沈陽(yáng)四環(huán)快速路SMA 瀝青混凝土表面層施工技術(shù)

秦延林

1 工程概況

沈陽(yáng)四環(huán)快速路位于遼寧省沈陽(yáng)市中部地區(qū)，距三環(huán)外平均距離約8 km，直徑40 km，包圍面積1 254 km2，全長(zhǎng)131.982 km。本文所介紹為第一標(biāo)段，起止樁號(hào)為K0+000～K30+300，全長(zhǎng)30.3 km。標(biāo)段內(nèi)共設(shè)置立交橋8處，分別為西102立交橋、秦沈客專(zhuān)橋、沈胡路立交、沈阜立交、沈西編組站立交、沈彰高速跨線橋、沈彰開(kāi)發(fā)大道立交、黃河北大街立交，立交形式除沈阜立交采用樞紐立交外，其余均采用分離式立交。

道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為道路紅線寬度70 m，斷面組成包括中央分隔帶7 m、主路2×12 m、邊分隔帶2×5 m、輔路2×7.5 m、非機(jī)動(dòng)車(chē)道2×3 m、路側(cè)綠帶2×4 m。工程效果圖見(jiàn)圖1。

圖1 沈陽(yáng)四環(huán)快速路BT工程效果圖

主路路面結(jié)構(gòu)依次為:

2 瀝青混凝土表面層

沈陽(yáng)四環(huán)快速路BT工程1標(biāo)主路路面上面層采用4 cm瀝青瑪脂碎石抗滑層(SMA-13)。

2.1 材料

采用優(yōu)質(zhì)木質(zhì)素纖維，用量為瀝青混合料總量的0.3%，其質(zhì)量要求見(jiàn)表1。

表1 木質(zhì)素纖維質(zhì)量技術(shù)要求

2.2 施工方法

2.3 施工工藝

2.3.1 SMA 配合比設(shè)計(jì)

采用馬歇爾試驗(yàn)法進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)所用集料的粒級(jí)分檔情況，在表2范圍內(nèi)至少選擇三種級(jí)配進(jìn)行試驗(yàn)。

所選的各種礦料級(jí)配，應(yīng)分別測(cè)定其粗集料(4.75 mm以上)骨架部分的集料間隙率VCAdrc。壓實(shí)的混合料中的粗集料骨架間隙率VCAmix必須小于VCAdrc。

初試瀝青用量應(yīng)根據(jù)合成集料的毛體積相對(duì)密度選用，如表2所示，集料的毛體積相對(duì)密度大時(shí)，應(yīng)選擇稍低的初試瀝青用量。

表2 SMA初試瀝青用量表

用選擇的初試瀝青用量和三種初試級(jí)配的集料拌制馬歇爾試件，每種級(jí)配不少于3組，每組4個(gè)，用來(lái)測(cè)定毛體積相對(duì)密度。

將三種初試件級(jí)配的試驗(yàn)結(jié)果VCAmix與VCAdrc比較，繪制出4.75 mm篩孔通過(guò)率VCAdrc—VCAmix關(guān)系曲線圖。從此關(guān)系曲線圖中選擇VCAmix＜VCAdrc，且VCA＞17.5%的一級(jí)為設(shè)計(jì)級(jí)配。

通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，必須達(dá)到SMA馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

2.3.2 SMA混合料的拌和

SMA混合料的拌和與普通熱拌瀝青混合料有一些不同之處，主要表現(xiàn)在:1)除了拌和溫度因素外，SMA為間斷級(jí)配，粗集料量多且粒徑單一，細(xì)集料很少，礦粉用量多。2)SMA所需的細(xì)集料數(shù)量很少。3)SMA的礦粉需要量是一般熱拌瀝青混合料的2倍。4)為了減少回收粉塵的排放時(shí)間，必須從減少粗、細(xì)集料的含粉量、含泥量入手，采石場(chǎng)的集料用水沖洗。5)纖維采用風(fēng)送式上料設(shè)備，將纖維直接送到拌合鍋的旁邊，每拌和一鍋，自動(dòng)稱(chēng)量一斗，在粗集料投放的同時(shí)，纖維投入拌合鍋中。6)SMA混合料的貯存都不能過(guò)夜，即當(dāng)天拌和的必須當(dāng)天使用完。

2.3.3 SMA混合料的施工溫度

改性瀝青SMA混合料，由于需要加入較多數(shù)量的冷礦粉，則拌和溫度需要更高一些。不僅施工如此，室內(nèi)試驗(yàn)也應(yīng)該提高溫度進(jìn)行，SMA混合料的出廠溫度在175℃ ～180℃，高于190℃應(yīng)廢棄。

SMA混合料的一般正常施工氣溫宜在15℃以上，當(dāng)氣溫下降接近15℃時(shí)，應(yīng)控制運(yùn)距，采取保溫措施;氣溫低于15℃時(shí)不得施工。

避免在雨季進(jìn)行攤鋪，當(dāng)路面滯水時(shí)，應(yīng)暫停施工，并及時(shí)清除積水。

2.3.4 SMA混合料的攤鋪

SMA混合料的可壓實(shí)余地很小，松鋪系數(shù)要比普通混合料小得多，混合料的鋪筑厚度可以在攤鋪時(shí)測(cè)量控制好，不必再等鉆孔測(cè)定。

攤鋪過(guò)程中，事先要注意天氣預(yù)報(bào)，以防突然遇到降雨而措手不及。

SMA混合料使用在表面層，其攤鋪對(duì)路面的平整度影響極大。本項(xiàng)目采用福格勒S2100瀝青攤鋪機(jī)攤鋪，攤鋪機(jī)具有良好的自動(dòng)找平功能，攤鋪溫度不低于160℃。

2.3.5 SMA混合料的碾壓

SMA一般都在表面層使用，厚度比較薄，不能在溫度下降以后才碾壓，一般掌握的碾壓成型的最低溫度為120℃。

碾壓SMA的要領(lǐng)是:“緊跟、慢壓、高頻、低幅”。即壓路機(jī)必須緊跟在攤鋪機(jī)后面碾壓，只有在高溫條件下碾壓才能取得良好的效果。慢壓一般要求的碾壓速度不能超過(guò)4 km/h～5 km/h。高頻和低幅的碾壓對(duì)提高SMA的壓實(shí)度，防止石料損傷，保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用很重要。

采用進(jìn)口的戴納派克CC622振動(dòng)壓路機(jī)，振動(dòng)力大，寬度大，最適合碾壓SMA路面。

2.3.6 SMA路面施工檢測(cè)要點(diǎn)

檢測(cè)礦料級(jí)配和油石比是質(zhì)量檢測(cè)的重點(diǎn)，要求每天一臺(tái)拌合機(jī)取樣抽提篩分不少于兩次。

對(duì)SMA路面的質(zhì)量檢測(cè)除了外形尺寸外，施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)內(nèi)容包括壓實(shí)度、厚度、平整度、彎沉、構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)檢測(cè)等。

3 瀝青混凝土面層施工控制要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

1)當(dāng)基層滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求時(shí)，并且其平整度及拱度驗(yàn)收合格后，方可施工瀝青混凝土面層。2)熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段的步驟進(jìn)行，經(jīng)設(shè)計(jì)確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比在施工中不得隨意變更。

3.2 瀝青混合料的拌合

1)熱拌瀝青混合料采用日本田中4000型間隙式瀝青拌合機(jī)進(jìn)行拌和，拌合機(jī)配備有材料配比和施工溫度的自動(dòng)檢測(cè)和記錄設(shè)備。2)SMA混合料添加纖維應(yīng)與間歇式拌合機(jī)的拌合周期同步進(jìn)行。纖維穩(wěn)定劑采用電子自動(dòng)計(jì)量設(shè)備添加。3)纖維穩(wěn)定劑的摻加比例以瀝青混合料總量的質(zhì)量百分率計(jì)算，用量為混合料總量的0.3%，摻合纖維的質(zhì)量允許誤差為±5%。4)SMA混合料拌合時(shí)，纖維必須在噴灑瀝青前加入拌合缸中，保證纖維能充分均勻地分散在混合料中，并與瀝青結(jié)合料充分拌合。

3.3 熱拌瀝青混合料的運(yùn)輸

1)運(yùn)料車(chē)在開(kāi)始運(yùn)輸前，在車(chē)廂及底板上涂刷一層隔離劑，使瀝青混合料不致與車(chē)廂粘結(jié)。2)運(yùn)料車(chē)前后至少移動(dòng)三次裝料，防止混合料離析。3)混合料運(yùn)輸過(guò)程中必須加以覆蓋，以防止混合料降溫超標(biāo)和結(jié)殼。4)運(yùn)料車(chē)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，檢查瀝青混合料溫度，必須滿(mǎn)足攤鋪溫度要求。

3.4 熱拌瀝青混合料的攤鋪

1)熱拌瀝青混合料采用福格勒S2100進(jìn)口瀝青攤鋪機(jī)攤鋪。

2)瀝青混合料必須緩慢、均勻連續(xù)不間斷地?cái)備?。攤鋪過(guò)程中不得隨意變換速度或中途停頓，攤鋪速度根據(jù)拌合機(jī)產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況以及攤鋪層厚度、寬度確定，一般控制在2 m/min～4 m/min為宜。

3)瀝青混凝土攤鋪時(shí)，采用兩臺(tái)以上攤鋪機(jī)成梯隊(duì)作業(yè)進(jìn)行聯(lián)合攤鋪，相鄰兩幅有5 cm～10 cm寬度的攤鋪重疊，相鄰攤鋪機(jī)距離5 m～10 m。

4)瀝青下面層采用兩側(cè)鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式進(jìn)行找平，中面層、表面層采用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁的方式控制厚度和平整度。

3.5 熱拌瀝青混合料的壓實(shí)及成型

1)配備足夠數(shù)量的12 t以上雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)、26 t以上輪胎壓路機(jī)，并根據(jù)試驗(yàn)路確定出最佳壓路機(jī)碾壓組合方式，以達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。2)SMA混合料必須在攤鋪后在盡可能高的溫度狀態(tài)下碾壓，不得等候。3)SMA混合料用10 t以上鋼輪壓路機(jī)初壓，如發(fā)現(xiàn)初壓有明顯推壅，檢查混合料的礦料級(jí)配及油石比是否合適。4)采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓SMA遵循“高溫、緊跟;勻速、慢壓;高頻、低幅;先邊、后中”的方針。即壓路機(jī)必須緊跟在攤鋪機(jī)后面碾壓，并采取高頻率、低振幅的方式碾壓。5)SMA的碾壓嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)，防止過(guò)度碾壓，在壓實(shí)度達(dá)到98%以上或者現(xiàn)場(chǎng)取樣的空隙率不大于6%后，終止碾壓。當(dāng)SMA碾壓完成，表面溫度降至70℃～80℃時(shí)，采用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行輔助碾壓。

4 結(jié)語(yǔ)

沈陽(yáng)四環(huán)快速路BT工程1標(biāo)瀝青混凝土表面層施工采用上述的施工材料，施工方法以及相關(guān)施工工藝，在面層的施工控制上嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，從試驗(yàn)段的施工上看，取得了良好的效果，為大面積主路與輔路的施工做好了技術(shù)上的準(zhǔn)備，同時(shí)可以為類(lèi)似的瀝青混凝土表面層施工工程做參考。

［1］ 張榮昌，肖如華.改性瀝青路面及SMA路面施工方法［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(8):27-28.

［2］ 李國(guó)文.關(guān)于SMA路面技術(shù)的幾點(diǎn)思考［J］.公路交通技術(shù)，2003(8):19-20.

［3］ 劉地成.瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)應(yīng)用技術(shù)研究［J］.東北公路，1998(4):7-8.

［4］ 沈金安.改性瀝青與SMA路面［M］.北京:人民交通出版社，1999.

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