SMA路面施工質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

張宿峰，郭桂爽

(1.綏滿高速公路牡丹江至哈爾濱段大修工程建設(shè)指揮部;2.江蘇省交通科學(xué)研究院)

1 概述

SMA瀝青路面于20世紀(jì)90年代引入中國(guó)，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)有20年的時(shí)間。實(shí)踐證明，SMA瀝青路面具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性即抗車轍能力和良好的低溫穩(wěn)定性，出現(xiàn)早期損害的情況較少，所以在部分省份的高速公路、市政公路上被廣泛采用。但另一方面，由于SMA路面對(duì)于級(jí)配、瀝青用量、纖維用量、拌和時(shí)間、碾壓溫度、碾壓工藝等環(huán)節(jié)有較高的敏感性，施工精細(xì)程度要求較高，且造價(jià)要高于一般改性瀝青路面，所以，在一些地區(qū)，對(duì)于SMA瀝青路面的應(yīng)用比較慎重，有些通過(guò)嘗試獲得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用比較成功;有些地區(qū)尚處在試驗(yàn)階段或者還沒(méi)有開展相關(guān)的應(yīng)用研究工作。

黑龍江地區(qū)在瀝青路面氣候分區(qū)中，依據(jù)溫度分區(qū)處于夏熱冬寒區(qū)(2-1、2-2區(qū))，雖然不屬于夏季高溫炎熱區(qū)域，但由于光照時(shí)間較長(zhǎng)，且地區(qū)緯度較高，紫外線強(qiáng)度大，夏季路面溫度高達(dá)50～60℃，已經(jīng)超過(guò)普通瀝青的軟化點(diǎn)，接近改性瀝青的軟化點(diǎn)。由此可見，在黑龍江地區(qū)對(duì)瀝青路面的高溫穩(wěn)定性有著較高的要求。為了滿足路面對(duì)于高溫穩(wěn)定性的要求，同時(shí)兼顧低溫性能，采用SMA路面無(wú)疑是很好的選擇。

根據(jù)調(diào)查，SMA瀝青路面于2010年開始在黑龍江齊甘高速、伊綏高速、綏牡高速公路大規(guī)模應(yīng)用。2012年在綏滿高速公路牡丹江至哈爾濱段大修工程中，約300 km的瀝青路面上面層全部采用SMA路面。初步統(tǒng)計(jì)，SMA路面在黑龍江高速公路中的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)600 km。結(jié)合在綏滿高速公路牡丹江至哈爾濱段大修工程中的施工管理經(jīng)歷，同時(shí)借鑒前期其它項(xiàng)目的SMA施工管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)SMA路面在黑龍江省的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、分析，希望有助于SMA路面施工質(zhì)量的控制。

2 施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題

在SMA施工過(guò)程中，可以從兩個(gè)角度對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分類匯總，一是鋪面外觀出現(xiàn)的問(wèn)題，二是在室內(nèi)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

2.1 外觀出現(xiàn)的問(wèn)題

鋪面外觀容易出現(xiàn)的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)。

(1)出現(xiàn)結(jié)團(tuán)。

在攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的鋪面上出現(xiàn)混合料細(xì)料的結(jié)團(tuán)，結(jié)團(tuán)分為均勻分布的結(jié)團(tuán)和偶然出現(xiàn)、分布無(wú)規(guī)律的結(jié)團(tuán)兩類。

(2)鋪面泛油。

鋪面泛油分在兩個(gè)階段出現(xiàn)的泛油，第一個(gè)階段是在攤鋪時(shí)，發(fā)現(xiàn)瀝青用量較多，粗顆粒表面的瀝青有流淌的趨勢(shì);第二個(gè)階段是在碾壓過(guò)程中或碾壓結(jié)束時(shí)出現(xiàn)的泛油現(xiàn)象。

(3)滲水嚴(yán)重。

在進(jìn)行滲水試驗(yàn)時(shí)或雨后，滲水較嚴(yán)重，直接向下滲透。

(4)構(gòu)造深度不足。

鋪面表面比較密實(shí)，構(gòu)造深度較小。

(5)鋪面粗細(xì)程度不穩(wěn)定。

在沒(méi)有改變生產(chǎn)配比和原材料的情況下，鋪面粗細(xì)程度不穩(wěn)定，時(shí)粗時(shí)細(xì)。

2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

(1)馬歇爾試驗(yàn)空隙率過(guò)大。

用現(xiàn)場(chǎng)或料車上取回的瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)空隙率較大。

(2)級(jí)配波動(dòng)較大。

拌合站沒(méi)有改變配比，抽提試驗(yàn)結(jié)果表明礦量級(jí)配波動(dòng)偏大，尤其是9.5 mm、0.075 mm篩孔通過(guò)率。

(3)油石比偏低。

根據(jù)抽提試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油石比偏低。

3 控制要點(diǎn)

為了避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，建議在施工過(guò)程中從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。

3.1 拌和時(shí)間

SMA混合料中由于添加的瀝青、礦粉較多，且有纖維，與一般的改性瀝青混合料相比，拌和難度較大，容易出現(xiàn)拌和不均勻、細(xì)顆粒結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象。為了獲得拌和均勻的SMA混合料，需要將材料添加順序和拌和時(shí)間和進(jìn)行合理設(shè)置。

在拌和過(guò)程中，簡(jiǎn)單的延長(zhǎng)濕拌時(shí)間是不夠的，需要首先安排好材料投放順序，建議在投放熱料的同時(shí)，添加纖維，有利于將纖維分散，并且在纖維投放完畢后，需要繼續(xù)拌和，拌和時(shí)間宜不少于15 s。在礦粉、瀝青全部加入拌鍋后，即濕拌開始后，拌和時(shí)間宜不少于30 s，從添加第一檔熱料到完成整個(gè)拌和過(guò)程并將成品混合料放入料車，這個(gè)周期一般應(yīng)控制在70 s左右。經(jīng)過(guò)這種拌和后，攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的有規(guī)律的結(jié)團(tuán)現(xiàn)象就會(huì)消除。對(duì)于無(wú)規(guī)則分布的結(jié)團(tuán)，通常是由于拌合站卸料口或者料車擋板、攤鋪機(jī)熨平板邊角部位細(xì)料聚集后脫落導(dǎo)致的，需要人工挑除。

3.2 纖維添加量的控制

實(shí)踐證明，在攤鋪時(shí)發(fā)現(xiàn)瀝青用量過(guò)多，有瀝青流淌這樣的情況出現(xiàn)時(shí)，除了拌合站瀝青添加量控制不準(zhǔn)確的原因外，主要原因是纖維添加量不足，沒(méi)有充足的纖維來(lái)吸附瀝青，導(dǎo)致泛油。

3.3 注重碾壓過(guò)程控制

碾壓控制是SMA路面施工質(zhì)量控制的重要部分。如果不能在溫度盡量高的情況下及時(shí)完成碾壓過(guò)程，很可能導(dǎo)致壓實(shí)度不足，出現(xiàn)滲水嚴(yán)重的情況。這是由于SAM通常用于上面層，厚度較薄，粗集料多，細(xì)集料少，鋪面保溫效果比AC型瀝青混合料要差。

碾壓過(guò)多對(duì)于SMA路面也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，容易導(dǎo)致瀝青瑪蹄脂的上浮，在碾壓過(guò)程中出現(xiàn)泛油，也會(huì)導(dǎo)致路面構(gòu)造深度減小。

3.4 拌合站生產(chǎn)的穩(wěn)定性

SMA混合料對(duì)于拌和過(guò)程穩(wěn)定性的要求要嚴(yán)于AC型瀝青混合料。拌和過(guò)程中的影響因素主要包括以下幾個(gè)方面。

3.4.1 計(jì)量

計(jì)量的準(zhǔn)確對(duì)于每一種混合料都很重要，是實(shí)現(xiàn)配合比設(shè)計(jì)的基本要求。在SMA混合料生產(chǎn)時(shí)，計(jì)量的準(zhǔn)確性尤為重要，也是容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)之一。這與由其配比構(gòu)成有關(guān)。SMA的配比設(shè)計(jì)有一個(gè)特點(diǎn)是粗集料用量多，細(xì)集料用量少。以SMA-13為例，通常9.5 mm以上顆粒的用量會(huì)超過(guò)35%，而3～6 mm集料在5%左右，0～3 mm集料在15%以下。5%的計(jì)量對(duì)于大多數(shù)瀝青拌和站來(lái)講，是比較難計(jì)量準(zhǔn)確的，如果3～6 mm集料計(jì)量不準(zhǔn)，時(shí)多時(shí)少，根據(jù)拌合站計(jì)量自動(dòng)修正的原則，一般會(huì)導(dǎo)致0～3 mm集料用量的不準(zhǔn)確，最終影響了混合料的級(jí)配。為了達(dá)到較為準(zhǔn)確的計(jì)量效果，建議用鋼板將3～6 mm熱倉(cāng)放料口封閉一半的面積，減小單位時(shí)間的流量，提高投放精度，從而提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。

3.4.2 溫度

溫度控制要從兩個(gè)方面著手，一是骨料溫度的控制，建議控制在200℃附近;二是瀝青溫度的控制，建議控制在170℃附近，這樣拌和出來(lái)的混合料溫度在180℃附近，是比較理想的出料溫度。

稅收?qǐng)?zhí)法部門有一定的裁定權(quán)，稅收籌劃能否真正地得到實(shí)施，還需要考慮當(dāng)?shù)囟愂詹块T的意見。因此，稅收籌劃人員在做稅收籌劃的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與稅務(wù)部門的交流，及時(shí)獲取有用的稅收信息，加強(qiáng)對(duì)征管的具體要求和限制的了解，可以降低稅收籌劃的違規(guī)風(fēng)險(xiǎn)。

3.4.3 冷料轉(zhuǎn)速

冷料轉(zhuǎn)速對(duì)于混合料的影響在連續(xù)級(jí)配的混合料中表現(xiàn)得不夠顯著，但對(duì)于SMA這種斷級(jí)配混合料，影響是顯著的。主要表現(xiàn)在對(duì)鋪面外觀的粗細(xì)程度以及抽提試驗(yàn)中礦料的級(jí)配影響，尤其是對(duì)9.5 mm通過(guò)率的影響比較顯著。

轉(zhuǎn)速的大小決定了冷料進(jìn)料的比例。如果粗顆粒的集料進(jìn)入拌合站的比例較大，經(jīng)過(guò)篩分后，熱料倉(cāng)中粗骨料的整體粗細(xì)程度會(huì)偏粗型。比如6～11 mm熱料倉(cāng)熱料(4.75～9.5 mm 粒徑)，當(dāng)冷料11～16 mm(9.5 ～13.2 mm 粒徑)進(jìn)入比例大，而冷料6～11 mm(4.75～9.5 mm粒徑)相對(duì)較少時(shí)，那么在熱料倉(cāng)中，6～11 mm熱料倉(cāng)(4.75～9.5 mm粒徑)中會(huì)有相當(dāng)一部分顆粒由11～16 mm(9.5～13.2 mm粒徑)冷料中篩出得到，總體就偏粗了。反之，則會(huì)偏細(xì)。在熱料比例不變，即生產(chǎn)配比不變的前提下，這種冷料轉(zhuǎn)速的變化，就會(huì)導(dǎo)致鋪面粗細(xì)程度的變化，同時(shí)反映了級(jí)配的變化。

3.4.4 除塵能力

拌合站的除塵能力是可以調(diào)節(jié)的，SMA瀝青混合料對(duì)于除塵大小的敏感性要高于連續(xù)性級(jí)配的混合料，原因在于SMA混合料所用細(xì)集料比例較少，通常在15%以下，但它又需要級(jí)配穩(wěn)定的細(xì)集料來(lái)保持級(jí)配的穩(wěn)定，從而保持體積指標(biāo)中空隙率的穩(wěn)定。要保持熱料倉(cāng)中細(xì)骨料級(jí)配的穩(wěn)定，除塵能力必須要適當(dāng)。除塵過(guò)度會(huì)導(dǎo)致0～3 mm細(xì)料中有效細(xì)顆粒的損失，導(dǎo)致級(jí)配變化，造成空隙率偏大。

在生產(chǎn)過(guò)程中，除塵的大小要與細(xì)集料的干濕程度、粉塵含量的多少緊密聯(lián)系起來(lái)，盡量獲得級(jí)配穩(wěn)定的0～3 mm熱骨料。

3.5 試驗(yàn)檢測(cè)工作

由于SMA瀝青混合料對(duì)條件變化的敏感性較強(qiáng)，建議高度注重試驗(yàn)檢測(cè)工作，重點(diǎn)檢測(cè)室內(nèi)體積指標(biāo)、瀝青(纖維)用量和滲水系數(shù)。準(zhǔn)確、及時(shí)地試驗(yàn)檢測(cè)是降低質(zhì)量隱患最有效的方法。

4 結(jié)論

工程實(shí)踐證明，影響SMA路面施工質(zhì)量控制的因素較多，SMA路面對(duì)于條件變化的敏感性是有其配合比組成決定的，要想應(yīng)用好這一類型的瀝青混凝土，建議采取如下措施。

(1)設(shè)置合理的拌和時(shí)間和投料順序。

(2)纖維投放量力爭(zhēng)控制準(zhǔn)確。

(3)碾壓過(guò)程控制要適度，碾壓要及時(shí)充分，但不能過(guò)度碾壓，否則會(huì)導(dǎo)致瀝青瑪蹄脂的上浮，出現(xiàn)泛油，同時(shí)損失了構(gòu)造深度。

(4)拌合站生產(chǎn)過(guò)程要穩(wěn)定，重點(diǎn)控制拌合站計(jì)量準(zhǔn)確性、溫度、冷料轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性以及采用大小適度的除塵能力。

(5)注重試驗(yàn)監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，指導(dǎo)施工。