瀝青瑪蹄脂碎石路面配比設(shè)計(jì)與鋪筑質(zhì)量控制

【摘 要】高速公路的表面層對瀝青混合料的要求非常高，既要有很強(qiáng)的高溫抗車轍性能，又要有出色的低溫抗裂性能，既要有很好的密水性和耐老化性能，又希望有很好的表面抗滑、減噪等表面功能。SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青混合料，SMA路面因其具有良好的抗滑和抗車轍性能被廣泛應(yīng)用于高速公路的抗滑表層。本文結(jié)合了以往的瀝青施工技術(shù)規(guī)范，對SMA路面表面混合料的配合比設(shè)計(jì)、技術(shù)要求及控制要點(diǎn)做了詳細(xì)介紹。

【關(guān)鍵詞】SMA；質(zhì)量控制；技術(shù)要求；施工工藝

通過分析研究，對瀝青瑪蹄脂的有關(guān)知識有了進(jìn)一步的認(rèn)識。本文結(jié)合SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青混合料，SMA路面因其具有良好的抗滑、抗車轍等性能，因此被廣泛應(yīng)用于高速公路的抗滑表層。

一、引言

近年來，隨著我國改革開放的逐步深入，社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長。客貨流動量急劇上升，其中很大部分要通過公路實(shí)現(xiàn)快速、高效、安全的“點(diǎn)― 點(diǎn)”運(yùn)輸。但是，我國原有公路里程較少、等級偏低，已無法滿足交通量迅速增長的需要，并已日漸成為制約整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的“瓶頸”。隨著新型面層材料、基層材料的面世和工程實(shí)踐的進(jìn)一步深入，道路工程界開展了有關(guān)材料組成設(shè)計(jì)、材料性能試驗(yàn)、新能路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文與方法等方面的研究。本論文根據(jù)工程實(shí)踐并結(jié)合現(xiàn)代高速公路工程建設(shè)，進(jìn)行瀝青混合料合理級配分析，研究SMA材料級配設(shè)計(jì)、技術(shù)要求和質(zhì)量控制。

二、原材料的技術(shù)要求

SMA路面瀝青混合料原材料主要包括粗集料、細(xì)集料、填充料（礦粉）、瀝青膠結(jié)料和纖維穩(wěn)定劑等。瀝青路面使用的瀝青、集料、礦粉等各種材料應(yīng)附有供應(yīng)商的質(zhì)量檢驗(yàn)單。運(yùn)至現(xiàn)場的各種材料必須從現(xiàn)場取樣進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，經(jīng)評定合格方可使用。對改性瀝青材料、纖維等工廠生產(chǎn)的材料，應(yīng)有清晰的標(biāo)記，表明生產(chǎn)日期和批號。

不同料源、品種、規(guī)格的集料不得混雜堆放，對于工程上面層瀝青混合料原材料，原則采用同一來源的材料，應(yīng)保證品種、規(guī)格相同，符合技術(shù)要求，嚴(yán)格控制材料的變異性。

三、瀝青混合料設(shè)計(jì)過程：

3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

對工程采用的原材料通過適當(dāng)?shù)牡V料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法確定適宜的礦料組配組成。采用馬歇爾設(shè)計(jì)確定最佳瀝青含量，對混合料的抗水損害能力、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性進(jìn)行檢驗(yàn).根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)所確定的礦料級配組成的量佳瀝青含量作為目標(biāo)配比，供瀝青拌和站進(jìn)行冷料艙的供料比例的調(diào)整.

3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段

瀝青捏合料的生產(chǎn)應(yīng)采用間歇式拌和站.調(diào)整冷料倉進(jìn)料速度以后，對拌和站熱料倉取樣篩分.調(diào)整熱料倉比例，由于拌和站取樣誤差以及除塵設(shè)備回收細(xì)料滯后等方面的影響，通常需要分成調(diào)整集料級配和確定瀝青含量兩步進(jìn)行，并需多次調(diào)整.拌和站熱料倉比例以連續(xù)生產(chǎn)的瀝青混合料抽提后組配結(jié)果確定為準(zhǔn).取目標(biāo)配比最佳瀝青含量、最佳瀝青含量±0.3%等三個(gè)瀝青含量進(jìn)行試拌，進(jìn)行抽提和馬歇爾試驗(yàn)確定生產(chǎn)的最佳瀝青含量。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段：對反復(fù)調(diào)整確定的拌和站

3.3 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段

級配范圍僅作為選擇級配曲線的依據(jù)，不作為評定施工級配是否合格的依據(jù)，級配的選擇根據(jù)原材料的相關(guān)性質(zhì)確定。允許偏差范圍以批準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)。級配范圍根據(jù)工程實(shí)際所采用的礦料可能進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。

四、SMA混合料配合比設(shè)計(jì)

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)主要解決三大問題：（優(yōu)選原材料；尋求適宜的礦料級配；決定最佳瀝青用量。）

4.1 優(yōu)選原材料

在實(shí)踐中已證明，設(shè)計(jì)選用了合理的路面結(jié)構(gòu)，如果沒有優(yōu)質(zhì)的原材料和適宜的瀝青混合料配合比，也保證不了瀝青路面的使用性能。

4.2 礦料級配

級配曲線圖采用O.45次方級配曲線圖評價(jià)礦料的級配.從原點(diǎn)到最大粒徑點(diǎn)的連線表示礦料級配的最大密實(shí)線。礦料級配曲線偏離該線越遠(yuǎn).一般其礦料的間隙率越大。

4.3 SMA混合料瀝青用量的確定

理想的瀝青混合料必須經(jīng)過配合比設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容中包括馬歇爾實(shí)驗(yàn)確定瀝青用量（油石比）實(shí)踐中證明，馬歇爾實(shí)驗(yàn)中主要反映瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的指標(biāo)，穩(wěn)定度不能很好反映瀝青路面的高溫抗車轍能力。許多穩(wěn)定度遠(yuǎn)超出規(guī)范要求的瀝青混合料，鋪成路面后的高溫病害屢見不鮮。這主要是馬歇爾實(shí)驗(yàn)本身存在的三方面缺陷。試件成型方法不妥，與路面施工現(xiàn)場差距較大；試驗(yàn)中試件的受力狀態(tài)與路面高溫失穩(wěn)時(shí)不同；試驗(yàn)時(shí)加荷載速度太快，不能反映材料的流動過程。因此，在馬歇爾試驗(yàn)初步確定石油比的基礎(chǔ)上有不要進(jìn)一步結(jié)合車轍試驗(yàn)確定瀝青用量。

五、SMA的施工質(zhì)量控制

SMA瀝青混合料成品路面，現(xiàn)場質(zhì)量控制除應(yīng)當(dāng)滿足常規(guī)瀝青混合料的技術(shù)要求以下，還應(yīng)當(dāng)滿足規(guī)范及相關(guān)技術(shù)要求。瀝青混合料的過程控制和總量檢驗(yàn)按照以下步驟進(jìn)行：

5.1 為做好瀝青混合料生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)瀝青混合料的各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)是否符合配合比設(shè)計(jì)要求，SUA混和料生產(chǎn)過程，必須配備計(jì)算機(jī)自動采集及自記打印數(shù)據(jù)的裝置，進(jìn)行瀝青混合料“過程控制”（在線監(jiān)測）和總量檢驗(yàn)。

5.2 拌和機(jī)在開始拌和前應(yīng)設(shè)定拌和一鍋瀝青混合料的生產(chǎn)量，各個(gè)熱料倉、礦粉、瀝青等的標(biāo)準(zhǔn)配合比用量，設(shè)定要求的各項(xiàng)施工溫度。

5.3 計(jì)算機(jī)必須逐鍋采集各個(gè)熱料倉的集料用量、礦粉、瀝青結(jié)合料及各種外摻劑的實(shí)際使用量，瀝青混合料的生產(chǎn)量，按各個(gè)料倉的篩分曲線，逐鍋計(jì)算出礦料級配，與工程設(shè)計(jì)級配范圍及容許的施工波動范圍進(jìn)行比較，實(shí)時(shí)評定礦料級配是否符合要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不合格的情況，必須引起注意，如果連續(xù)3鍋以上都出現(xiàn)不合格情況時(shí)，宜對設(shè)定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

5.4 計(jì)算機(jī)必須逐鍋采集瀝青結(jié)合料的實(shí)際使用量及瀝青混合料的生產(chǎn)量，計(jì)算油石比（或?yàn)r青用量），與設(shè)計(jì)值及容許的波動范圍相比較，評定是否符合要求。如果連續(xù)3鍋以—亡誤差偏大（如超過0.2%）時(shí)，宜對設(shè)定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

5.5 計(jì)算機(jī)必須實(shí)時(shí)監(jiān)測和采集與瀝青混合料生產(chǎn)有關(guān)的各種施工溫度，，評定是否符合要求。

5.6 瀝青混合料的礦料級配可以是全部篩孔，但判斷是否符合要求可只對5個(gè)控制性篩孔（必須包括0.075mm、2.36mm、 4.75mm、公稱最大粒徑、一檔較粗的控制性粒徑等篩孔）。

5.7 利用一個(gè)評定周期的瀝青混合料總生產(chǎn)量、施工總面積、瀝青混合料計(jì)算攤鋪層的平均壓實(shí)厚度。

5.8 接縫。SMA混合料的鋪筑應(yīng)避免產(chǎn)生縱向冷接縫，橫向施工縫應(yīng)采用平接縫。平接縫切縫應(yīng)在混合料尚未完全冷卻結(jié)硬之前進(jìn)行，切縫后必須用水沖洗干凈，待干燥后涂刷年層油，方可鋪筑新混合料。應(yīng)特別注意橫向接縫處的平整度，刨除端部或切縫的位置應(yīng)通過3M直尺測量確定。

六、結(jié)論

通過對SMA理論知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐研究兩方面的分析，得出以下結(jié)論：SMA瀝青混合料路面抗滑表層是路面施工中最后一道工序，其配合比設(shè)計(jì)和施工水平直接影響路面的質(zhì)量和使用壽命。所以，施工十重點(diǎn)要在級配、原材料選用和質(zhì)量控制上下工夫，確保路面工程質(zhì)量。結(jié)合更多的實(shí)際工程對上述結(jié)論和成果進(jìn)行驗(yàn)證和推廣，使之不斷完善，將是非常必要的進(jìn)一步工作。

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