SMA-13瀝青路面施工技術(shù)探析

李文武 孫東旭

（中交路橋建設(shè)有限公司總承包分公司， 北京 100000）

0 引言

新時(shí)期，社會(huì)在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步，道路建設(shè)工作也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及高新設(shè)備，在施工技術(shù)以及施工內(nèi)容上作出創(chuàng)新和優(yōu)化，以此來(lái)滿足社會(huì)的發(fā)展，時(shí)代要求。因此，作為道路施工單位，應(yīng)對(duì)施工技術(shù)予以高度重視，加大其研究力度及應(yīng)用力度，以便為我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的健康發(fā)展作出更多的貢獻(xiàn)。出于這樣的目的，本文就SMA-13瀝青路面施工技術(shù)進(jìn)行研究，具有十足的必要性。

1 工程概況

某公路工程路段，全長(zhǎng)3.57km，圍繞當(dāng)?shù)馗咚俜?wù)區(qū)建設(shè)而成。雙向四車道，路基寬度為26m，主線設(shè)計(jì)時(shí)速為90km/h，公路等級(jí)定為Ⅰ級(jí)，共設(shè)置A-J匝道10條。A匝道寬度為9m，作為分離式車道，其他剩余匝道均為單向車道，寬度為8m。對(duì)于這10條匝道時(shí)速上的設(shè)計(jì)，都為40km/h，匝道的總長(zhǎng)度為6845.37m。在此公路工程中，采用瀝青路面作為主線路面結(jié)構(gòu)形式，上面層均選用SMA-13細(xì)粒式改性瀝青混凝土，厚度為4cm，最大縱坡為2.5%，最大橫坡為3%，

2 SMA-13瀝青混凝土原材料質(zhì)量管控

2.1 聚合物SBS改性瀝青

為了使SMA-13瀝青混凝土的使用性能得到進(jìn)一步提升，可選用聚合物SBS作為本工程瀝青材料。在具體操作上，可將適量的SBS改性劑摻入質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)的70#基質(zhì)瀝青中，便可得到SBS（I-D）改性瀝青，聚合物SBS改性瀝青的試驗(yàn)結(jié)果具體如下所示：135℃運(yùn)動(dòng)粘度為 2.3Pa2s，閃點(diǎn)為 276℃，軟化點(diǎn)為83℃，25℃彈性恢復(fù)為83%，延度(10℃，5cm/min)為 28cm，針入度(25℃，100g,5s）為 53，針入度指數(shù)為0.7，TFOT后殘留物質(zhì)量變化為0.4%，殘留延度（5℃）為20cm，殘留針入度(25℃，100g,5s）為 70，改性瀝青各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)對(duì)相關(guān)施工技術(shù)各項(xiàng)要求能夠充分滿足。

2.2 粗集料

當(dāng)?shù)厥蠌S所生產(chǎn)的碎石，可作為粗集料使用。耀綠巖為主要巖質(zhì)，碎石需要經(jīng)過(guò)反擊破碎機(jī)的加工才能符合施工標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，石質(zhì)必須堅(jiān)硬，沒(méi)有雜質(zhì)，也沒(méi)有被風(fēng)化的跡象。石料顆粒有棱角，形如正方體，則其強(qiáng)度和耐磨性會(huì)很高。在粗集料的選用時(shí)，應(yīng)對(duì)二次水洗的碎石作以優(yōu)先考慮，這樣能夠使粗集料的質(zhì)量得到最大限度的保證。粗集料的規(guī)格有 4.75～9.5mm和9.5～16mm這兩種。對(duì)于4.75～9.5mm規(guī)格大小的粗集料，可標(biāo)識(shí)為A料；對(duì)于9.5～16mm規(guī)格大小的粗集料，可標(biāo)識(shí)為B料。耀綠巖經(jīng)過(guò)碎石實(shí)驗(yàn)，其詳細(xì)結(jié)果如下： 2.738t m-3，磨先值為 44%，石料壓碎值為 12.3%，吸水率為 0.6%，磨耗損失為18.5%，瀝青與碎石的粘附性為5級(jí)。從針片狀顆粒含量來(lái)看，A料有7.8%的針片狀顆粒含量,B料有6.2%的針片狀顆粒含量。由以上數(shù)據(jù)可知，施工技術(shù)相關(guān)要求，耀綠巖碎石各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)可充分滿足。

2.3 細(xì)集料

當(dāng)?shù)厥蠌S所生產(chǎn)的機(jī)制砂，可作為細(xì)集料之用。巖質(zhì)主要以石灰?guī)r為主，機(jī)制砂在石料品質(zhì)上有著嚴(yán)格的要求，具體是：無(wú)風(fēng)化跡象，表面潔凈且無(wú)雜質(zhì)沉淀[1]。機(jī)制砂的規(guī)格大小應(yīng)控制在2.36mm以下，將其標(biāo)識(shí)為C料。機(jī)制砂的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，具體如以下所示：表觀相對(duì)密度為 2.725t m-3，砂當(dāng)量為74%，亞甲藍(lán)值為 1.2g kg-1，棱角性為35.7s。由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，施工相關(guān)技術(shù)要求，機(jī)制砂各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)均可滿足。

2.4 填料

選用當(dāng)?shù)啬车V業(yè)加工廠生產(chǎn)的S95消石灰粉和石灰礦粉充當(dāng)填料，但要求填料必須潔凈，且質(zhì)地干燥。礦粉試驗(yàn)結(jié)果，具體如下所示：表觀相對(duì)密度為 2.706t m-3，親水系數(shù)為0.55，塑性指數(shù)為 3.2%，含水量為0.3%。消石灰粉試驗(yàn)結(jié)果，具體如下所示：粒徑為0.075mm，含水率為0.3%，表觀相對(duì)密度為2.213t m-3，有效鈣鎂含量為 66.5%[2]。由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，S95消石灰粉和石灰礦粉各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)對(duì)施工技術(shù)要求可予以充分滿足。

2.5 木質(zhì)素纖維

在SMA-13瀝青路面施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)木質(zhì)素纖維進(jìn)行使用，能夠讓瀝青混合料的穩(wěn)定性得以進(jìn)一步提高。同時(shí)，對(duì)于瀝青混凝土中存在的析漏現(xiàn)象，也能予以有效的應(yīng)對(duì)。在此工程建設(shè)中，選用的是當(dāng)?shù)匦∮忻慕ú挠邢薰旧a(chǎn)的木質(zhì)素纖維，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，其具體結(jié)果如下：纖維長(zhǎng)度為 3.5mm，含水率為 0.3%，PH 值為6.5，吸油率為 6.4 倍的纖維質(zhì)量，灰分含量為15.6%[3]。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，木質(zhì)素纖維的各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)與現(xiàn)場(chǎng)施工相關(guān)要求完全匹配，可在工程項(xiàng)目中使用。

3 配合比設(shè)計(jì)

3.1 級(jí)配設(shè)計(jì)

在級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r，在充分考慮施工圖紙級(jí)配設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多次計(jì)算和試驗(yàn)，此工程SMA-13瀝青混凝土級(jí)配設(shè)計(jì)最終得以確定，A料、B料、C料、S95石灰礦粉、消石灰粉、木質(zhì)素纖維的具體配比為：33:44:13:8.5:1.5:0.3。

3.2 最佳油石比

按照既定的級(jí)配設(shè)計(jì)開展配料作業(yè)，并選用三種油石比，分別為 5.6%、5.9%和 6.2%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果，可見表1。當(dāng)油石比為5.9%時(shí)，瀝青混合料馬歇爾試件的孔隙率為3.6%。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工需求與其各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)（如穩(wěn)定度、飽和度、流值、礦料間隙率、粗集料骨架間隙率、毛體積相對(duì)密度等）高度適應(yīng)。通過(guò)對(duì)本工程設(shè)計(jì)交通量及軸載等情況進(jìn)行綜合分析，最終確定 5.9%為此工程SMA-13瀝青混合料的最佳油石比。

表1：SMA-13瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

3.3 路用性能驗(yàn)證

對(duì)于SMA-13瀝青混凝土馬歇爾試件，可選用油石比為5.9&進(jìn)行制作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工規(guī)范要求，來(lái)驗(yàn)證馬歇爾試件路用性能。通過(guò)肯塔堡飛散試驗(yàn)，可得到飛散損失平均值為 1.37%，這對(duì)于≤15%的設(shè)計(jì)要求是完全滿足的。選用浸水馬歇爾試驗(yàn)，可得到殘留穩(wěn)定度平均值為 90.4%，這對(duì)于≥85%的規(guī)范要求可充分滿足；通過(guò)對(duì)高溫穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示穩(wěn)定度為8765次/mm，符合≤0.1%施工標(biāo)準(zhǔn)；低溫抗裂性進(jìn)行試驗(yàn)，所得到的最大彎拉應(yīng)變平均值為 2683με，這對(duì)≥2500με的規(guī)范要求也能滿足[4]。在低溫抗裂性能方面進(jìn)行試驗(yàn)，得到的滲水系數(shù)為 0m L.min-1，滿足施工標(biāo)準(zhǔn)中≤80mL.min-1的要求。

4 施工溫度控制

由上文可知，本工程中選用的是 SBS（I-D）改性瀝青，如果施工溫度高于相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)要求，瀝青難免會(huì)老化。當(dāng)然，若施工溫度過(guò)低，則瀝青混合料攪拌不均勻的現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生。一般而言，SMA-13瀝青混凝土的施工溫度往往會(huì)高出普通瀝青混凝土溫度10-20℃左右。但在具體實(shí)施中，應(yīng)根據(jù)混合料級(jí)配設(shè)計(jì)、上面層厚度和油石比取值等，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境予以綜合考慮，最終確定出施工溫度。SMA-13瀝青混凝土施工溫度控制表，詳見表2。

表2：SMA-13瀝青混凝土施工溫度控制表

5 瀝青混合料拌和與運(yùn)輸

本工程采用西筑 3000型間歇式拌和設(shè)備進(jìn)行瀝青混合料的攪拌，該設(shè)備可以對(duì)礦料配合比以及施工溫度進(jìn)行自動(dòng)記錄和檢測(cè)，并能對(duì)施工溫度、油石比、標(biāo)準(zhǔn)差等數(shù)據(jù)予以自動(dòng)打印。在進(jìn)行拌料作業(yè)之前，應(yīng)對(duì)拌合設(shè)備的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢查，確保其出于正常狀態(tài)。對(duì)于類型不同的集料應(yīng)分倉(cāng)堆放，并做好必要的防雨措施。在粗細(xì)集料加料時(shí)應(yīng)將木質(zhì)素纖維一起投入進(jìn)去，隨后把瀝青加入，最后加入消石灰粉和礦粉。每盤石料的拌合時(shí)間應(yīng)控制在70-75s，瀝青混合料應(yīng)拌和均勻一致，確保物結(jié)團(tuán)成塊，且顏色正常。對(duì)于SMA-13瀝青混凝土，選用10量載重自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，但需注意的是，應(yīng)選用隔離劑在汽車的車廂底板和側(cè)板均勻涂刷一層，以免瀝青混合糧與車廂粘連在一起。同時(shí)，選用雙層篷布對(duì)汽車將車廂的頂面和側(cè)面覆蓋住，以便能夠起到保溫的效果。對(duì)于運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)的瀝青混合料，質(zhì)檢員應(yīng)進(jìn)行量測(cè)，并對(duì)瀝青混合料的質(zhì)量作以檢查。為了使瀝青混凝土的連續(xù)攤鋪得以保證，需要在每臺(tái)攤鋪機(jī)前至少放置5輛等候卸料的車輛。攤鋪機(jī)與自卸汽車應(yīng)控制好車距，最好控制在10-30cm這個(gè)范圍內(nèi)，以便于后續(xù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的高效開展。

6 瀝青混合料碾壓

在瀝青混合糧攤鋪完成之后，需要壓路機(jī)及時(shí)予以碾壓。此工程中，選用雙鋼輪壓路機(jī)，初壓時(shí)，2臺(tái)壓路機(jī)從低處向高處作業(yè)，由外側(cè)向中心進(jìn)行2遍靜壓，碾壓速度為2-3km/h，相鄰碾壓帶重疊寬度為20-30cm。初壓后要求專人對(duì)瀝青路面的平整度進(jìn)行檢查，以便其能夠?qū)υO(shè)計(jì)要求予以滿足。復(fù)壓時(shí)，用2臺(tái)壓路機(jī)以高頻低幅振動(dòng)的方式進(jìn)行4-6遍的碾壓，碾壓速度為 3-4.5km/h，可見無(wú)明顯痕跡在瀝青路面上，這說(shuō)明壓實(shí)度符合施工要求。終壓時(shí)，用1臺(tái)壓路機(jī)對(duì)路面靜壓兩遍，以便消除掉碾壓施工中的所有痕跡，碾壓速度為 3-6km/h，在設(shè)計(jì)要求上，瀝青路面的平整度可充分滿足。此外，應(yīng)注意的是，在對(duì)瀝青混合料的碾壓過(guò)程中，應(yīng)安排專人隨時(shí)檢查瀝青里面的工程度及高程，一旦有擁包現(xiàn)象存在，需采取相應(yīng)手段予以積極應(yīng)對(duì)和妥善解決，從而使瀝青路面的施工質(zhì)量得以保證。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在SMA-13瀝青路面施工技術(shù)的指導(dǎo)下，完成了瀝青路面施工。根據(jù)具體施工要求，對(duì)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，可得出其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，SMA-13瀝青路面上層面的施工效果良好。因此，作為相關(guān)施工單位，在瀝青混凝土路面施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，加大原材料質(zhì)量的管控力度，并嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)關(guān)鍵工藝，并做好施工溫度的處理工作，以此來(lái)進(jìn)一步提升SMA-13瀝青混凝土施工質(zhì)量。