SMA-13型瀝青瑪蹄脂碎石混合料配合比設(shè)計(jì)及其施工質(zhì)量控制

■陳鍵靈

（福建省高速公路有限責(zé)任公司，福州 350001）

1 概述

瀝青瑪蹄脂碎石混合料 (SMA)自20世紀(jì)60年代問世以來，在歐美得到了較為廣泛的應(yīng)用，我國也在上世紀(jì)90年代引進(jìn)了相關(guān)技術(shù)、開展了大量的研究。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，重載交通比例越來越高，SMA的應(yīng)用也日益廣泛，甚至成為一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份高速公路的典型瀝青路面材料。福建省最早使用SMA是在漳龍高速公路龍巖段，該路段于2003年通車，經(jīng)過13年的使用，其路用性能保持良好。

本文依托工程泉州灣跨海大橋項(xiàng)目全長26.7km，其中跨海大橋部分長約12.5km，橋面鋪裝采用雙層SMA共計(jì)10cm，本文結(jié)合試驗(yàn)和現(xiàn)場鋪筑情況，對其上面層SMA-13配合比設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制做初步探討。

2 瀝青混合料 (SMA-13)的配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

(1)集料場地為霞美碎石場，礦料比例： (9.5～13.2)mm∶(4.75～9.5)mm∶(2.36～4.75)mm∶(0～2.36)mm∶礦粉=40∶32∶7∶13∶8。

(2)瀝青采用廈門華特SBS改性瀝青，最佳瀝青用量為6.0%。

(3)木質(zhì)素纖維用量為混合料的0.3%，抗剝落劑為瀝青的0.3%。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

(1)初選級配：按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)SMA-13礦料級配的規(guī)定，經(jīng)過礦料配合比設(shè)計(jì)計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)，確定三種級配 (下、中、上)，4.75mm篩孔通過率分別為25.3%、28.6%、31.4%，三種級配組成見表1。分別測定三種級配的VCADRC，按瀝青用量6.0%制作試件，測定VCAMIX及VMA等指標(biāo)，在滿足VCAMIX小于VCADRC和VMA大于16.5%的基礎(chǔ)上確定級配，測試結(jié)果見表2、表3。

表1 三種級配的設(shè)計(jì)組成結(jié)果

表2 VCADRC測試結(jié)果

表3 初試級配的體積分析

由上述結(jié)果得出2#級配中較為理想，為此選取2#級配中為設(shè)計(jì)級配。

(2)確定最佳瀝青用量：在選定設(shè)計(jì)2#級配中的基礎(chǔ)上，以5.7%、6.0%、6.3%三種瀝青含量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表2～4。

據(jù)表4的數(shù)據(jù)，瀝青用量為6.0%時(shí)，馬歇爾試件的空隙率為3.6，且其它指標(biāo) (VMA、VCA、穩(wěn)定度、飽和度等)均滿足規(guī)范要求，且結(jié)合本路段設(shè)計(jì)交通量大、軸載重等客觀條件，確定瀝青含量6.0%為最佳瀝青用量。

2.3 混合料性能檢驗(yàn)

(1)瀝青混合料謝倫堡析漏試驗(yàn) (燒杯法)。采用試驗(yàn)溫度185℃，保溫1h后進(jìn)行析漏測試。試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

(2)SMA-13瀝青馬蹄脂碎石混合料目標(biāo)配合比以選定的2#級配中 (40:32:7:13:8)和最佳瀝青用量6.0%進(jìn)行性能驗(yàn)證，結(jié)果如表6、7所示。

表4 瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果 (雙面各擊實(shí)75次)

表5 最佳瀝青用量下析漏試驗(yàn)

表6 瀝青馬蹄脂混合料目標(biāo)配合比性能檢測試驗(yàn)結(jié)果

表7 瀝青馬蹄脂混合料目標(biāo)配合比性能檢測試驗(yàn)結(jié)果

3 施工過程控制要點(diǎn)

3.1 施工前準(zhǔn)備

(1)準(zhǔn)備下承層，使其符合上面層攤鋪要求；

(2)保持下承層潔凈，攤鋪前噴灑改性乳化瀝青粘層油；

(3)認(rèn)真檢查各種機(jī)具設(shè)備的性能，確保處于正常使用狀態(tài)。

3.2 混合料拌和過程質(zhì)量控制

(1)嚴(yán)格控制油石比和礦料級配，并按設(shè)計(jì)文件要求的頻率取樣進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢查。

(2)嚴(yán)格控制瀝青和集料的加熱溫度和出料溫度，保證在要求范圍之內(nèi)。

(3)拌和料控制室逐盤打印瀝青和各種礦料的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，每天的拌和總量根據(jù)配合比檢驗(yàn)礦料和油石比的誤差。

(4)每天拌和前對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，定期對計(jì)量裝置進(jìn)行校核。

3.3 瀝青混合料運(yùn)輸

(1)選擇最佳運(yùn)輸路線，瀝青混合料運(yùn)輸車的運(yùn)量應(yīng)較拌和能力和攤鋪速度有所富余，確保攤鋪?zhàn)鳂I(yè)連續(xù)進(jìn)行。

(2)在運(yùn)輸車車廂側(cè)板和底板涂1層隔離劑，防止混合料和車廂板粘結(jié)。

(3)拌和機(jī)向運(yùn)料車放料時(shí)，每裝1斗料，汽車應(yīng)前后移動，分3堆裝料，以減少粗集料的分離現(xiàn)象。

(4)裝完料后用雙層蓬布遮蓋，以利保溫、防雨，避免污染環(huán)境。

3.4 瀝青混合料攤鋪

(1)路面整體攤鋪前，通過試驗(yàn)段的攤鋪確定適宜的攤鋪系數(shù)和各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)，以確保瀝青混凝土厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在試驗(yàn)段中，采用鉆芯取樣檢測方法對壓實(shí)度進(jìn)行檢測。

(2)結(jié)合攤鋪機(jī)的攤鋪速度、拌和站的產(chǎn)量、計(jì)劃攤鋪路段每單幅路面瀝青用量，最后確定攤鋪機(jī)的速度，攤鋪機(jī)速度控制在2.5～2.8m/min為宜。

(3)攤鋪過程用平衡梁控制攤鋪厚度，能更好地保證平整度。2臺攤鋪機(jī)成梯隊(duì)攤鋪時(shí)，以縱向距離保持5～10m、橫向重疊0.5m為宜；及時(shí)測量車上的瀝青混合料溫度，做好記錄，溫度過低的瀝青混合料嚴(yán)禁使用。

(4)攤鋪過程盡量做到勻速前進(jìn)，避免或快或慢和中間停頓，切忌不熟悉的開機(jī)手單獨(dú)操作。

(5)嚴(yán)禁雨天、夜間攤鋪，遇雨停止攤鋪，并清除未壓實(shí)的瀝青混合料，車上的瀝青混合料須廢棄，路上積水清除干凈，全部曬干或涼干后，才能重新攤鋪。

3.5 瀝青混合料碾壓

(1)瀝青混凝土采用機(jī)械碾壓，按初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)階段進(jìn)行。壓路機(jī)要以慢而均勻的速度碾壓，壓路機(jī)碾壓速度見表8。

表8 壓路機(jī)碾壓速度 (km/h)

(2)嚴(yán)格掌握瀝青混合料施工溫度，改性瀝青混凝土 (SMA-13)的施工溫度較普通瀝青混合料高20℃左右，其控制溫度見表9。

(3)瀝青混凝土初壓:在瀝青混凝土攤鋪后溫度為150℃左右時(shí)進(jìn)行初壓，采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，從外側(cè)向中心、由低向高處碾壓，相臨碾壓帶疊1/3～1/2輪寬，初壓后及時(shí)檢查平整度。

(4)瀝青混凝土復(fù)壓:復(fù)壓緊接初壓后進(jìn)行，采用振動壓路機(jī)掛振碾壓3～4遍，后采用輪胎壓路機(jī)碾壓1～2遍 (碾壓遍數(shù)經(jīng)試鋪段試壓確定)，需達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度，并且無顯著輪跡。

表9 改性瀝青混凝土 (SMA-13)的控制溫度

(5)瀝青混凝土終壓:終壓緊接復(fù)壓后且在瀝青混凝土溫度不低于120℃之前完成，采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2遍，消除所有輪跡。路面壓實(shí)成型的終了溫度應(yīng)符合規(guī)范的要求。

(6)為保證油面與路牙接茬處平整度，可采用小型壓路機(jī)碾壓，既能保證路牙完好無缺又能保證接茬處平整、美觀，對排水口處機(jī)鋪后即刻處理，采用板式振動夯壓實(shí)并修飾順坡，達(dá)到外觀順美的要求。井蓋在攤鋪后用板式振動夯壓實(shí)修飾，達(dá)到外觀圓順的要求，然后用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓。

(7)壓路機(jī)的碾壓段長度以與攤鋪速度平衡為原則選定，并保持大體穩(wěn)定。壓路機(jī)每次由兩端折回呈階梯形隨攤鋪機(jī)向前推進(jìn)，使折回處不在同一橫斷面上。在碾壓過程中，壓路機(jī)不得隨意停頓。碾壓過程中，壓路機(jī)起步應(yīng)緩慢平穩(wěn)，沿?cái)備伔较蛑本€行駛，碾壓速度均衡一致。

(8)壓路機(jī)鋼輪應(yīng)保持清潔，有粘輪現(xiàn)象時(shí)適當(dāng)噴灑稀釋洗滌靈，注意要少噴、勤噴、勻噴，當(dāng)鋼輪受熱溫度升高不再粘輪時(shí)應(yīng)關(guān)閉噴頭。

(9)嚴(yán)禁壓路機(jī)在未冷卻的油層上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動，從熱油面上下來的壓路機(jī)必須將鋼輪進(jìn)行降溫，方可停放在已建瀝青混凝土路面上。

(10)碾壓工作由專人負(fù)責(zé)，隨時(shí)檢測高程和平整度，如發(fā)現(xiàn)擁包應(yīng)及時(shí)處理，必要時(shí)采用壓路機(jī)橫壓方法，但應(yīng)注意壓路機(jī)只能單向掛振，不允許掛振來回碾壓。

4 結(jié)語

瀝青瑪蹄脂碎石混合料施工造價(jià)高，是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、協(xié)調(diào)面廣的工程。全機(jī)械化施工和成熟的施工工藝是保證質(zhì)量的前提，除嚴(yán)密工序組織外，還得配有高素質(zhì)的操作人員和管理人員，從施工的各個(gè)環(huán)節(jié)著手，對瀝青混合料的原材料、拌制、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓等方面層層把關(guān)，嚴(yán)格管理，只有把這幾方面有效地結(jié)合起來，才能鋪筑出高質(zhì)量的SMA路面。

［1］沈金安.改性瀝青與SMA路面［M］.北京:人民交通出版社,1999.

［2］JTJ036-98,公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.