淺論SMA瀝青路面施工技術與質量控制

1、淺論 SMA 瀝青路面施工技術與質量控制摘 要：文章結合深圳市留仙大道 SMA 瀝青混凝土路面的施工組織設計和施工實踐， 介紹 SMA 流蘇 K 凝上路面的施工技術與質量控制。關鍵詞：水泥混凝上路面；滑模式攤鋪機；施工技術；深圳市中圖分類號： U416217 文獻標識碼： A 文章編號： 10097716（ 2004）040087 061 工程簡介深圳市貿仙大道是南山區(qū)北部東西向交通主于道， 的起南北向主干道同發(fā)路， 東接龍華 擴展區(qū)內的梅龍路，全長約 11 km 。留仙大道中、東段 SMA 瀝青路面工程主線里程起點樁號為K3 840，終點樁號為K10 + 100,全長6260m。道路設計紅線

2、寬105m，道路橫斷面根據(jù)其地理位置及兼顧有公路 及市政道路的功能，設計標準斷面為（由北至南）：綠化帶3. 0m,人行道6. 0m。，輔道11.0m，中央綠化帶 27. 5m,主道12. 25n；,中央分隔帶 6. 0m,主道12. 25n。，人行 道 6. 0m。2 工程特點瀝青混凝土上面層采用 SMA 混合料和 SBS 改性瀝青,為保證瀝青混凝土路面的質量, 必須從原材料采購、配合比設計、拌和工藝、碾壓工藝等各方面制定嚴格的質量保證措施, 確保工程質量達到優(yōu)良。3 施工方案該工程主要瀝青混凝土路面結構為： 4m（SMA13） 5cm（AC20I） 6cm（AC 25I ）。根據(jù)路基及土建合

3、同段的施工進度和現(xiàn)場條件, 該標段擬分兩階段組織施工。 即：第一 階段鋪筑路基土建標 13標（K3十840K6十340）范圍瀝青路面，第二階段鋪筑路基土 建標47標（K6 + 340K10 + 100）范圍瀝青路面。根據(jù)該工程的實際情況, 輔道和主車道的瀝青路面鋪筑須根據(jù)交通組織方案和現(xiàn)場實際 情況分段進行流水作業(yè)。 一般應先完成輔道路面鋪筑, 然后進行主道路面鋪筑。 具體方案如 下：（ 1 ）瀝青混凝土路面采用 2 臺攤鋪機平行施工。如局部路段因路基標施工進度滯后不 能交付時,可分段（ 2 3 個施工段）進行攤鋪,逐段開放交通。（ 2）瀝青路面攤鋪原則上輔道和主道依次進行,一般可先進行輔道路

4、面攤鋪,然后進 行主道路面攤鋪。但在工期緊張時,可主、輔道同時進行攤鋪。（ 3）瀝青混凝土路面施工期間應完全封閉主車道交通,實行單幅斷面一次攤鋪。主車 道左右幅原則上依次進行攤鋪,并及時開放交通。如條件（工期、交通狀況等）允許,也可 考慮左右幅各層結構依次進行攤鋪。（ 4）工期緊張時雙幅主車道可用 2 臺攤鋪機分別進行攤鋪、流水作業(yè)。（ 5）平交口瀝青路面擬在輔道施工完成后進行鋪筑。如原施工單位未能如期提供施工作業(yè)面，則安排在主車道攤鋪完成后進行攤鋪。施工條件較好的平交口作業(yè)面可安排 2 臺攤鋪機并機作業(yè)。以保證平交口的攤鋪質量。3 1 施工設備( 1)拌和設備：根據(jù)工程要求和施工能力計算，擬

5、配備瀝青混合料拌和設備1 臺，承擔路面瀝青碎石聯(lián)結層、粗粒式瀝青混凝土下面層、中粒式瀝青混凝土中面層和SMA 改性瀝青混凝土上面層瀝青混合料的生產(chǎn)。拌和站設備擬選用韓國產(chǎn) TSAP-3000FFW 間隙式瀝 青混和料拌和站，操作方式為程序控制全電腦系統(tǒng)(中文處理、電視監(jiān)控) ，電子秤( 3 點 式電子傳感器)計量， 4 個 37m3 隔離式儲料倉，導熱油循環(huán)瀝青加溫，達到國際、國內環(huán) 保標準的二級袋式除塵， 配備有纖維素添加裝置；生產(chǎn)能力為每小時 240t,理論臺班生產(chǎn)能力為1920t，完全可滿足該合同工程日需要量，施工能力儲備系數(shù)為1. 59。瀝青庫儲能力為500t，可滿足庫儲基本要求。(

6、2)攤鋪設備： 主車道瀝青混凝土罩面選用德國產(chǎn)弗格勒2500 型自動調平、 熨平履帶式瀝青混凝土攤鋪機，其一次攤鋪路面寬度為可達16m，料斗容積為 17. 5t，理論攤鋪速度為18m/ min，臺班理論攤鋪能力為 30240138240m2。輔道選配德國產(chǎn)弗格勒1900型自動調平、熨平履帶式瀝青混凝土攤鋪機1臺，該機型一次攤鋪路面寬度為2. 59m (可調式)，理論攤鋪速度為 18m/ min，臺班理論攤鋪能力為 27500113520m2。主車道設計 寬度為雙幅六車道 2 X 12. 25m，路口最大加寬為 22m，選配上述兩種機型，可以采用單 向全幅攤鋪方案， 路面施工不出現(xiàn)縱向接縫， 可

7、高質量地滿足該工程對平整度的要求。 施工 期間，攤鋪機計劃施工行駛速度為1535m/min ，一般正常施工行駛速度控制在30m/min 以內。我們還將配備1臺Vogele2100型攤鋪機作為備用設備，以保證施工持續(xù)進行。(3)碾壓設備：碾壓設備擬選用 YL25 輪胎式振動壓路機 2 臺、 DD-110 雙鋼輪振動壓 路機 2 臺，用于厚度為 8cm 粗粒式瀝青混凝土結構層和 6cm 中粒式瀝青混凝土結構層的復 碾工序；選用 DD-110、 HD130 雙鋼輪振動壓路機 4臺用于 SMA 改性瀝青混凝土面層的復 碾工序。輪胎式振動壓路機不得用于 SMA 結構層的碾壓作業(yè)。3 2 原材料根據(jù)業(yè)主招

8、標文件要求， 該工程要求采用科氏或路安特品牌AH 70 重交通道路瀝青及SBS 改性瀝青石 SMA 混合料所用的碎石擬采運深圳市平湖石場生產(chǎn)的輝綠巖(玄武巖)碎 石，其它普通瀝青混凝土所用的碎石采運北環(huán)路深云石場碎石。具體要求如下：(1) 瀝青：招標文件規(guī)定的瀝青標號為道路石油瀝青AH 70,其中SMA結構的瀝青為：4% SBS+ 0. 3%木質纖維素的改性瀝青，改性劑劑量以內摻法為準。( 2)集料：各種瀝青面層的粗集料、細集料、填料應符合現(xiàn)行公路瀝青路面施工技 術規(guī)范(JTJ032 94)和公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范)(J TJTJ036 98)要求。SMA使用的粗集料應采用碎石,石料堅硬

9、,耐磨耗,外觀接近立方體,有良好的嵌擠能力；粗集 料應潔凈、干燥、不吸水、無風化、無有害雜質；粗集料100%軋制,并至少應有兩個破碎面。SMA 的細集料宜采用破碎機制砂,其它面層細集料可采用天然砂或石屑。細集料應潔 凈、干燥、無風化、無有害雜質,有適當?shù)念w粒組成。(3)填料：瀝青混合料的填料必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料 經(jīng)細磨得到的礦粉,礦粉中不能含有泥土和有機物。( 4)木質纖維素：改性瀝青使用木質纖維素作為纖維穩(wěn)定劑的用量為瀝青混合料總量 的 3%。但經(jīng)我們現(xiàn)場調查， SMA 結構用碎石和機制人工砂選用平湖芙蓉石場， 石料規(guī)格尚可， 但距 SMA 要求的外觀接近立方體尚

10、有差距，石料潔凈度也需改進。壓碎值、洛杉礬磨耗損 失、瀝青粘附性指標等也需做進一步測定，機制人工砂質量較好。3 3 瀝青混凝土配合比設計瀝青混合料材料及配合比設計在合同簽訂后第7d開始進行，瀝青路面試驗路開工前 7d完成，并報監(jiān)理工程師批準。試驗室的所有稱量器具均需經(jīng)過主管部門檢驗及精度標定。3 31 材料試驗碎石（包括 SMA 用碎石）、機制砂、礦粉、瀝青（石油瀝青、改性瀝青） 、SBS 改性劑、 木質纖維素都必須根據(jù)招標文件及交通部 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程氏公路改性 瀝青路面施工技術規(guī)范進行全部項目指標的試驗，并滿足其要求。332 瀝青混合料配合比試驗瀝青混合料配合比試驗在公司總

11、部中心試驗室進行， 施工期間的試驗項目， 由總部試驗 室和工地試驗室同時進行， 所得數(shù)據(jù)互相驗證。 瀝青混合料馬歇爾試驗 （包括浸水馬歇爾試 驗）的技術指標應符合招標文件之第 11 卷：技術規(guī)范的要求，并按照目標配合比、生 產(chǎn)配合比及試拌試鋪驗證三個階段， 確定最終石料級配及最佳瀝青 （或改性瀝青） 用量。同 時，應通過試驗瀝青 （改性瀝青）的粘溫關系，確定瀝青混合料拌和與壓實的等粘溫度和操 作條件。集料與結合料拌和后應進行析漏試驗及瀝青混合料車轍動穩(wěn)定度試驗。其設計要點如下：（1）選定符合要求的瀝青、改性劑、纖維素、粗集料、細集料和礦粉并進行材料性能 指標檢驗。（2）確定礦料配合比，根據(jù)選定

12、的混合料礦料級配范圍（曲線）及各原材料實際粒徑 級配，計算出各種礦料用量百分比，使初配的礦料粒徑，基本接近級配曲線的中值。（3）確定瀝青用量，按瀝青參考用量選定一接近中值的百分比，作為基準組，再上下變化兩組瀝青用量，其中 SMA 每組間隔 0 3，對于其它瀝青混合料每組間隔05，共五組， 每組按照要求測定其瀝青混合料的實際性質， 選定符合各項要求的配合比， 作為適 用的配合比。如均不能符合要求，則須另配。（4）SMA 經(jīng)馬歇爾試驗確定的結合料用量應采用公路工程瀝青混合料試驗規(guī)程 （JTJ052）中，“謝倫堡瀝青析漏試驗”及“肯塔堡瀝青混合料飛散試驗方法”進行檢驗，如不合格，應調整結合料用量或重

13、新進行混合料設計。（ 5）試拌復核，根據(jù)選定配合比，上機試拌，實測試件復核各項指標，必要時可略作 調整，作為生產(chǎn)用標準配合比。a. 目標配合比設計目標配合比設計按圖 1 框圖進行：圖1 目標配合比設計框圖b. 生產(chǎn)配合比設計各冷料倉的石料按目標配合比確定的比例進行烘干筒烘干后，熱料經(jīng)過篩分重新分成不同粒級的礦料， 分別進人 4 個熱料倉，此時，各個熱料倉的礦料級配已發(fā)生變化，需重新進 行配合比計算， 確定各個熱料倉石料進人拌和室的比例， 并最終確定最佳瀝青用量。 生產(chǎn)配 合比設計按圖 2 框圖進行：c. 試拌試鋪驗證通過試驗路試拌試鋪驗證， 取得和確定瀝青混凝土混合料拌和、 運輸、 攤鋪及碾壓

14、施工 所需的各項數(shù)據(jù)，以指導工地大面積施工，見圖 3 框圖。圖2 生產(chǎn)配合比設計框圖 圖3 試拌試鋪驗證框圖3 4 試驗路鋪筑在瀝青混凝土路面正式施工前， 應在監(jiān)理工程師批準和監(jiān)督下， 調用投人該標段全部機 械設備，將各種類型瀝青混合料鋪筑不少于 150m 的試驗路段，以取得施工的工班進度及施 工輔助人員、機具配備、最佳平整度、最佳壓實度、瀝青混合料的松鋪厚度、壓實工藝及追 數(shù)、混合料施工溫度控制、標高及寬度控制、橫、順接縫控制、擬定施工單元（瀝青混凝土 拌和站、 自卸車、 瀝青混凝土攤鋪機和壓路機） 的施工能力以及運輸路線與機械設備的最佳 組合等試驗數(shù)據(jù)，修正原定的施工組織設計方案后服監(jiān)理工

15、程師審批，以便指導施工。試驗路鋪筑的前提條件是：所有參加該標段施工的工程技術管理人員及技術工人就位； 所有用于該標段的機械設備進場安裝調試完畢， 處于完好待用狀態(tài)； 擬用于該標段工程的全 部配套試驗、 檢驗儀器和設備到位并處于工作狀態(tài)； 試驗路段路面基層經(jīng)驗收符合規(guī)范標準； 試驗路段及各類型瀝青混合料配合比經(jīng)監(jiān)理工程師批準。瀝青混凝土路面試驗路段的鋪筑， SMA 改性瀝青混凝土上面層、中、粗瀝青混凝土面 層的試驗段均選在主車道內進行。結構層試驗段的長度分別為：粗粒式瀝青混凝土下面層150m；中粒式瀝青混凝土中面層單幅150m ; SMA改性瀝青混凝土上面層 150m。通過試驗路段各結構層瀝青混

16、合料的試拌， 試鋪和試壓試驗， 以驗證和修正各種技術參數(shù)， 確保工 程質量和工程的順利進行。試驗路段取得滿意的試驗數(shù)據(jù)和具有指導意義的試驗經(jīng)驗后， 經(jīng)監(jiān)理工程師批準， 方可 進行瀝青混凝土面層大面積正規(guī)施工作業(yè)。3 5 瀝青混合料拌和（1）瀝青加溫瀝青加溫采用導熱油系統(tǒng)，即鍋爐加溫導熱油至 300C，導熱油經(jīng)管道通過瀝青儲存罐， 再經(jīng)回路至鍋爐重新加溫， 明火不直接與瀝青接觸， 可將瀝青性能的熱損失減少到最低限度。重交通瀝青加熱至 140 C170 C、改性瀝青加熱至180 C185C，由瀝青泵經(jīng)管道輸 送至瀝青混和料拌和機，經(jīng)計算機自動控制系統(tǒng)計量后進人拌和倉與加熱后的碎石混合。（ 2）碎石

17、加溫拌和 碎石經(jīng)皮帶輸送機進人四個單獨的冷供斗內以保證粗細集料的精確配料，爾后， 進人旋轉滾筒干燥器，以便在加熱（碎石加熱溫度在150 C180 C范圍內，改性瀝青提高至180C195C）和干燥過程中不斷攪動集料，集料通過干燥器后按不同大小進行篩分， 并在攪拌前放人四個已加熱的料斗中，再經(jīng)計算機自動控制（ 3點式電子傳感器方式）系統(tǒng)經(jīng)精 確稱量進人瀝青混合料攪拌設備，在重油（或柴油）加熱下拌制30s 或更長時間， （拌好的瀝青混合料不得在聚料斗內存放24h以上或在運輸車中存放 2h以上），并保持拌和料的規(guī)定溫度，用自卸車運至施工現(xiàn)場。普通瀝青混合料的出廠溫度控制在140C160C范圍內，SMA

18、改性瀝青混合料的出廠溫度控制在170 C185 C,并應保證運到施工現(xiàn)場的攤鋪溫度不低于160C。拌和不均勻、 有析漏現(xiàn)象、 混合料出廠溫度或攤鋪溫度低于規(guī)定溫度、 抽提試驗不合格 及過度加熱炭化的瀝青混合料不得用于施工， 視情況廢棄或重新加工并經(jīng)監(jiān)理工程師批準后 使用。瀝青混凝土拌和站及施工現(xiàn)場均配備瀝青抽提儀，隨時取樣測定瀝青混合料的瀝青含 量、級配組成和有關力學性能。3 6 瀝青混合料運輸瀝青混合料采用1215t自卸車運輸，在運輸中車箱應清洗干凈，箱尾蓋應靈活密封，運輸途中用經(jīng)加工的， 特別合體的厚帆布隔絕材料嚴密封蓋， 以防雨和過分失熱。 必須確保 瀝青混合料的攤鋪和碾壓溫度在不低于技

19、術標準規(guī)定的溫度時進行。 根據(jù)近期進行的瀝青混 合料熱損數(shù)據(jù)測試，經(jīng)測試計算出瀝青混合料熱損失在720km運距內時為7%11% （與天氣狀況、運輸路線暢順情況有關） ，瀝青攤鋪溫度均高于規(guī)范規(guī)定最低溫度。3 7 瀝青混合料的攤鋪主車道機動車道分上下行兩幅， 單幅寬度為 1225m， 主車道采用福格勒 Vogele-Super-2500 型攤鋪機作業(yè)，全路幅（單幅）一次攤鋪成型。對于 SMA 改性瀝青混凝 土面層，由于其層厚較薄，應最大限度地保證攤鋪作業(yè)的連續(xù)性。 路口段為變寬路面， 最寬 度為22. 0m，采用福格勒 Vogele-Super-2500、Vogele-Super-19000型攤

20、鋪機兩臺梯形作業(yè)， 全路幅（單幅）一次攤鋪成型。SMA 及普通瀝青混合料的攤鋪作業(yè)原則上應連續(xù)進行，在雨天或雨后有積水、路面基 層（或施工下層）未干燥、氣溫低于10C時，都不得施工。如由于惡劣天氣條件或機械故障或其它不可抗力因素造成必須停止攤鋪作業(yè)時， 再次開工前應在停止作業(yè)處用切割機切割 成垂直施工縫，但須注意避免上、下層施工縫的重疊，其間距須錯開1020m。在重新進行攤鋪作業(yè)前，須在施工縫處噴灑粘層油。粘層材料應與混合料采用同一標號的瀝青。下列情況的瀝青混合料不得用于攤鋪作業(yè)：（ 1）混合料溫度低于規(guī)范規(guī)定混合料攤鋪溫度下限的；（ 2）遭受雨淋、塵埃污染的瀝青混合料；（ 3）肉眼可以判定級

21、配不合理、瀝青含量偏大或偏小、離析或結塊、拌和不均勻的瀝 青混合料；（ 4）連續(xù)保溫超過規(guī)定時限的瀝青混合料；（ 5）非當班拌和已決定遺棄的瀝青混合料。瀝青混凝土面層與粘層瀝青應連續(xù)作業(yè)， 否則， 對所有表面松散材料都應清掃至潔凈無 污物為止。瀝青混合料的拌和速率、 運輸速度應與攤鋪機連續(xù)不間斷工作的吞吐能力相匹配， 并盡一切可能保持攤鋪機連續(xù)作業(yè)。攤鋪機采用自動找平基準裝置控制高程和平整度。3。 8 瀝青混合料的碾壓瀝青混合料的壓實步驟一般為：22t雙輪壓路機初壓t 25t輪胎壓路機復壓t 1215t光輪壓路機終壓（靜壓）。SMA改性瀝青混合料的壓實步驟一般為：22t雙鋼輪壓路機初壓t26t

22、雙鋼輪振動壓路機復壓t 22t雙鋼輪壓路機終壓 （靜壓），SMA不得采用輪胎壓路機進行 碾壓， 壓路機必須緊跟在攤鋪機后面碾壓， 在終壓溫度前消除全部軌跡， 一旦達到要求的壓 實度（不小于馬歇爾試驗密度的 96%）應立即停止壓路機作業(yè)，以免過度碾壓導致瀝青瑪 蹄脂結合料被擠壓到路表面。由于該工程采用的 Vogele super-2500 型和 1900型瀝青混凝土 攤鋪機有熨平振動壓實功能，也可省去初壓環(huán)節(jié)，同時也可保證瀝青混合料的碾壓溫度。瀝青混合料的攤鋪系數(shù)和各碾壓步驟的碾壓遍數(shù)可采用成熟的經(jīng)驗數(shù)據(jù)并結合試驗路 段的鋪筑進行確定。3. 9 粘層與逐層粘層和透層一般均采用相應稠度的瀝青乳液，

23、 在該工程中可采用相同標號的石油瀝青乳 液。在準備好的基層面上按 1. 0kg/m2的用量噴灑透層油，在下面層表面，路緣石內側， 井框周圍按 0. 5kgm2 的用量噴灑或涂抹粘層油。 粘層和透層油應在上一結構層即將施工 前進行噴灑或涂抹。大面積層面的透層和粘層油的噴灑采用郴州市政機械廠生產(chǎn)的 CZL5102GLQSC 型瀝青灑布車進行灑布。透層和粘層瀝青乳液的加熱溫度一般為120C130C，灑布溫度110C120 C。在灑 布透層和粘層油時，須注意保護鄰近的建筑物或構造物免受污染。3 10 封層310 1 材料(1) 瀝青：封層瀝青采用乳化瀝青PC-2、PC-2。制作乳化瀝青的瀝青材料要求：凡在施工現(xiàn)場生產(chǎn)乳化瀝青的，其瀝青材料一律采用同底面層相同的瀝青(即70石油瀝青) ；場外生產(chǎn)的一律采用 100 石油瀝青。( 2)集料：采用粗集料，其質量應滿足封層粗集料技術規(guī)范要求。3102 施工要求( 1 )封層施工前，基層頂面應徹底清掃干凈，尤其是橋涵、通道面上，一定要清除灰 漿等各種雜物， 保持清潔，并保持適宜濕度， 經(jīng)監(jiān)理檢查合格并簽認評測后進行。 清掃最好 用清掃機完成，局部要用水沖洗