淺析SMA瀝青路面施工工藝及質(zhì)量控制

王心智，張傳友

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 前言

SMA也叫瀝青馬蹄脂碎石混合料，通過(guò)采用礦物纖維穩(wěn)定劑、增加礦粉用量、改性瀝青等技術(shù)手段，組成瀝青馬蹄脂后填充間斷級(jí)配的粗集料骨架間隙，從而使瀝青混合料既能保持開(kāi)級(jí)配瀝青混合料表面功能好的特點(diǎn)，又能克服耐久性差的缺點(diǎn)，尤其是使高溫抗車(chē)轍能力、低溫抗裂性能、耐疲勞性能和水穩(wěn)定性能等各種路用性能大幅度提高。現(xiàn)在已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于高速公路建設(shè)中。

2 合格、優(yōu)質(zhì)原材料是生產(chǎn)合格SMA混合料的保證

2.1 粗集料

粗集料采用3～5mm、5～10mm、10～16mm三種級(jí)配的優(yōu)質(zhì)玄武巖，其顆粒組成、與瀝青的粘附性、磨光值等各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2.2 細(xì)集料

細(xì)集料采用0～3mm機(jī)制砂，機(jī)制砂由優(yōu)質(zhì)玄武巖磨制，級(jí)配符合設(shè)計(jì)要求。為防止機(jī)制砂因下雨等受潮結(jié)塊，采用棚裝防雨。

2.3 填料

填料采用優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r磨制的礦粉，其粒度范圍、塑性指數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。

2.4 瀝青

瀝青采用SBS改性瀝青，對(duì)成品改性瀝青隨時(shí)抽檢，檢測(cè)頻率不少于1d/次。

2.5 SMA混合料的纖維填料

SMA混合料的纖維填料采用木質(zhì)素纖維。為防止木質(zhì)素纖維受潮結(jié)團(tuán)，木質(zhì)素纖維在室內(nèi)架空堆放。

3 合格SMA混合料的生產(chǎn)是優(yōu)質(zhì)路面的基礎(chǔ)

3.1 檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)配合比

由試驗(yàn)室按目標(biāo)配合比所給出的級(jí)配曲線和瀝青用量制作馬歇爾試件及車(chē)轍試件等檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)配合比的合理性。

3.2 拌和機(jī)振動(dòng)篩篩片尺寸的確定

根據(jù)目標(biāo)配合比、集料規(guī)格、瀝青混合料拌和機(jī)性能等確定拌和機(jī)振動(dòng)篩篩片尺寸，目的是使關(guān)鍵或控制性篩孔分開(kāi)并保證各冷、熱料倉(cāng)合理匹配，從而保證混合料級(jí)配符合設(shè)計(jì)級(jí)配。

對(duì)木質(zhì)素纖維添加設(shè)備進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，這樣可以確保木質(zhì)素纖維的灑布量和均勻性。

3.3 SMA混合料的拌和

(1)由于SMA為間斷級(jí)配，粗集料用量多，細(xì)集料用量少，礦粉用量多，因此，在冷熱料倉(cāng)配置上數(shù)量應(yīng)匹配。

(2)為保證細(xì)集料配料數(shù)量準(zhǔn)確，其不能露天堆放，宜加蓋棚布，保持干燥、清潔。

(3)適當(dāng)增加干拌和濕拌的時(shí)間，保證混合料的拌和均勻性。

(4)SMA混合料必須在較高的溫度下拌和，SBS改性瀝青的瀝青混合料出廠溫度宜控制在170～185℃范圍內(nèi)。

(5)SMA拌和料不宜長(zhǎng)存，當(dāng)天拌和的必須當(dāng)天使用完畢。

3.4 SMA混合料生產(chǎn)中溫度控制要求

由于SMA使用了SBS改性瀝青，拌和溫度比拌普通瀝青混合料提高了10～20℃左右。瀝青加熱溫度掌握在170～180℃;礦料加熱溫度在185～195℃;礦粉和纖維不加熱;混合料出料溫度控制在170～185℃。SMA混合料出場(chǎng)溫度十分重要，溫度過(guò)低影響攤鋪溫度，攤鋪溫度過(guò)低壓實(shí)就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，容易產(chǎn)生透水現(xiàn)象，溫度過(guò)高超過(guò)195℃時(shí)，瀝青老化，木質(zhì)素纖維喪失或部分喪失其使用性能，混合料就成了廢料。

3.5 木質(zhì)素纖維添加量應(yīng)符合設(shè)計(jì)

木質(zhì)素纖維添加量過(guò)高會(huì)因?yàn)槟举|(zhì)素纖維吸油量大，SMA混合料結(jié)團(tuán)，不易攤鋪。木質(zhì)素纖維添加量過(guò)低則會(huì)因?yàn)槟举|(zhì)素纖維吸油量少，造成SMA路面泛油或降低SMA路面的抗車(chē)轍能力。

4 合理的施工工藝是生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)路面的保證

4.1 攤鋪

SMA攤鋪溫度宜為160～180℃，盡量保持高溫?cái)備仯@樣有利于更好壓實(shí)。運(yùn)料車(chē)與攤鋪機(jī)恰到好處地配合是保證平整度的一個(gè)重要方面，必須防止料車(chē)撞擊攤鋪機(jī)或?qū)⒘蠟⒌街忻鎸由?。運(yùn)料車(chē)應(yīng)在攤鋪機(jī)前10～20m處停住并掛空檔，卸料過(guò)程中由攤鋪機(jī)推動(dòng)汽車(chē)同步前進(jìn)，卸料完畢后，馬上駛離攤鋪機(jī)。攤鋪機(jī)必須勻速、連續(xù)工作，這樣能保證壓實(shí)度，提高路面平整度。

攤鋪機(jī)刮料輸送器通過(guò)閘門(mén)后供料和螺旋攤鋪器向兩側(cè)布料，兩者的工作速度要相匹配。在發(fā)生暫時(shí)性斷料時(shí)，攤鋪機(jī)應(yīng)保持繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，停止振搗，并接通熨平板加熱器，保證改性瀝青及SMA的攤鋪與碾壓符合高溫條件要求，這是控制平整度的關(guān)鍵所在。

提高攤鋪過(guò)程中的預(yù)壓密實(shí)度。改性瀝青及SMA混合料在高溫狀態(tài)下靠粗集料的緊擠作用，可適當(dāng)提高夯錘的振搗頻率，在攤鋪機(jī)夯錘振搗與熨平板的共同作用下，一般可以達(dá)到85%以上的預(yù)壓效果。這樣，剩余的壓實(shí)系數(shù)極小，所以初壓的痕跡也極小，進(jìn)而保證了壓實(shí)的順利進(jìn)行。

4.2 壓實(shí)

SMA路面在碾壓過(guò)程中要嚴(yán)格控制好碾壓溫度，碾壓溫度控制好壞直接影響壓實(shí)度。初壓(溫度不低于150℃)、復(fù)壓(溫度不低于130℃)和終壓(溫度不低于120℃)要一氣呵成，碾壓采用階梯碾壓。按照以下原則可充分解決密實(shí)度與平整度的矛盾。SMA的碾壓遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。碾壓溫度越高越好，攤鋪后應(yīng)立即壓實(shí)，不得等候。壓路機(jī)應(yīng)與攤鋪機(jī)攤鋪的速度相匹配進(jìn)行均勻的碾壓，碾壓按初壓、復(fù)壓、終壓三階段進(jìn)行，終壓時(shí)不得振動(dòng)。初壓可采用DD110雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，采用階梯碾壓，碾壓完成整個(gè)斷面，在前方階梯面由低向高傾斜碾壓整個(gè)斷面，可以消除初壓階段碾壓所產(chǎn)生的橫印，有利于平整度控制。復(fù)壓可采用丹納派克CC522雙剛輪壓路機(jī)振壓2遍，英格索蘭DD130雙鋼輪壓路機(jī)振壓1遍，終壓采用輪胎式壓路機(jī)碾壓2遍。在碾壓過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)混合料能在高溫狀態(tài)下用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓而不產(chǎn)生推擁，碾壓成型后表面有足夠的構(gòu)造深度又不透水。壓路機(jī)碾壓時(shí)相鄰碾壓帶應(yīng)重疊20cm，碾壓工作面長(zhǎng)度30～40m，碾壓工作面長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)溫度降得快，影響壓實(shí)且容易透水。

4.3 接縫

接縫是影響平整度的一個(gè)重要因素。所以SMA混合料攤鋪應(yīng)保持勻速、不間斷連續(xù)攤鋪以減少橫向接縫，盡量做到一天只有一個(gè)接縫，SMA路面橫向接縫的處理，對(duì)平整度影響很大，接縫跳車(chē)現(xiàn)象仍然是SMA路面的薄弱環(huán)節(jié)。SMA路面接縫處理的難度比較大，由于冷卻后的SMA混合料非常堅(jiān)硬，應(yīng)想方設(shè)法防止出現(xiàn)冷接縫處理。為提高平整度，將3m直尺沿路線縱向靠在已施工段的一端，伸出端部的直尺呈懸臂狀;以已施工路面與直尺脫離點(diǎn)定出接縫位置，用鐵鍬切齊后鏟除廢料，并用水將接縫處沖洗干凈;在下一次施工搭機(jī)前，涂刷粘層油，再上面放上6mm厚冷扎鋼板在攤鋪機(jī)熨平板下方平均分布，等熨平板溫度達(dá)到120℃時(shí)，放下熨平板設(shè)定好攤鋪機(jī)仰角即可接下去鋪筑混合料。

4.4 開(kāi)放交通及其他

(1)瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面應(yīng)待攤鋪層完全自然冷卻到周?chē)孛鏈囟葧r(shí)，才可開(kāi)放交通。

(2)當(dāng)攤鋪時(shí)遇雨或下層潮濕時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)行攤鋪工作，對(duì)沒(méi)經(jīng)壓實(shí)即遭雨淋的瀝青混合料(已攤鋪)應(yīng)全部清除，更換新料。

(3)油斑的形成及預(yù)防。

在SMA路面碾壓成型過(guò)程中，路面可能會(huì)出現(xiàn)油斑，當(dāng)油斑直徑大于5cm時(shí)，應(yīng)及時(shí)在油斑區(qū)域?yàn)C(jī)制砂。油斑的產(chǎn)生可能是纖維摻加劑拌和不均勻所致，因此需檢查摻加劑加入劑量是否正確，拌和時(shí)間是否夠長(zhǎng);當(dāng)由于碾壓過(guò)度產(chǎn)生油斑時(shí)，應(yīng)正確掌握碾壓遍數(shù)及振動(dòng)力的大小;過(guò)高的用油量也會(huì)產(chǎn)生油斑，因此要及時(shí)檢查拌和樓瀝青計(jì)量器的準(zhǔn)確性;拌和料(特別是纖維摻加劑)及路表含有一定的水分，也會(huì)產(chǎn)生油斑，因此摻加劑必須干燥，嚴(yán)禁路表帶水施工。

(4)當(dāng)路表溫度低于15℃時(shí)，停止攤鋪施工。

4.5 檢測(cè)

為了確保SMA瀝青路面的施工質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，試驗(yàn)檢測(cè)人員對(duì)瀝青路面平整度、密實(shí)度、厚度、彎沉、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度、油石比等進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，做到當(dāng)天施工第二天及時(shí)進(jìn)行鉆芯取樣，第二天出報(bào)告對(duì)前一天的施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，指導(dǎo)第二天的施工，如發(fā)現(xiàn)鉆芯取樣后測(cè)定的密實(shí)度效果沒(méi)有預(yù)期的理想，第二天及時(shí)調(diào)碾壓順序及遍數(shù)，使密實(shí)度達(dá)到滿(mǎn)意的效果。