淺談SMA瀝青施工質(zhì)量控制

戴正赟

(鎮(zhèn)江市交通工程建設(shè)管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

淺談SMA瀝青施工質(zhì)量控制

戴正赟

(鎮(zhèn)江市交通工程建設(shè)管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料( SMA ) 是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料填充間斷級配的粗骨料骨架間隙而組成的瀝青混合料。SMA 路面結(jié)構(gòu)不僅在高溫、重載時(shí)的車轍變形量低, 而且低溫性能良好。本文結(jié)合具體工程項(xiàng)目，對 SMA瀝青施工質(zhì)量控制進(jìn)行研究。

SMA 施工 質(zhì)量

1 工程概況

常熟市三環(huán)路快速化改造工程是對現(xiàn)有的三環(huán)路進(jìn)行快速化改造，主線設(shè)計(jì)車速80公里/小時(shí)，地面輔道設(shè)計(jì)40公里/小時(shí)，上下匝道設(shè)計(jì)車速40公里/小時(shí)。采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面施工。

2 SMA 級配組成特點(diǎn)

SMA 是由碎石粗集料為骨架, 細(xì)集料、礦粉、瀝青、纖維穩(wěn)定劑混合物為瑪蹄脂, 由瑪蹄脂填充碎石粗集料之間的空隙形成的骨架嵌擠型密實(shí)結(jié)構(gòu)混合料, 類似于我國的瀝青碎石混合料中用豐富的瑪蹄脂填充的情況。因此, SMA 的顆粒組成具有以下特點(diǎn)。

2.1 粗骨料多

SMA 的級配特點(diǎn)之一就是骨料多, 一般SMA材料中, 4.75 mm 以上的骨料占70% , 與瀝青碎石相近, 比傳統(tǒng)的AC 多20%～ 25% , 其中9.5 mm以上的占35% 。正是由于SMA 粗骨料多, 使其形成骨架嵌擠型結(jié)構(gòu), 因此SMA 混合料具有抵抗高溫變形的特點(diǎn)。

2.2 礦粉多

SMA 的混合料小于0. 075 mm 的含量為8% ～12% 。因主骨架為粗集料,且為密實(shí)型結(jié)構(gòu), 主骨架之間的空隙需由礦粉、瀝青、纖維穩(wěn)定劑混合料填充密實(shí), 因此, 必須得有足夠量的礦粉, 才足以填充空隙, 保證空氣體積率及泌水性。SMA 的粉膠比較大, 遠(yuǎn)超過通常的1.2, 達(dá)1.8～2.0。

2.3 瀝青

填充主骨架間隙的瑪蹄脂由細(xì)集料、礦粉、瀝青、纖維穩(wěn)定劑組成。因礦粉含量高, 且添加了高吸油率的纖維穩(wěn)定劑, 因此 SMA 的瀝青含量高, 比普通瀝青混合料要高1%以上, 才能保證集料之間的粘結(jié)及瀝青油膜厚度。

2.4 細(xì)料少

SMA 結(jié)構(gòu)中0.6～0.075mm 料的用量較少,通常為6% ～9% 。

2.5 摻加纖維穩(wěn)定劑

SMA 混合料中加入纖維穩(wěn)定劑的作用在于充分吸附瀝青, 從而使瀝青用量增加, 瀝青油膜變厚,提高混合料的耐久性。

3 SMA原材料質(zhì)量控制

SMA 路面能否達(dá)到預(yù)期的性能在很大程度上取決于粗集料的嵌擠作用。因此粗集料必須具有較好的韌性、強(qiáng)度、堅(jiān)固性、耐磨性、集料的顆粒形狀和棱角性的優(yōu)質(zhì)石料, 嚴(yán)格限制集料的扁平顆粒含量；細(xì)集料通常采用高強(qiáng)材料制作的機(jī)制砂, 并要求起具體有良好的棱角性和堅(jiān)固性并嚴(yán)格控制起含泥量；礦粉采用石灰石制成, 不得含有泥土和有機(jī)礦物制。

4 配合比設(shè)計(jì)

材料選定后, 關(guān)鍵的一個(gè)工作就是配合比設(shè)計(jì),配合比設(shè)計(jì)必須選擇合理的級配及瀝青用量, 才能鋪筑出性能優(yōu)良的SMA 路面。配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件體積設(shè)計(jì)方法進(jìn)行, 遵循熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法即通過目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段, 確定各規(guī)格集料的比例、礦料級配和最佳瀝青用量。

(1)選定符合要求的瀝青、粗集料、細(xì)集料和礦粉。

(2)確定礦料配合比,根據(jù)選定的混合料礦料級配范圍(曲線)及各原材料礦料實(shí)際粒徑級配,計(jì)算出各種礦料用量百分比,使初配的礦料粒徑,基本接近級配曲線的中值。

(3)確定瀝青用量,先按瀝青參考用量選定一接近中值的百分比作為基準(zhǔn)組,再上下變化兩組瀝青用量。對于SMA每組間隔0.5%,共5組,每組按照要求測定其瀝青混合料的實(shí)際性質(zhì)。選取符合各項(xiàng)要求的配合比作為適用的配合比。如符合各項(xiàng)要求的組數(shù)大于一組時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況選定,如五組均不能符合要求,則需另配。瀝青最小用量為6%。

(4) SMA經(jīng)馬歇爾實(shí)驗(yàn)確定的結(jié)合料用量宜采用《公路工程瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ052)中的“謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)”及“肯塔堡瀝青混合料飛散試驗(yàn)方法”進(jìn)行檢驗(yàn);如不符合,應(yīng)調(diào)整結(jié)合料用量或重新進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)。

(5)試拌復(fù)核。根據(jù)上述選定的配合比,在生產(chǎn)廠內(nèi)實(shí)際試制,使測試件符合各項(xiàng)指標(biāo),必要時(shí)可略作調(diào)整,作為生產(chǎn)用配合比。

5 SMA施工質(zhì)量控制

5.1 施工溫度

SMA 瀝青結(jié)合料一般均采用改性瀝青, 因此,和所有改性瀝青混合料一樣,保證較高的溫度是施工質(zhì)量控制的第一要素。由于改性瀝青的粘度增大,如果溫度不夠, 攤鋪無法平整, 碾壓達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)度, 空氣體積率達(dá)不到規(guī)定的要求, SMA 的各項(xiàng)性能指標(biāo)將受到嚴(yán)重影響。

改性瀝青應(yīng)隨配隨用，不宜長時(shí)間存放。改性瀝青的加熱溫度控制在170～180℃。瀝青混合料拌和機(jī)在拌和時(shí)，集料的烘干溫度應(yīng)控制在180～190℃，成品料溫度應(yīng)控制在170～180℃。

5.2 攤鋪

5.2 .1 由于 SMA 粘度較高, 攤鋪?zhàn)枇Ρ绕胀岚铻r青混合料大, 而輪胎式攤鋪機(jī)容易打滑, 所以一般采用履帶式攤鋪機(jī)攤鋪, 采用非接觸式平衡梁自動找平控制方式, 并適當(dāng)減小攤鋪寬度。

5.2 .2 攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)與瀝青混合料拌和樓產(chǎn)量相協(xié)調(diào), 不宜超過 3～4m/min, 必要時(shí)可放慢到1～2m/min。一般在攤鋪機(jī)前至少要有3 輛運(yùn)料車等候,保證攤鋪機(jī)勻速、不間斷地?cái)備仭?/p>

5.3 碾壓成型

SMA 路面壓實(shí)工藝特別有講究, 碾壓溫度、機(jī)具選擇、壓實(shí)度的控制等方面均有較高要求, 一旦確定為成功的碾壓組合, 就不得隨意改動。

SMA混合料的壓實(shí)要在攤鋪后緊接著進(jìn)行。壓路機(jī)選用8 t雙鋼輪壓路機(jī),碾壓自路邊壓向路中,碾壓順序?yàn)?接縫處預(yù)壓→全路初壓→全路復(fù)壓→全路終壓。初壓2遍,復(fù)壓1遍,終壓1遍,每次來回軌跡重疊,壓路機(jī)重疊30 cm左右。

壓路機(jī)要緊跟在攤鋪機(jī)后面碾壓,在終壓溫度(大于 120℃)前消除全部軌跡,路面一旦達(dá)到壓實(shí)度即停止壓路機(jī)作業(yè),以免過度碾壓導(dǎo)致瀝青馬蹄脂結(jié)合料被擠壓到路表面,影響構(gòu)造深度。

(1) 碾壓溫度

改性瀝青與非改性瀝青在施工控制上最大的區(qū)別就是溫度要求較高。因?yàn)楦男詾r青粘度較大, 碾壓成型必須在較高的溫度下進(jìn)行, 如果碾壓溫度得不到保證,平整度、壓實(shí)度、空氣體積率等無法得到保證, 甚至出現(xiàn)顆粒結(jié)構(gòu)達(dá)不到設(shè)計(jì)的組合, 在后期行車荷載作用下產(chǎn)生石料折斷重新排列而造成瀝青混凝土路面損壞的現(xiàn)象。因此, 碾壓溫度特別重要, 除了攤鋪溫度必須得到保證以外, 壓路機(jī)數(shù)量必須足夠, 并緊跟攤鋪機(jī)及時(shí)碾壓。

(2) 機(jī)具選擇

SMA 路面壓實(shí), 必須采用雙鋼輪碾壓, 一般不使用膠輪壓路機(jī)搓揉, 并控制振動頻率及振動碾壓的遍數(shù)。膠輪壓路機(jī)搓揉及過度振動, 會使粗骨料下沉,瑪蹄脂上浮, 造成構(gòu)造深度降低, 甚至泛油的現(xiàn)象。振動應(yīng)采用高頻低幅, 振動碾壓遍數(shù)以2～3 遍為宜, 不得多震。

(3) 壓實(shí)度的控制SMA 路面, 既要保證壓實(shí)度, 又不能過度碾壓,過度碾壓容易造成粗骨料下沉, 瑪蹄脂上浮, 影響構(gòu)造深度, 出現(xiàn)泛油, 甚至出現(xiàn)壓碎碎石的現(xiàn)象。因此,過度碾壓是 SMA 的大忌, 在碾壓過程中, 要特別注意表面構(gòu)造, 以便有適宜的構(gòu)造深度。對于SMA 通常以保持1. 0～1. 3 mm 為好, 構(gòu)造深度過小, 可能是過度碾壓造成的。

5.4 接縫

SMA 混合料的鋪筑應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生縱向接縫,橫向施工接縫應(yīng)采用平接縫,縱向接縫必須是熱接縫。由于合料的溫度較高, 因此只要在先鋪的瀝青混合料一邊壓實(shí)時(shí)預(yù)留一定的寬度, 待后面的攤鋪完成后一起壓實(shí)既可, 特殊情況采取相應(yīng)措施。橫向接縫一般不可避免, 施工完畢, 混合料未冷卻前,完成切割工作, 切割范圍應(yīng)用3m直尺檢測, 保證平整度以及厚度, 新混合料攤鋪前清洗接縫, 涂抹粘層油, 接縫處碾壓應(yīng)盡快處理, 先縱向在5～10cm 范圍內(nèi)來回碾壓, 在橫向碾壓范圍2～4m, 然后正常碾壓。

6 小結(jié)

SMA 瀝青混合料比一般熱拌瀝青優(yōu)點(diǎn)相對明顯，被廣泛用于道路路面工程。但在拌和、攤鋪、碾壓還是在溫度控制方面，都有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，因此，在施工的時(shí)候應(yīng)從原材料，配合比，施工質(zhì)量抓起。保證施工質(zhì)量。

[1] 沈金安.改性瀝青與SMA 路面[M].北京：人民交通出版社.

[2] 交通部公路科學(xué)研究所 JTG F40- 2004 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京: 人民交通出版社, 2004.

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1007–6344（2015）01–0129–02