吉林省高速公路面層施工控制要素

張 剛吳龍華

（1 吉林省高等級公路建設(shè)局；2 吉林高速公路發(fā)展股份公司）

吉林省高速公路面層施工控制要素

張 剛1吳龍華2

（1 吉林省高等級公路建設(shè)局；2 吉林高速公路發(fā)展股份公司）

本文通過總結(jié)吉林省近年來高速公路工程，論述了SBS改性瀝青SMA的生產(chǎn)、攤鋪、碾壓等施工工藝，并闡述了SMA的質(zhì)量控制措施及施工中應(yīng)注意的問題。

SMA；面層；施工；控制

由于吉林省高速公路交通量大，夏冬兩季溫差懸殊，冬季氣候條件惡劣，為保證其路用性能，減少各種病害，延長使用壽命，提高行車舒適和安全性，采用了改性瀝青SMA路面結(jié)構(gòu)，是一個很好的選擇。

1 工程概況

SMA路面使用情況表明，SMA路面結(jié)構(gòu)不僅在高溫、重載時車轍變形量低，而且低溫性能良好。

2 SMA的施工控制

2.1特點(diǎn)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料簡稱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它是一種熱拌瀝青混合料（HMA），是由優(yōu)質(zhì)粗集料、少量細(xì)集料、瀝青、纖維穩(wěn)定劑和礦粉組成的骨架密實(shí)型瀝青混合料，具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性和使用壽命長等特點(diǎn)。

2.2 SBS改性瀝青的技術(shù)要求

2.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

高性能的SMA應(yīng)該是骨架密實(shí)型的，結(jié)構(gòu)中石頭與石頭相嵌擠，由高性能的瀝青瑪蹄脂做膠結(jié)材料。

2.4 集料的質(zhì)量控制

高速公路面層用石料的生產(chǎn)質(zhì)量管理最好通過招標(biāo)過程控制質(zhì)量。通過招標(biāo)明確石料的數(shù)量、工期、技術(shù)指標(biāo)、規(guī)格要求、巖石種類條件、加工工藝及設(shè)備、管理權(quán)限及義務(wù)。這樣石料的生產(chǎn)一切都有序進(jìn)行，保證了集料的質(zhì)量。

2.5 SMA施工前的準(zhǔn)備工作

SMA施工前應(yīng)對瀝青混合料、材料、機(jī)具、場地等進(jìn)行檢查，檢查一般包括以下幾個方面：

（1） 木質(zhì)素纖維必須在干爽室內(nèi)架空堆放，嚴(yán)格防潮、保持干燥；

（2） 對于現(xiàn)場加工SBS改性瀝青的工程，改性劑SBS的存放時間不宜太長，以防止老化；

（3） 對木質(zhì)素纖維添加設(shè)備進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，木質(zhì)素纖維添加設(shè)備不能受潮；

（4） 在我國東北地區(qū)，改性瀝青運(yùn)輸溫度不低于150℃，保溫貯存溫度不低于140℃，不得長時間存放；對現(xiàn)場加工的改性瀝青必須不停攪拌，以防改性劑離析；

（5） 制作好的改性瀝青的溫度應(yīng)該滿足瀝青泵輸送及噴嘴噴出的要求，在滿足施工的前提下，瀝青的加熱溫度不應(yīng)太高，一般控制在170℃～185℃之間。

施工前應(yīng)對進(jìn)場的材料按批進(jìn)行抽檢，以保證材料質(zhì)量。

（7）施工前應(yīng)對施工機(jī)具進(jìn)行全面檢查、調(diào)整，以保證設(shè)備處于良好狀態(tài)，特別是拌和樓、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)的計(jì)量設(shè)備，如電子秤、自動找平裝置等必須進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定的調(diào)校。

（8）應(yīng)有充分的電源和備份設(shè)備，確保在一個施工工作日不致因停電或某一設(shè)備的故障，造成生產(chǎn)的中斷。

各種礦料必須分類堆放，不同集料應(yīng)分別放置在硬化地面的堆放場，防止被其他顆粒材料污染。

（10）SMA面層施工前，應(yīng)對下層進(jìn)行檢查，當(dāng)下層的質(zhì)量符合要求后，方可開始施工。下層應(yīng)符合下列要求：具有足夠的強(qiáng)度、整體性和厚度；具有合格的平整度和壓實(shí)度；其表面路拱、標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；表面清潔，無浮土及其他臟物。

2.6 SMA的制拌

生產(chǎn)SMA采用的間歇式4000型瀝青拌和機(jī)額定生產(chǎn)能力為400t/h，實(shí)際生產(chǎn)能力200 t/h-300t/h。

具體時間配比：加入木質(zhì)纖維素及礦料用時9s；干拌合用時15s；加入瀝青用時10s；濕拌時間用時30s。總拌合時間64s。

拌合溫度：瀝青加熱溫度：160℃-170℃；

礦料加熱溫度：185℃ -195℃；

SMA改性瀝青混合料出料溫度：168℃-175℃；

礦料：常溫；木質(zhì)纖維素：常溫。

拌制的混合料應(yīng)均勻一致、無花白料、無結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象，不符合要求不得使用。混合料不得在儲料倉中儲存過夜。

試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)范要求(I-C)建議要求備注.針入度（25℃，100g，5s）（0.1mm）60-80 60-80延度5℃，5cm/min（cm）最小30 40提高10cm軟化點(diǎn)TR＆B（℃）最小55 75提高20 ℃運(yùn)動粘度135℃（Pa·S）不大于3 1-3微調(diào)閃點(diǎn)最小230 230不變?nèi)芙舛龋?）最小99 99不變離析，48h軟化點(diǎn)差（℃）最大2.5 2.2提高0.3彈性恢復(fù)25℃（%）最小65 90提高25℃TFOT后殘留物質(zhì)量損失（%）最大±1.0 ± 1.0不變針入度比25℃（%）最小60 70提高10%延度5℃（cm）最小20 30提高10cm

2.7 SMA混合料的運(yùn)輸

SMA改性瀝青混合料運(yùn)輸控制要求如下：

（1）混合料應(yīng)采用大噸位自卸車運(yùn)輸，為防止瀝青與車廂板粘結(jié)，車廂側(cè)板和底板可涂一薄層油水混合液（柴油與水比例為1∶3），但不得有余液積聚在車廂底部。

（2）混合料裝車時，為避免離析，應(yīng)最少五次放料，第一次為車廂的前五分之一處，每次放料后要及時移動車輛，做到均勻裝料，減少堆料高度，避免在放料過程中產(chǎn)生混合料離析。對于大型運(yùn)料車可分多次裝載；

（3） 運(yùn)料車必須苫蓋，苫布尺寸應(yīng)比苫蓋面積大，以保溫和防止氧化、防污染防止混合料在運(yùn)輸過程中溫度高度降低；

（4）運(yùn)輸車應(yīng)在車廂適當(dāng)位置打孔以方便檢測出廠及運(yùn)輸攤鋪現(xiàn)場時混合料的溫度。

（5）為了保證連續(xù)攤鋪，開始攤鋪時，現(xiàn)場待卸料車輛不得少于5輛。

（6）在卸料時，運(yùn)輸車輛不得撞擊攤鋪機(jī)，如有可能最好采用間接輸送的辦法，以保證攤鋪出的路面的平整度。

2.8 SMA的碾壓成型

由于改性瀝青低溫粘稠大，SMA混合料不利碾壓，為保證混合料施工，必須提高混合料終壓成型溫度，但提高拌合溫度會使混合料發(fā)生老化，降低混合料低溫性能，影響路面耐久性，只能通過改善施工碾壓工藝來提高混合料終壓溫度，這對改性瀝青SMA混合料終壓退出了更高的要求，傳統(tǒng)瀝青混合料碾壓方式已無法滿足施工碾壓要求。

由于SMA的攤鋪使用了SBS改性瀝青及纖維穩(wěn)定劑，混合料的攤鋪溫度宜為160℃-180℃，溫度低于140℃的混合料禁止使用。當(dāng)路表溫度低于15℃時，不宜攤鋪改性瀝青SMA；SMA的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)路的數(shù)據(jù)來確定（SMA的松鋪系數(shù)通常在1.15-1.20之間）。

SMA要求必須使用不低于10T雙輪鋼輪振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，振動后總效率應(yīng)在15T以上。一般不宜使用膠輪壓路機(jī)碾壓。SMA的碾壓遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”和“先重后輕”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)以24km/h-4km/h的速度進(jìn)行均勻的碾壓，碾壓按初壓（1遍）、復(fù)壓（2遍）、終壓（1遍）3個階段進(jìn)行，終壓溫度一般控制在120℃-140℃（實(shí)際施工時的溫度范圍）,終壓時不得振動。在碾壓過程中，可發(fā)現(xiàn)混合料能在高溫狀態(tài)下用振動壓路機(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，而且基本上不透水。為了防止混合料粘輪，應(yīng)在鋼輪表面均勻?yàn)⑺?，必須保證水的清潔度，還要防止過量灑水引起混合料溫度的驟降。壓路機(jī)碾壓時相臨碾壓帶應(yīng)重疊1/3-1/2輪寬。壓路機(jī)的啟動、停止必須減速緩慢進(jìn)行。

3 結(jié)語

通過對高速公路的施工實(shí)踐及SMA使用效果，可以得出如下結(jié)論：

（1）SMA對粗集料的材質(zhì)和加工質(zhì)量要求較高；

（2）SMA對配合比設(shè)計(jì)質(zhì)量要求很高；

（3）SMA對拌和站的級配控制、拌和質(zhì)量要求很嚴(yán)；

（4）SMA必須加強(qiáng)壓實(shí)，但又不宜使用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

回顧吉林省近年來高速公路路面施工過程，SMA路面結(jié)構(gòu)施工控制是非常復(fù)雜，且難度較高，然而，SMA的優(yōu)秀路用性能促使廣大技術(shù)人員不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與不足，探索完善SMA路面結(jié)構(gòu)的施工和管理技術(shù)。正是由于SMA路面結(jié)構(gòu)在吉林省高速公路的應(yīng)用、總結(jié)、完善，才促使SMA路面結(jié)構(gòu)在之后的吉林省高速公路工程中更加廣泛、成熟的應(yīng)用，從而使吉林省高速公路路面施工質(zhì)量再上一個新臺階。