SMA-13瀝青瑪蹄脂施工質(zhì)量控制

魏永東

（甘肅省武威公路管理局，甘肅武威 733000）

SMA-13瀝青瑪蹄脂施工質(zhì)量控制

魏永東

（甘肅省武威公路管理局，甘肅武威 733000）

普通瀝青混合料在高溫穩(wěn)定性能和低溫抗裂性能方面、在抗滑性能和耐久性方面都有矛盾。尤其是為了提高抗滑性能，使路面的空隙率較大，因而水損害比較嚴(yán)重，而SMA技術(shù)使路面服務(wù)狀況得到改善，從而帶來(lái)運(yùn)輸成本的節(jié)約，提高路面抗滑性能，增加路面構(gòu)造深度，防止雨天濺水形成水霧，大大降低雨天事故發(fā)生率，提高公路交通安全性、耐久性，可以延長(zhǎng)使用壽命20%～30%，甚至更多洧效地防止路面早期損壞，減少維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，產(chǎn)生綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文結(jié)合2013年古永高速公路養(yǎng)護(hù)維修工程項(xiàng)目中SMA-13瀝青瑪蹄脂技術(shù)的應(yīng)用，簡(jiǎn)要介紹了該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)、施工工藝及過(guò)程控制等方面的內(nèi)容。

SMA-13瀝青瑪蹄脂 古永高速公路 養(yǎng)護(hù)維修 應(yīng)用

古浪至永昌高速公路是我省東西方向的主要交通要道，也是國(guó)家“五縱七橫”主骨架公路的重要路段，以往養(yǎng)護(hù)維修工程中挖補(bǔ)罩面普遍采用密實(shí)性瀝青混合料進(jìn)行修補(bǔ)路面病害。修補(bǔ)后經(jīng)過(guò)夏季雨水的沖刷及行車(chē)碾壓的損壞往往出現(xiàn)“前修后爛”的現(xiàn)象。2013年養(yǎng)護(hù)維修工程熱瀝青罩面中我們采用的此項(xiàng)技術(shù)，經(jīng)過(guò)實(shí)施總結(jié)了其特殊的施工工藝和過(guò)程工程，后期跟蹤觀察及試驗(yàn)檢測(cè)表明效果較好。

1 SMA瀝青瑪蹄脂的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 SMA瀝青瑪蹄脂的定義

SMA是一種由瀝青、礦粉、纖維穩(wěn)定劑及少量細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，充填于間斷級(jí)配的粗集料碎石骨架的間隙形成的一種瀝青混合料。在國(guó)際國(guó)內(nèi)普遍用于機(jī)場(chǎng)跑道、城市道路和重載高速公路以及橋面鋪裝，是解決瀝青路面早期破壞的一種具有廣闊發(fā)展前景的新型路面。

1.2 SMA瀝青瑪蹄脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SMA是由互相嵌擠的粗集料骨架和瀝青瑪蹄脂兩大部分組成的。SMA的結(jié)構(gòu)組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少”。

（1）在SMA的組成中，礦料是間斷級(jí)配，大于4.75mm的碎石用量一般在70%～75%左右，粗集料顆粒之間有良好的嵌擠作用，瀝青混合料產(chǎn)生非常好的抵抗荷載變形的能力，因而有較強(qiáng)的高溫抗車(chē)轍能力。

（2）SMA使用礦粉多（8-12%），瀝青多（5.5-6.5%），又使用纖維作穩(wěn)定劑，由此組成的瀝青瑪蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充集料間隙，對(duì)骨架有較好的粘結(jié)作用，因此具有較好的低溫抗裂性能。

（3）SMA混合料的內(nèi)部空隙率很?。?%左右），瀝青與空氣接觸少，因而具有良好的耐久性。滲水很少，再加上瑪蹄脂與集料的粘結(jié)力好，混合料的水穩(wěn)定性也有較大改善。同時(shí)SMA對(duì)下面的瀝青層和基層有較強(qiáng)的保護(hù)作用和隔水作用，使全路面能保持較高的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

表1 SBS改性瀝青技術(shù)要求和檢測(cè)頻率表

（4）在SMA的施工中，混合料的松鋪系數(shù)一般在1.02～1.05之間，碾壓過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，SMA混合料在初壓時(shí)即沒(méi)有輪跡，在高溫狀態(tài)下用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓而不產(chǎn)生推擁（這也是判斷混合料是不是SMA的直觀標(biāo)準(zhǔn)），碾壓成型后表面有足夠的構(gòu)造深度又基本上不透水，路面構(gòu)造深度一般在1.0—1.3mm左右，它集AC型混合料的密實(shí)性、AM型的骨架結(jié)構(gòu)、AK型的抗滑性于一身，具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，耐久性和抗滑性。

（5）造價(jià)高，對(duì)路基與路面的施工質(zhì)量要求較高。

2 SMA瀝青瑪蹄脂的技術(shù)要求

由于SMA瀝青瑪蹄脂結(jié)構(gòu)特殊，對(duì)所使用的材料要求較高，古永高速在各種材料的選用上均采用了質(zhì)量均較高的材料。

2.1 石料的要求及質(zhì)量控制

（1）粗集料。粗集料應(yīng)采用質(zhì)量均勻、潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，且質(zhì)地堅(jiān)硬，表面粗糙，應(yīng)為反擊式破碎機(jī)進(jìn)行二次破碎加工的碎石，形狀接近立方體，有良好的嵌擠能力的破碎集料。本項(xiàng)工程采用的粗集料為永登石料廠生產(chǎn)的碎石，其質(zhì)量符合SMA瀝青瑪蹄脂技術(shù)要求。

（2）細(xì)集料。細(xì)集料采用專用的制砂機(jī)生產(chǎn)的機(jī)制砂。應(yīng)干凈、堅(jiān)硬、干燥、無(wú)風(fēng)化，有適當(dāng)?shù)募?jí)配，并與改性瀝青有良好的粘附性。其質(zhì)量要求符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中瀝青混合料用細(xì)集料質(zhì)量要求。

（3）礦粉。礦粉采用普通混凝土中的礦粉，其要求符合技術(shù)規(guī)范要求。

2.2 瀝青的技術(shù)要求及質(zhì)量控制

（1）用于SMA的瀝青結(jié)合料必須具有較高的粘度，與集料具有良好的粘附性，以保證有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫韌性。本工程中采用SBS改性瀝青為武威公路管理局材料研發(fā)中心生產(chǎn)的改性瀝青，技術(shù)要求和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1。

表2 木質(zhì)素纖維質(zhì)量技術(shù)要求

（2）在瀝青儲(chǔ)存過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢驗(yàn)改性瀝青的離析情況，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求，為防止離析，在瀝青罐頂端分別加裝電動(dòng)攪拌器，對(duì)改性瀝青進(jìn)行定期二次攪拌，攪拌器每三小時(shí)攪拌一次，每次攪拌20分鐘。同時(shí)采用在不同的瀝青罐中互相交流的方法，也可以在不同程度上防止儲(chǔ)存改性瀝青的離析。

2.3 纖維穩(wěn)定劑的技術(shù)要求及質(zhì)量控制

纖維穩(wěn)定劑。

（1）本工程采用北京墾特萊公司生產(chǎn)的木質(zhì)素纖維作為纖維穩(wěn)定劑，以改善瀝青混合料性能，吸附瀝青，減少析漏。其質(zhì)量應(yīng)符合表2的技術(shù)要求。

（2）木質(zhì)素纖維能承受250℃以上的環(huán)境溫度不變質(zhì)，不發(fā)脆，且對(duì)環(huán)境不造成危害，不危害身體健康。

（3）纖維穩(wěn)定劑的摻加比例以礦料總量的質(zhì)量百分率計(jì)算，通常情況下用于SMA路面的木質(zhì)素纖維不宜低于0.3%，必要時(shí)可適當(dāng)增加纖維用量。纖維摻加量的允許誤差宜不超過(guò)±5%。

（4）纖維應(yīng)存放在室內(nèi)或有棚蓋的地方，在運(yùn)輸及使用過(guò)程中應(yīng)防止受潮、結(jié)團(tuán)，已經(jīng)受潮、結(jié)團(tuán)不能在拌合時(shí)充分分散的纖維，不得使用。

3 SMA瀝青瑪蹄脂技術(shù)的施工過(guò)程控制

3.1 試驗(yàn)段鋪筑

（1）在SMA面層的正式鋪筑前，必須鋪筑試驗(yàn)路段，長(zhǎng)度宜為100-200m，驗(yàn)證配合比設(shè)計(jì)的瀝青混合料用量、礦料級(jí)配、試驗(yàn)施工工藝，檢查SMA表面的均勻性、構(gòu)造深度和滲水情況。

（2）對(duì)SMA面層，應(yīng)特別重視材料質(zhì)量、施工溫度和壓實(shí)工藝的控制，使混合料形成充分嵌擠并達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，切忌片面追求平整度而降低壓實(shí)度。

3.2 拌合樓出料控制

SMA混合和ATB改性瀝青混合料的混合物拌和方法基本上是相同的，區(qū)別有以下幾個(gè)方面：

（1）拌和樓應(yīng)當(dāng)配備一個(gè)專用的纖維穩(wěn)定劑投料裝置，直接添加纖維自動(dòng)加入拌和樓的拌和鍋或稱量斗。添加纖維應(yīng)與拌和樓的拌和同步周期。松散絮狀纖維應(yīng)該使用風(fēng)送設(shè)備自動(dòng)分解材料，并在礦料投入后干拌及噴入瀝青的同時(shí)一次性噴入拌和機(jī)內(nèi)。

（2）SMA混合攪拌，加入粗集料拌和樓的同時(shí)，加入纖維，干拌，以確保適當(dāng)?shù)睦w維可以完全分散均勻的混合物，加入礦粉，干拌15秒左右，噴入瀝青濕拌50秒左右，使所有集料全部裹覆瀝青結(jié)合料，攪拌混合均勻作為標(biāo)準(zhǔn)。

（3）拌和好的SMA混合料應(yīng)隨拌隨用，不宜儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以免發(fā)生析漏，引起瀝青含量不均勻。

（4）我們將嚴(yán)格控制加熱溫度的瀝青和集料加熱溫度、拌和溫度，出廠溫度。出廠的溫度高于195℃的混合料必須被放棄。觀察出料冒煙的情況，如果白煙是正常情況，如果是青煙，應(yīng)該特別注意，立即檢查溫度是否超過(guò)指定值。

（5）每天上、下午，各取一組混合料試樣做馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn)，測(cè)試油石比、礦料級(jí)配和瀝青混合料的物理力學(xué)性質(zhì)。嚴(yán)格控制瀝青和礦料級(jí)配的劑量，保證允許的油石比與設(shè)計(jì)值偏差的正負(fù)0.2%。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制

（1）運(yùn)輸。運(yùn)料車(chē)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，SMA混合料的溫度不得低于165℃的攤鋪溫度的要求。其它運(yùn)輸條件與ATB瀝青混合料相同。

（2）攤鋪。1）攤鋪前徹底清潔下承層表面，噴灑符合要求的SBR型改性乳化瀝青粘層油，用量宜為0.3-0.4L/m2。2）每天施工前，應(yīng)對(duì)前天留下的接縫處進(jìn)行清潔，并檢查平整度，然后涂刷改性乳化瀝青，以保證接頭緊密。3）攤鋪機(jī)開(kāi)始鋪筑前應(yīng)提前0.5—1.0小時(shí)，對(duì)熨平板預(yù)熱到100℃以上，鋪筑過(guò)程中應(yīng)開(kāi)動(dòng)熨平板的振動(dòng)或捶擊等夯實(shí)裝置。4）由于SMA生產(chǎn)延長(zhǎng)了干拌和濕拌時(shí)間，影響拌和機(jī)的正常的產(chǎn)量，攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)放慢，通常不超過(guò)2m/ min，攤鋪過(guò)程中不得隨意變換速度或中途停機(jī)。當(dāng)供料不足時(shí)，宜采用運(yùn)料車(chē)集中等候，集中攤鋪的方式，盡量減少攤鋪機(jī)的停頓次數(shù)。5）改性瀝青SMA混合料的攤鋪溫度應(yīng)比普通瀝青混合料的攤鋪溫度高10-20℃。當(dāng)氣溫低于15℃時(shí)，不得攤鋪改性瀝青SMA混合料。6）其它攤鋪要求與ATB瀝青混合料攤鋪相同。

（3）碾壓。1）混合料攤鋪后，壓路機(jī)必須緊跟攤鋪機(jī)在盡可能高的溫度狀態(tài)下開(kāi)始碾壓。同時(shí)不得在低溫狀態(tài)下反復(fù)碾壓SMA，以防止磨掉石料棱角或壓碎石料，破壞集料嵌擠。2）SMA路面的初壓采用1臺(tái)12噸鋼輪壓路機(jī)靜壓，每次碾壓應(yīng)直至攤鋪機(jī)跟前，初壓1遍，復(fù)壓3-4遍，終壓1遍，以消除輪跡，保證路面有良好的平整度和粗糙度。SMA的碾壓速度不得超過(guò)60m/min。3）通常情況下SMA不能采用輪胎壓路機(jī)碾壓，以防搓揉過(guò)度造成瀝青瑪蹄脂擠到表面，產(chǎn)生泛油和油汀。4）SMA路面應(yīng)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。如碾壓過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有瀝青瑪蹄脂部分上浮或石料壓碎、棱角明顯磨損等過(guò)碾壓的現(xiàn)象時(shí)，碾壓即應(yīng)停止，并分析原因。5）SMA混合料在碾壓過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)觀察混合料有無(wú)推移現(xiàn)象，有推移時(shí)，說(shuō)明混合料存在問(wèn)題，達(dá)不到質(zhì)量要求，應(yīng)停止施工，分析原因。6）其它碾壓方法與ATB瀝青混合料碾壓方法相同。

（4）開(kāi)放交通及其它。1）SMA路面施工結(jié)束后，應(yīng)在路表溫度下降到50℃以下，方可允許開(kāi)放交通。2）SMA路面如出現(xiàn)油汀，應(yīng)分析原因，仔細(xì)檢查纖維添加的方式、數(shù)量、時(shí)間，是否漏放及拌和是否均勻等，嚴(yán)重的應(yīng)予鏟除。產(chǎn)生的原因一般有以下因素：用油量過(guò)高；拌和時(shí)間太短，SMA混合料拌和不夠充分；SMA混合料溫度過(guò)高，改性瀝青發(fā)生老化；纖維在混合料中分布不均勻；運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，SMA混合料中骨料與瀝青產(chǎn)生離析；攤鋪機(jī)等料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)及運(yùn)料車(chē)積壓過(guò)多，發(fā)生瀝青析漏；壓路機(jī)碾壓遍數(shù)過(guò)多，使路面超壓；混和料（特別是纖維）及路表含有一定的水份。

4 SMA瀝青瑪蹄脂技術(shù)的性能檢測(cè)及評(píng)定

SMA瀝青路面鋪筑過(guò)程中必須隨時(shí)對(duì)鋪筑質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定，質(zhì)量檢查的內(nèi)容、頻率、質(zhì)量應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）的要求。

（1）SMA路面上面層壓實(shí)度采用空隙率和壓實(shí)度雙向控制，控制標(biāo)準(zhǔn)為試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)密度的98%，實(shí)測(cè)空隙率不超過(guò)6%?？障堵视?jì)算所需的最大理論密度按JTJF40-2004附錄B的規(guī)定執(zhí)行，壓實(shí)度的檢驗(yàn)，以實(shí)測(cè)芯樣為準(zhǔn)。路面鉆孔取樣檢查壓實(shí)度和空隙率。并按《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》規(guī)定的方法隨時(shí)用滲水儀檢測(cè)路面滲水系數(shù)，用鋪砂法檢測(cè)路表構(gòu)造深度。

（2）隨時(shí)檢查瀝青、集料的加熱溫度。逐車(chē)檢查并記錄SMA混合料的出廠溫度。拌合樓逐盤(pán)打印的打印結(jié)果必須保存?zhèn)洳?，每天進(jìn)行總量控制，并作為施工質(zhì)量控制的依據(jù)。

（3）按規(guī)定隨機(jī)取樣，檢查混合料的礦料級(jí)配和油石比。按要求進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，計(jì)算空隙率等體積指標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

鋪筑期間，試驗(yàn)段經(jīng)歷了多雨季節(jié)的考驗(yàn)，從路表面來(lái)看，SMA混合料表面粗糙又不透水，混合料攤鋪非常均勻，行車(chē)舒適，路面平整度未見(jiàn)衰減，也沒(méi)有發(fā)生泛油現(xiàn)象。試驗(yàn)路鋪筑取得了圓滿成功，為古永、永古高速公路大面積推廣改性瀝青SMA路面積累了成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。