路面結(jié)構(gòu)為4cm中粒式瀝青混凝土上面層+5cm中粒式瀝青混凝土中面層+6cm粗粒式瀝青混凝土下面層+30cm水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm水泥石灰穩(wěn)定土底基層（墊層）,。近些年,，隨車高速建成通車時間的增長，加之交通量以及交通組成的不斷變化,，大交通流狀態(tài)下,，重載車輛比例的不斷提升，造成車轍,、龜裂,、網(wǎng)裂等路面病害，據(jù)統(tǒng)計,，嚴重路段車轍深達2~5cm,，龜裂、網(wǎng)裂等病害高達30%,，路面破損率超過0.4,。本項目面層銑刨修復(fù)方案為：5cm改性瀝青瑪蹄脂碎石（SMA-13）+10cm密級配瀝青碎石（ATB－25）進行車轍處治，恢復(fù)路面路用性能,。2.1.1 SMA是一種新型瀝青混合料，最早在20世紀60年代在德國開始應(yīng)用,，混合料本身具有“三多一少”的特點,。即粗集料、礦粉,、瀝青多,，細集料少。粗集料的摻配比例高達65%~80%,，礦粉用量達8%~15%,，油石比高達5.8%-7.5%，比普通瀝青混合料高出約2個百分點,。以形成嵌擠骨架,、間斷級配,，同時減少礦料間隙率。與此同時,，生產(chǎn)過程中增加聚酯纖維或者是木質(zhì)素纖維,，不僅能分散和吸收瀝青，還能增加油膜厚度,，增強混合料粘附性及提升混合料抗拉強度,，在面層中一般采用玄武巖，增強其堅固性,。2.1.2 SMA瀝青混合料原材料性能要求高,，粗集料不僅堅固性提高要求，對集料破碎工藝也有較高的要求,，針片狀要求高,，以便混合料骨料間形成良好的嵌集，細集料則要求硬度高,，礦粉為規(guī)格較細的石灰石粉,，纖維采用聚酯纖維或者是木質(zhì)素纖維，不僅具有較高的吸油率,，而且耐高溫,，以增強混合料高溫穩(wěn)定性及其低溫抗裂性。SMA混合料的骨料構(gòu)成中,，粗集料約占70%,，主要承擔交通荷載，提高交通荷載下的變形能力,。細集料少,，用以填充骨架中的孔隙，與粗骨料之間形成一個骨架整體,，從而提高其高溫穩(wěn)定性,，以達到其良好的抗車轍能力。混合料的低溫抗裂性能主要是根據(jù)混合料的拉伸性能來看的,，SMA混合料集料之間填充物為礦粉和瀝青,，當溫度下降，混合料收縮變形時,，其良好的粘結(jié)作用能有效緩解,，其柔韌性決定了其具有良好的低溫抗裂能力，以起到減少瀝青路面溫縮裂縫的產(chǎn)生和反射裂縫的反射,。SMA混合料采用堅硬耐磨的優(yōu)質(zhì)石料,，且間斷骨架級配使得其壓實成型的路面有較大的孔隙，大大提高其構(gòu)造深度，形成優(yōu)良的抗滑性能,，降低雨天形成水霧,，保障行車安全，同時有效吸收噪音,，據(jù)測算,，SMA瀝青混合料路面降噪可達3 dB~5dB。SMA瀝青混合料骨料嵌集,，礦粉與瀝青填充,，成型路面孔隙率小，約為3%~4%,。且粘結(jié)力好,，密封性好，不透水,，使得成型路面封水效果好,，大大改善成型路面水穩(wěn)定性，同時,，避免空氣接觸而引起的路面老化,，使得SMA瀝青混合料成型路面整體具有良好的耐久性。SMA瀝青混合料成型路面路用性能良好,，但對原材質(zhì)量要求高,，在施工生產(chǎn)過程中，不僅要做好料源調(diào)查,，也要做好原材進場的試驗檢測,，確保原材料質(zhì)量滿足SMA瀝青混合料要求。集料質(zhì)量要從源頭抓起,，控制好關(guān)鍵環(huán)節(jié)：（1）石料品種的把控：集料的質(zhì)量要從石料的品種抓起,，不同石料的堅硬程度及耐磨性有較大差別，對于面層集料的選擇,，優(yōu)先選擇中性或者是堿性石料,，料源的巖性也要符合設(shè)計要求，無風(fēng)化現(xiàn)象的巖石類別,。（2）集料的破碎管理：集料的破碎形式也是巖石性能的關(guān)鍵因素,，要求必須的運用三級破碎，而破碎機械的選擇分為粗破和細破,，粗破一般是顎式破碎機，反擊式破碎則主要應(yīng)用于二破,，細破則采用錐式或者是圓錐式破碎機,，而每條生產(chǎn)線配應(yīng)相應(yīng)符合要求的吸塵裝置。（3）篩孔尺寸的選擇：對于篩孔尺寸，則主要是針對集料適宜性,，篩分前應(yīng)檢查篩孔的完好性,，避免因變形做成篩分的影響。（4）母材宕口的選擇：集料對母材的要求最為主要,，爆破之前應(yīng)該針對其土層或者是風(fēng)化巖層進行完全剝離,，獲取干凈且堅硬的塊石進入破碎生產(chǎn)。所進場集料首先要滿足規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004及設(shè)計要求,，進場后按照規(guī)格進行分倉堆放,，細集料不僅僅要求場地硬化，應(yīng)設(shè)置料棚進行堆放,，避免雨水引起集料結(jié)塊,，另外堆放是采取分隊分層方式，避免集料離析,，上料鏟料過程避免兜底鏟料,，主要是保證集料的均勻性和下料的和易性。另外經(jīng)常性檢查集料的存放質(zhì)量,，避免因溢料躥料造成的集料規(guī)格變化,，而對級配產(chǎn)生影響。粗集料是SMA瀝青混合料所占比重較大的原料,，對混合料骨架的形成具有重要的作用,，嵌集很大程度上取決于粗集料的顆粒形狀、堅韌性及其破碎之后的棱角性,，可以說粗集料的質(zhì)量是SMA瀝青混合料的關(guān)鍵管控指標,。粗集料應(yīng)采用干凈堅硬、耐磨,、無風(fēng)化顆粒,、顆粒形狀盡量立體的顆粒碎石。細集料的選取,，首先不能采用天然砂,，一般應(yīng)采用石灰?guī)r等堿性巖質(zhì)加工而成的機制砂，機制砂的砂當量是其重要指標,，另外其顆粒形狀應(yīng)具有良好的棱角性,，禁止采用石屑充當。機制砂的砂當量一般大于60,，不能含有泥土或者是雜物,。填料主要是控制其塑性指數(shù)和親水系數(shù)，礦粉塑性指數(shù)應(yīng)＜4,，親水系數(shù)＜1,，干燥無雜質(zhì),，且能從儲料罐中自動流出為宜，綜合技術(shù)指標滿足規(guī)范和設(shè)計指標要求,，禁止使用拌合站除塵產(chǎn)生的回收粉二次利用,。瀝青的質(zhì)量管控主要是粘度，瀝青較高的粘度可以保障其有足夠的粘附性,，以充分展現(xiàn)其高溫穩(wěn)定和低溫抗裂性能,，針入度小、軟化點高穩(wěn)定性一般較好,，在G30山臨高速公路銑刨修復(fù)養(yǎng)護工程中采用SBS I-C改性瀝青,，每車必檢，主要是三大指標和老化試驗滿足規(guī)范及設(shè)計要求,。纖維穩(wěn)定劑的選取主要是耐高溫穩(wěn)定性和高吸油率（一般是自身質(zhì)量的5倍及以上）,，減少析漏現(xiàn)象，在G30山臨高速公路銑刨修復(fù)養(yǎng)護工程中選取的是木質(zhì)素纖維,，摻量為3‰-4‰之間,。過程存放應(yīng)避雨防潮，以保證其均勻分散性能,。4. 改性瀝青SMA路面的施工過程關(guān)鍵工序控制4.1.1 SMA瀝青混合料采用3000型及以上間歇性拌合站,，根據(jù)生產(chǎn)配合比，每天做好熱料篩分試驗,，以保證級配曲線,。4.1.2為確保拌和質(zhì)量的穩(wěn)定高效，生產(chǎn)前應(yīng)對相關(guān)設(shè)備參數(shù)進行調(diào)整,，嚴格控制干拌及濕拌時間,。G30山臨高速公路銑刨修復(fù)養(yǎng)護工程中材料的添加及時間控制如下：(1)冷料倉按照配比上料，加熱,、標定的篩分稱量后,，進入拌和倉；（2）同時投放一定質(zhì)量的木質(zhì)素纖維,；（3）熱骨料和木質(zhì)素纖維干拌10~15秒,；生產(chǎn)過程中注意觀察成品料質(zhì)量，適當調(diào)整各環(huán)節(jié)拌和時間,，但總拌和時間不得小于60秒,。4.1.3纖維穩(wěn)定劑可由帶稱量的投料機添加，該設(shè)備應(yīng)計量準確以保證混合料的質(zhì)量,，也可通過人工投料口直接添加至拌缸中,。4.1.4拌和時間,、溫度等指標主要對比如下表所示：4.2.1 SMA改性瀝青混合料的運輸應(yīng)采用專門車輛（載重宜大于20噸），對料車進行保溫設(shè)置,，底部和四周增設(shè)保溫層,，頂部加設(shè)棉被和雨布，根據(jù)運輸距離決定棉被和雨布層數(shù),。裝載前四周和底部應(yīng)涂刷隔離劑,，涂刷隔離劑應(yīng)以滿灑為宜，底部不能積存隔離劑,。4.2.2 裝料時應(yīng)分層分堆裝料,，一般采用“兩層三堆”模式，按照“前中后”和“上下”層分次裝入,，出料口處及時移動車輛,，以做到均勻、平衡的裝料,，避免一次性裝料過高而造成的混合料離析現(xiàn)象,。4.2.3運輸車輛的車廂兩側(cè)及前后應(yīng)加裝保溫設(shè)施，混合料裝車后采用“篷布+棉被”進行覆蓋,，在運輸途中起到保溫,、防雨、防污染的作用,，有效防止改性瀝青SMA混合料在運輸過程中因熱量散失快而在表層結(jié)成硬殼,。4.2.4混合料運至施工現(xiàn)場卸料前，由現(xiàn)場施工技術(shù)人員逐車檢查并測量溫度,，運輸車輛在車廂中部打孔以檢測出場及到場溫度,。高于195℃或低于160℃都應(yīng)做廢料處理，且應(yīng)觀察混合料形態(tài),，有無花白料現(xiàn)象,，同時加強前后場溝通，及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù),，以保障混合料生產(chǎn)質(zhì)量,。4.2.5 混合料的攤鋪應(yīng)保證連續(xù)作業(yè)，應(yīng)視運輸距離及攤鋪速度配備合適數(shù)量的料車,，確保攤鋪連續(xù),，避免出料收斗和等料現(xiàn)象，避免因等料而產(chǎn)生接縫,。配備過程中,，運輸能力應(yīng)略高于攤鋪能力和拌和能力,。5.1.1 SMA改性瀝青混合料應(yīng)避免雨雪、寒冷等天氣施工,，施工溫度宜在20℃以上,，當外界溫度較低時適當提高生產(chǎn)溫度，或者是添加合適的溫拌劑以確保施工質(zhì)量,，但外界溫度不得低于5℃,。5.1.2 SMA改性瀝青混合料現(xiàn)場攤鋪溫度應(yīng)控制在165℃~175℃，最低不得低于160℃,。添加溫拌劑是在保障施工質(zhì)量的前提下,，有效降低生產(chǎn)及施工溫度，減少能量的消耗,，達到降本增效的生產(chǎn)理念,。5.1.3 攤鋪前應(yīng)提前加熱熨平板，加熱至100℃以上,，對找平裝置,、震動頻率等機械參數(shù)進行調(diào)整，以確保有效找平,，夯錘和熨平板震動的頻率滿足施工需求,，施工前應(yīng)按照首件制確定的松鋪系數(shù)進行施工厚度的設(shè)置，起步時采用硬木進行襯墊,。攤鋪時,，有效調(diào)整攤鋪機和料車速度，確保其合適的施工間距,，料車不得撞擊和影響攤鋪機的行進,。攤鋪機起速度一般為1m~2m/min；正常一般控制在2m~3m/min,；攤鋪應(yīng)保持勻速前進,，且螺旋布料器內(nèi)混合料應(yīng)大于三分之二，不得中途停頓,，期間注意調(diào)整供料速度,。碾壓過程是SMA改性瀝青混合料面層施工中的重要環(huán)節(jié)，由于混合料的材料特性對碾壓有更高的要求,。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：5.2.1壓實分為靜壓和振壓兩種,，分為初壓、復(fù)壓,、終壓三個環(huán)節(jié),，鋼輪和膠輪兩種形式，其碾壓一般遵循“緊跟,、慢壓,、高頻,、低幅”的八字原則，對碾壓形式,、碾壓速度,、碾壓變數(shù)進行有效的組合。G30山臨高速公路銑刨修復(fù)養(yǎng)護工程中采用的是兩臺雙鋼輪組合,，初壓：靜壓2遍+復(fù)壓：高頻低幅振壓3~4遍+終壓：靜壓2遍收光,。5.2.2 SMA改性瀝青混合料的碾壓溫度也控制較普通瀝青混合料更為嚴格。G30山臨高速公路銑刨修復(fù)養(yǎng)護工程采取的是按照初壓（160℃~170℃）+復(fù)壓（大于140℃）+終壓（大于120℃）,，碾壓終了溫度大于110℃來控制的。5.2.3 SMA改性瀝青混合料一般不采用輪胎式壓路機進行碾壓,，是由于輪胎式壓路機的揉搓式碾壓易導(dǎo)致集料上浮,，導(dǎo)致構(gòu)造深度的降低或者是產(chǎn)生泛油現(xiàn)象。所以碾壓要滿足要求又要防止過壓,。如在碾壓過程中發(fā)現(xiàn)石料壓碎或者是集料上浮形成油斑,，應(yīng)停止碾壓，更要避免低溫反復(fù)碾壓造成的集料破壞,，碾壓結(jié)束后,，路面溫度降至50℃以下，完成標線施劃后方可解除交通限制,，給予放行,。SMA路面的施工工藝要求很嚴，大面積施工前,，應(yīng)選取300米的直線段試驗段進行試鋪,，以獲取確定銑刨、攤鋪,、碾壓各個環(huán)節(jié)的詳細參數(shù),。施工各設(shè)備生產(chǎn)能力、運輸能力,、材料供應(yīng)能力,，以及各個設(shè)備之前的匹配性。通過試驗段鋪筑取得的SMA拌和,、試驗,、施工等經(jīng)驗數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)后續(xù)路段SMA瀝青路面的施工,。為防止SMA瀝青混合料因輪胎壓路機的搓揉擠壓作用而使瀝青馬蹄脂上浮,，使壓實效果達不到要求，SMA瀝青混合料不宜使用輪胎壓路機碾壓,。本項目車轍處采取輪胎式壓路機進行復(fù)壓1—2遍,，整體效果良好,，未出現(xiàn)影響構(gòu)造深度及出現(xiàn)泛油成油斑現(xiàn)象。SMA路面壓實度控制應(yīng)以碾壓工藝和室內(nèi)取樣檢測為主,，鉆芯取樣檢測和滲水試驗為輔,，盡可能避免路面鉆芯檢測，取芯后應(yīng)用熱料進行及時填補,，避免因鉆孔而導(dǎo)致破壞或滲水出現(xiàn)坑槽等水損壞病害,。[1]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40—2004人民交通出版社[2] 荊農(nóng)《瀝青路面機械化施工》 人民交通出版社2005 [3]《公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南》SHC F40—01—2002中國工程建設(shè)標準化協(xié)會公路工程委員會
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