QC成果高速公路SMA瀝青面層施工質(zhì)量控制二

合六高速公路SMA瀝青面層施工質(zhì)量控制中鐵四局一公司高速公路SMA瀝青面層施工QC小組發(fā)表人：王圣勝2007年12月一、概述合六葉高速公路全長104.438公里，分合六段和六葉段，于2005年3月開工建設(shè)，2007年11月28日建成通車。本項(xiàng)目部承建的是合六段二標(biāo)，位于合肥市肥西縣和六安市金安區(qū)境內(nèi)，雙向四車道,設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h,全長28.751Km，開工前，建設(shè)單位和本項(xiàng)目部對合六高速公路建成后的通車情況進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)查，在原312國道通往合肥的半幅道路破壞嚴(yán)重,而從合肥到六安的半幅車道破壞輕微,原因是六安產(chǎn)大量優(yōu)質(zhì)河砂,而六安是合肥建設(shè)用砂主產(chǎn)地,運(yùn)砂車輛超載嚴(yán)重，并且黃沙里含有大量的水，滴在路面上，路面長期處于水飽和狀態(tài)；運(yùn)砂車輛沿路灑落砂粒，路面受“砂粒-車輪”的組合式磨耗，所以，合六路面建成后將長期受超重載、水飽和、砂粒的不利作用。提出變更意見:

為了增強(qiáng)路面使用性能，延長道路使用壽命，我項(xiàng)目部提出將合六葉高速公路的合肥至六安段上面層AC-13細(xì)粒式瀝青砼結(jié)構(gòu)，變更為SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石結(jié)構(gòu)，建設(shè)單位接受我們的意見。該結(jié)構(gòu)為骨架密實(shí)型，具有高溫抗車轍、低溫抗凍裂的優(yōu)點(diǎn)。變更后路面結(jié)構(gòu)為38cm水穩(wěn)基層+AC-25下面層+AC-20中面層+SMA-13上面層。二、QC小組概況QC小組成立于2007年7月。小組活動(dòng)課題：SMA瀝青面層施工質(zhì)量控制。小組類型：技術(shù)攻關(guān)型注冊號：YGS-2007-05活動(dòng)時(shí)間：2007年7月-11月。小組成員情況如下表：序號姓名年齡性別職稱組內(nèi)職務(wù)接受TQM培訓(xùn)時(shí)間備注1宋昌宜32男工程師組長48小時(shí)2張飛29男助工副組長48小時(shí)3吳子秋36男工程師組員48小時(shí)4王圣勝26男助工組員48小時(shí)5代政30男工程師組員48小時(shí)6伍漢34男技術(shù)員組員48小時(shí)7楊家林45男高工組員48小時(shí)技術(shù)指導(dǎo)QC小組成員表三、選題理由1、SMA瀝青面層施工技術(shù)在國內(nèi)正處在前期實(shí)踐階段，已施工項(xiàng)目少，公司首次施工此類工程，無成熟經(jīng)驗(yàn)借鑒。2、SMA瀝青面層施工技術(shù)控制要求高，其混合料骨架結(jié)構(gòu)屬于斷級配結(jié)構(gòu)，很難壓實(shí)，對施工壓實(shí)度是一重大挑戰(zhàn)。3、建設(shè)單位對滲水系數(shù)的要求遠(yuǎn)高于行業(yè)規(guī)范。以下是路面質(zhì)量檢查項(xiàng)目和控制指標(biāo)。檢查項(xiàng)目規(guī)范指標(biāo)業(yè)主要求指標(biāo)項(xiàng)目部自控指標(biāo)壓實(shí)度%≥98≥98≥98平整度（σ）mm≤1.2≤1.1≤1.0滲水系數(shù)(ml/min)≤200≤50目標(biāo)0-40（合格率≥80%）抗滑摩擦系數(shù)Fb(BPN)≥45≥45≥45構(gòu)造深度(mm)≥0.55≥0.60.7~1.0四、現(xiàn)狀調(diào)查

為了掌握SMA-13瀝青上面層容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，我們按照常規(guī)施工方法和掌握的關(guān)于SMA-13的特點(diǎn)，做了300

m長的試驗(yàn)段，小組成員對試驗(yàn)段進(jìn)行檢查，抽查了50處，其中23處存在問題，具體情況如下：序號項(xiàng)目頻次頻率累計(jì)頻率備注1滲水系數(shù)大939.10%39.10%

2壓實(shí)度不足834.70%73.80%

3平整度較差28.60%82.40%

4構(gòu)造深度不合格14.40%86.80%

5油斑14.40%91.20%

6混合料離析14.40%95.60%

7其它14.40%100%

合計(jì)23100%

統(tǒng)計(jì)匯總:王圣勝SMA瀝青面層質(zhì)量問題排列圖

制圖:王圣勝滲水壓實(shí)度平整度構(gòu)造深度油斑離析其它9821111100%80%23問題數(shù)N（處）頻率95.6%82.4%39.1%73.8%86.8%91.2%從以上調(diào)查情況可以看出，影響SMA瀝青面層施工質(zhì)量的主要問題是滲水和密實(shí)度不夠。而滲水問題主要是由不密實(shí)引起的，也就是說，只要解決了壓實(shí)度問題，滲水問題也就解決了。五、目標(biāo)設(shè)定壓實(shí)度達(dá)標(biāo)，滲水系數(shù)達(dá)到建設(shè)方要求。目標(biāo)可行性分析：1、控制配合比的臨界點(diǎn),找到最佳級配，使瀝青瑪蹄脂充分填充；2、控制瀝青混合料出料溫度，控制碾壓溫度，達(dá)到在高溫狀態(tài)下充分壓實(shí)。六、原因分析壓實(shí)度不合格人料環(huán)法機(jī)環(huán)境溫度低風(fēng)大運(yùn)距遠(yuǎn)操作經(jīng)驗(yàn)不足責(zé)任心不強(qiáng)骨料不合格混合料級配不合理流動(dòng)壓路機(jī)配備不合理碾壓設(shè)備狀況差混合料拌合不均勻碾壓輪跡重復(fù)不夠配合比不合理混合料松鋪過厚碾壓遍數(shù)少、速度慢級配不連續(xù)瑪碲脂含量過高或過低壓路機(jī)配備不足或性能不匹配混合料保溫差導(dǎo)致碾壓溫度低粗骨料硬度不夠，形狀欠佳含泥量大小組成員通過以上分析，共找出了15個(gè)影響壓實(shí)度的因素，對這些原因進(jìn)行確認(rèn)如下：序原因調(diào)查確認(rèn)調(diào)查人調(diào)查時(shí)間結(jié)論1作業(yè)人員操作經(jīng)驗(yàn)不足；責(zé)任心不強(qiáng)SMA瀝青面層施工前，對操作人員進(jìn)行了培訓(xùn)，同時(shí)制定了獎(jiǎng)懲制度，員工的作業(yè)水平和責(zé)任心都不存在問題。宋昌宜2007年7月非要因2壓路機(jī)配備不足或性能不匹配項(xiàng)目部配備了足夠的碾壓設(shè)備，設(shè)備的型號及性能均能滿足碾壓要求。代政2007年7月非要因3碾壓設(shè)備狀況差設(shè)備進(jìn)場時(shí)均進(jìn)行過驗(yàn)收，確認(rèn)狀況良好吳子秋2007年7月非要因4骨料含泥量大材料進(jìn)場均進(jìn)行了進(jìn)貨檢驗(yàn)，不合格地材嚴(yán)禁進(jìn)場使用。伍漢2007年8月非要因5粗骨料硬度小、形狀欠佳SMA瀝青混合料結(jié)構(gòu)本身要求粗骨料多，粉料多，細(xì)骨料少，骨料是斷級配的，如果骨料硬度不夠和顆粒形狀棱角少，骨料間的嵌鎖力就小，會導(dǎo)致SMA面層不密實(shí)，不而磨。張飛2007年8月是要因6骨料級配不連續(xù)SMA瀝青混合料結(jié)構(gòu)本身要求粗骨料多，粉料多，細(xì)骨料少，骨料是斷級配的，骨料間空隙不易填充緊密，但這是結(jié)構(gòu)要求。王圣勝2007年8月非要因7混合料保溫差導(dǎo)致碾壓溫度低SMA混合料的碾壓溫度比一般瀝青砼所需的碾壓溫度更高，保溫不好料溫過低快將難以壓實(shí)。宋昌宜2007年8月是要因8混合料拌合不均勻混合料拌合不均勻?qū)?dǎo)致粗骨料少的地方密實(shí)度不夠。張飛2007年8月是要因序原因調(diào)查確認(rèn)調(diào)查人調(diào)查時(shí)間結(jié)論9瑪碲脂含量過高或過低理論配比確定后，由于骨料為斷級配，礦用量大，在實(shí)際施工中，粉料的含粉水量控制不好，較難做出最佳施工配比，粉料和木質(zhì)纖維素用量多，需油量也就大，壓實(shí)時(shí)易出油；而粉料和油量少了，粗骨料空隙又難充分填充，也影響密實(shí)度。代政2007年8月是要因10松鋪過厚松鋪過厚不易壓實(shí)，但實(shí)際攤鋪厚度控制良好。王圣勝2007年8月非要因11碾壓輪跡重復(fù)不夠操作工人在碾壓時(shí)輪跡重復(fù)寬度符合要求王圣勝2007年8月非要因12碾壓遍數(shù)少、速度慢操作工人能夠按照規(guī)定的速度和遍數(shù)實(shí)施碾壓。王圣勝2007年8月非要因13混合料運(yùn)距遠(yuǎn)混合料運(yùn)距遠(yuǎn)，溫度損失大，可能導(dǎo)致碾壓溫度不夠。張飛2007年8月是要因14環(huán)境溫度低環(huán)境溫度低，料溫下降快，不易壓實(shí)，但施工時(shí)環(huán)境溫度尚可，影響不大。王圣勝2007年8月非要因15風(fēng)大瀝青混合料散熱快，溫度低難壓實(shí)，施工時(shí)天氣較好，影響不大王圣勝2007年8月非要因根據(jù)調(diào)查確認(rèn)可知，主要影響因素有5個(gè)，即：1、粗骨料硬度小、形狀欠佳2、瑪碲脂含量過高或過低3、混合料保溫差導(dǎo)致碾壓溫度低4、混合料拌合不均勻5、混合料運(yùn)距遠(yuǎn)對策表序原因?qū)Σ吣繕?biāo)措施責(zé)任人施工地點(diǎn)完成時(shí)間1粗骨料形狀、硬度不好精選骨料骨料合格在規(guī)定范圍內(nèi)合理選擇粗骨料級配、形狀和硬度，力求合理。代政試驗(yàn)室07年7-10月2瑪碲脂含量過高或過低加強(qiáng)試驗(yàn)的精確性確保配比合理精確粗骨料、石粉、木質(zhì)纖維素和瀝青油的用量，通過反復(fù)試驗(yàn)確定最佳施工配合比。代政試驗(yàn)室07年7-10月3混合料拌合不均勻調(diào)整機(jī)械、改進(jìn)拌和工藝拌合均勻往拌合機(jī)加料時(shí)，增加纖維投放機(jī)，改進(jìn)礦粉添加裝置，增加拌合時(shí)間。宋昌宜拌合站07年7-10月4混合料保溫差導(dǎo)致碾壓溫度低采取保溫措施。確保碾壓溫度滿足要求保證混合料的拌合溫度，運(yùn)輸過程中，采取雙層帆布覆蓋，加快攤鋪速度和碾壓速度，確保施工時(shí)SMA混合料溫度滿足要求。張飛王圣勝施工現(xiàn)場07年8-10月5混合料運(yùn)距遠(yuǎn)溫度損失快七、對策措施根據(jù)以上對策，小組成員開始實(shí)施。實(shí)施一、骨料選擇、配合比設(shè)計(jì)及調(diào)整配合比設(shè)計(jì)的任務(wù)就是確定骨架和瀝青瑪蹄脂部分各種材料的規(guī)格和比例，以保證形成的粗集料骨架間隙能恰好被瑪蹄脂填充，使瑪蹄脂能真正發(fā)揮膠結(jié)作用。我們的步驟如下：（1）選擇材料。SMA之所以有較高的高溫穩(wěn)定性，是基于含量較高的粗集料之間的嵌擠作用。粗集料嵌擠作用的好壞在很大程度上取決于集料石質(zhì)的堅(jiān)韌性，集料的顆粒形狀和棱角性。因此，小組選擇了抗壓碎值高，堅(jiān)韌、粗糙、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料，嚴(yán)格限制集料的扁平顆粒含量；所采用碎石均為反擊破碎石機(jī)加工的，使粗集料符合抗滑表層混合料的技術(shù)要求，同時(shí)，為增加碎石與瀝青的粘結(jié)性，盡量采用了堿性材料，選擇了安徽舒城產(chǎn)玄武巖碎石，石料規(guī)格為0－3mm，5－10mm，10－15mm三個(gè)檔。瀝青為業(yè)主直供材料，用SK-70瀝青加工的SBS改性瀝青，技術(shù)性能優(yōu)良。玄武巖與SBS改性瀝青的粘附性達(dá)不到5級，需添加抗剝落劑。為選擇質(zhì)量好的抗剝落劑，經(jīng)大量高溫穩(wěn)定性對比試驗(yàn)，我們最終選擇了江蘇文昌化工的TW-1型液體抗剝落劑。SMA中瀝青用量大，為了避免泛油，我們加入了德國產(chǎn)的XCEL牌木質(zhì)素纖維，可有效的吸油、裹附混合料。（2）確定初試級配，在《瀝青施工技術(shù)規(guī)范》的級配范圍內(nèi)，以4.75mm通過率為標(biāo)志選定3個(gè)不同通過率的級配。測定3種配比礦料的毛體積相對密度，及各項(xiàng)物理指標(biāo)。按照確保質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理、易于控制的原則，選擇2#級配，進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)。合成級配工程設(shè)計(jì)級配中值下限上限1001001001009795901006062.55075272722322121.5162719191424151612201313101611119131010812SMA骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)AC懸浮結(jié)構(gòu)我們經(jīng)過擬訂了三組配合比進(jìn)行試驗(yàn)，最終選定其中的2#配合比進(jìn)行了生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行300米試驗(yàn)段試鋪并進(jìn)行了檢測。篩分結(jié)果篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075控制目標(biāo)100976027211915131110抽提篩分10095.858.826.820.618.514.111.910.79.2試驗(yàn)段檢測結(jié)果如下98.498.297.599.198.497.697.898.498.697.598.697.398.999.398.398.698.799.498.398.897.698.997.598.497.39898.498.398.298.8平均值98.3標(biāo)準(zhǔn)差0.58偏差系數(shù)59.0%代表值98.3壓實(shí)度滲三水53.68.8022.145.36.913.848.213.855.353.781.520.85.336.6022.430.442.823.460.326.468.434.649.12537.939.403243.3045.143.360.218.650.533.33223.930.240.364.157.223.627.96.8017.20平均三值：三30三.7三76三標(biāo)準(zhǔn)三差：三20三.3三合三格率三：8三2%壓實(shí)三度剛?cè)齽偤先瘢蝗嘞等龜?shù)較三低，三不合三格的三風(fēng)險(xiǎn)三較大三。滲水三值內(nèi)三控指三標(biāo)合三格率三82三%，三不合三格的三風(fēng)險(xiǎn)三較大三，未三達(dá)到三10三0%三的控三制目三標(biāo)。對配三合比三進(jìn)行三調(diào)整三，發(fā)三現(xiàn)通三過增三加細(xì)三集料三的比三例可三以有三效增三加壓三實(shí)度三，減三小滲三水，三但是三，此三措施三同時(shí)三降低三了構(gòu)三造深三度，三降低三了摩三擦系三數(shù)，三不是三有效三方案三。經(jīng)三數(shù)次三微調(diào)三，減三小4三.7三5m三m的三通過三率，三適當(dāng)三加大三0.三6m三m以三下的三通過三率，三有效三解決三了壓三實(shí)度三、滲三水和三構(gòu)造三之間三的矛三盾。實(shí)施三二、三混合三料拌三和質(zhì)三量控三制為了三提高三混合三料的三拌和三質(zhì)量三，我三們選三用了三JR三M4三50三0型三間歇三式瀝三青混三凝土三拌和三站，三采用三電腦三控制三，能三夠?qū)θ秊r青三溫度三、礦三料加三熱溫三度、三混合三料的三溫度三進(jìn)行三及時(shí)三紅外三檢測三，同三時(shí)對三每一三盤的三混合三料生三產(chǎn)情三況逐三盤記三錄并三打印三。SM三A瀝三青混三合料三需要三投放三木質(zhì)三纖維三素，三我們?nèi)跒r三青拌三和機(jī)三組中三增加三了木三質(zhì)纖三維素三投料三機(jī)，三根據(jù)三每盤三混合三料數(shù)三量設(shè)三定添三加數(shù)三量。SM三A瀝三青混三合料三瀝青三用量三多，三為了三充分三拌和三均勻三，我三們調(diào)三整了三原料三添加三順序三，采三取先三添加三木質(zhì)三纖維三素，三后添三加瀝三青，三并延三長了三拌和三時(shí)間三，具三體時(shí)三間如三下：木質(zhì)三纖維三素的三添加打印三每盤三添加三重量通過三調(diào)整三加料三順序三和拌三和時(shí)三間，三木質(zhì)三素纖三維被三分散三的更三徹底三、均三勻。三經(jīng)過三對混三合料三溶解三分離三后檢三查，三情況三如下三：拌和工藝每5公斤混合料中，含未拌開的>2cm木質(zhì)素團(tuán)塊（塊數(shù)）每5公斤混合料中，含未拌開的>1cm木質(zhì)素團(tuán)塊（塊數(shù)）調(diào)整前310調(diào)整后03加礦料加纖維干拌20秒濕拌50秒加礦粉加瀝青出料實(shí)施三三、三混合三料溫三度控三制由于三SM三A瀝三青混三合料三溫度三敏感三性較三強(qiáng)，三并且三面層三較薄三，僅三4c三m，三且項(xiàng)三目管三段長三，瀝三青混三合料三運(yùn)距三遠(yuǎn)，三溫度三損失三大，三必須三保證三混合三料的三碾壓三溫度三，才三能達(dá)三到良三好的三壓實(shí)三效果三。為三此，三我們?nèi)仨毴龔母魅齻€(gè)環(huán)三節(jié)采三取措三施控三制溫三度。1、三控制三混合三料出三廠溫三度：在混三合料三拌和三過程三中，三業(yè)主三下發(fā)三作業(yè)三指導(dǎo)三書要三求混三合料三超過三19三0度三必須三廢棄三，我三們采三用靠三近上三限的三辦法三，控三制混三合料三出場三溫度三在1三75三~1三85三度左三右，三這樣三，保三證了三初始三溫度三，也三是攤?cè)仠厝鹊娜匾ＷC三。檢驗(yàn)三出廠三溫度2、三加強(qiáng)三運(yùn)輸三過程三中保三溫措三施：我們?nèi)扇∪诨烊狭先b車三后，三在運(yùn)三輸車三周圍三都用三棉被三進(jìn)行三覆蓋三，并三且覆三蓋完三全，三在車三頂部三先用三雙層三加厚三帆布三進(jìn)行三覆蓋三，用三鐵絲三將帆三布緊三緊扎三牢在三車廂三上，三防止三運(yùn)輸三過程三中被三風(fēng)吹三起。棉被三包裹三帆布三覆蓋3、三攤鋪三施工三時(shí)的三溫度三控制三：對現(xiàn)三場攤?cè)佀偃群腿\(yùn)距三及拌三和站三產(chǎn)量三進(jìn)行三計(jì)算三，達(dá)三到拌三和、三運(yùn)輸三和攤?cè)伷ト?，三在保三證不三出現(xiàn)三停機(jī)三待料三的情三況下三，現(xiàn)三場不三積壓三料車三，保三證混三合料三到場三得到三及時(shí)三攤鋪三?；烊狭先\(yùn)輸三到現(xiàn)三場時(shí)三，不三揭開三蓬布三，待三卸料三完畢三后才三允許三整理三蓬布三?；烊狭先郎囟热龜備伻郎囟热坏腿?三60三℃，三否則三，作三為廢三料處三理。攤鋪三速度×每米三用量×60三分鐘三=拌三和站三每小三時(shí)產(chǎn)三量4、三及時(shí)三跟蹤三碾壓三：在攤?cè)仚C(jī)三攤鋪三完成三后，三采取三跟蹤三式碾三壓方三式進(jìn)三行碾三壓，三爭取三瀝青三混合三料在三較高三的溫三度狀三態(tài)下三及時(shí)三得到三壓實(shí)三。跟蹤三式碾三壓通過三以上三保溫三控制三，我三們檢三測得三到運(yùn)三輸2三0k三m距三離時(shí)三候，三溫度三僅下三降1三-2三℃，三初壓三溫度三均在三16三5℃三以上三，壓三實(shí)溫三度得三到有三力的三保證三。溫度三處理三效果在按三以上三步驟三實(shí)施三的同三時(shí)，三對攤?cè)伒娜秸?、三橫坡三度、三厚度三和攤?cè)伓稳涌p三均進(jìn)三行的三效的三控制三，確三保S三MA三瀝青三路面三的各三項(xiàng)質(zhì)三量指三標(biāo)均三滿足三規(guī)范三和建三設(shè)方三的要三求。其他三指標(biāo)三控制八、SM三A瀝青三面層三效果三檢查篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075控制目標(biāo)100976026211916141211抽提篩分10095.858.826.120.919.115.814.612.711.1篩分三結(jié)果實(shí)施三效果三檢查壓三實(shí)三度99.198.798.999.298.998.399.298.899.299.1100.599.799.510098.798.498.4101.198.299.410099.899.898.199.599.5平均三值：三99三.2三標(biāo)三準(zhǔn)差三：0三.7三2三偏三差系三數(shù)：三0.三73三%三代表三值：三99滲三水4.636.7009.124.221.70027.135.60024.1260036.437.80039.50021.5024.3004.510014.810021.92.511.302.315.7012.710.625.214.30012.1011.80300020.9平均三值：三10三.6三標(biāo)三準(zhǔn)差三：1三2.三5三最大三值：三39三.5三合格三率