淺談SMA瀝青施工質量控制

戴正赟

(鎮(zhèn)江市交通工程建設管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

淺談SMA瀝青施工質量控制

戴正赟

(鎮(zhèn)江市交通工程建設管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料( SMA ) 是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量細集料組成的瀝青瑪蹄脂結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 路面結構不僅在高溫、重載時的車轍變形量低, 而且低溫性能良好。本文結合具體工程項目，對 SMA瀝青施工質量控制進行研究。

SMA 施工 質量

1 工程概況

常熟市三環(huán)路快速化改造工程是對現(xiàn)有的三環(huán)路進行快速化改造，主線設計車速80公里/小時，地面輔道設計40公里/小時，上下匝道設計車速40公里/小時。采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面施工。

2 SMA 級配組成特點

SMA 是由碎石粗集料為骨架, 細集料、礦粉、瀝青、纖維穩(wěn)定劑混合物為瑪蹄脂, 由瑪蹄脂填充碎石粗集料之間的空隙形成的骨架嵌擠型密實結構混合料, 類似于我國的瀝青碎石混合料中用豐富的瑪蹄脂填充的情況。因此, SMA 的顆粒組成具有以下特點。

2.1 粗骨料多

SMA 的級配特點之一就是骨料多, 一般SMA材料中, 4.75 mm 以上的骨料占70% , 與瀝青碎石相近, 比傳統(tǒng)的AC 多20%～ 25% , 其中9.5 mm以上的占35% 。正是由于SMA 粗骨料多, 使其形成骨架嵌擠型結構, 因此SMA 混合料具有抵抗高溫變形的特點。

2.2 礦粉多

SMA 的混合料小于0. 075 mm 的含量為8% ～12% 。因主骨架為粗集料,且為密實型結構, 主骨架之間的空隙需由礦粉、瀝青、纖維穩(wěn)定劑混合料填充密實, 因此, 必須得有足夠量的礦粉, 才足以填充空隙, 保證空氣體積率及泌水性。SMA 的粉膠比較大, 遠超過通常的1.2, 達1.8～2.0。

2.3 瀝青

填充主骨架間隙的瑪蹄脂由細集料、礦粉、瀝青、纖維穩(wěn)定劑組成。因礦粉含量高, 且添加了高吸油率的纖維穩(wěn)定劑, 因此 SMA 的瀝青含量高, 比普通瀝青混合料要高1%以上, 才能保證集料之間的粘結及瀝青油膜厚度。

2.4 細料少

SMA 結構中0.6～0.075mm 料的用量較少,通常為6% ～9% 。

2.5 摻加纖維穩(wěn)定劑

SMA 混合料中加入纖維穩(wěn)定劑的作用在于充分吸附瀝青, 從而使瀝青用量增加, 瀝青油膜變厚,提高混合料的耐久性。

3 SMA原材料質量控制

SMA 路面能否達到預期的性能在很大程度上取決于粗集料的嵌擠作用。因此粗集料必須具有較好的韌性、強度、堅固性、耐磨性、集料的顆粒形狀和棱角性的優(yōu)質石料, 嚴格限制集料的扁平顆粒含量；細集料通常采用高強材料制作的機制砂, 并要求起具體有良好的棱角性和堅固性并嚴格控制起含泥量；礦粉采用石灰石制成, 不得含有泥土和有機礦物制。

4 配合比設計

材料選定后, 關鍵的一個工作就是配合比設計,配合比設計必須選擇合理的級配及瀝青用量, 才能鋪筑出性能優(yōu)良的SMA 路面。配合比設計采用馬歇爾試件體積設計方法進行, 遵循熱拌瀝青混合料配合比設計方法即通過目標配合比設計、生產配合比設計及生產配合比驗證三個階段, 確定各規(guī)格集料的比例、礦料級配和最佳瀝青用量。

(1)選定符合要求的瀝青、粗集料、細集料和礦粉。

(2)確定礦料配合比,根據(jù)選定的混合料礦料級配范圍(曲線)及各原材料礦料實際粒徑級配,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,先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。對于SMA每組間隔0.5%,共5組,每組按照要求測定其瀝青混合料的實際性質。選取符合各項要求的配合比作為適用的配合比。如符合各項要求的組數(shù)大于一組時,可根據(jù)實際情況選定,如五組均不能符合要求,則需另配。瀝青最小用量為6%。

(4) SMA經馬歇爾實驗確定的結合料用量宜采用《公路工程瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052)中的“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;如不符合,應調整結合料用量或重新進行混合料設計。

(5)試拌復核。根據(jù)上述選定的配合比,在生產廠內實際試制,使測試件符合各項指標,必要時可略作調整,作為生產用配合比。

5 SMA施工質量控制

5.1 施工溫度

SMA 瀝青結合料一般均采用改性瀝青, 因此,和所有改性瀝青混合料一樣,保證較高的溫度是施工質量控制的第一要素。由于改性瀝青的粘度增大,如果溫度不夠, 攤鋪無法平整, 碾壓達不到規(guī)定的壓實度, 空氣體積率達不到規(guī)定的要求, SMA 的各項性能指標將受到嚴重影響。

改性瀝青應隨配隨用，不宜長時間存放。改性瀝青的加熱溫度控制在170～180℃。瀝青混合料拌和機在拌和時，集料的烘干溫度應控制在180～190℃，成品料溫度應控制在170～180℃。

5.2 攤鋪

5.2 .1 由于 SMA 粘度較高, 攤鋪阻力比普通熱拌瀝青混合料大, 而輪胎式攤鋪機容易打滑, 所以一般采用履帶式攤鋪機攤鋪, 采用非接觸式平衡梁自動找平控制方式, 并適當減小攤鋪寬度。

5.2 .2 攤鋪機的攤鋪速度應與瀝青混合料拌和樓產量相協(xié)調, 不宜超過 3～4m/min, 必要時可放慢到1～2m/min。一般在攤鋪機前至少要有3 輛運料車等候,保證攤鋪機勻速、不間斷地攤鋪。

5.3 碾壓成型

SMA 路面壓實工藝特別有講究, 碾壓溫度、機具選擇、壓實度的控制等方面均有較高要求, 一旦確定為成功的碾壓組合, 就不得隨意改動。

SMA混合料的壓實要在攤鋪后緊接著進行。壓路機選用8 t雙鋼輪壓路機,碾壓自路邊壓向路中,碾壓順序為:接縫處預壓→全路初壓→全路復壓→全路終壓。初壓2遍,復壓1遍,終壓1遍,每次來回軌跡重疊,壓路機重疊30 cm左右。

壓路機要緊跟在攤鋪機后面碾壓,在終壓溫度(大于 120℃)前消除全部軌跡,路面一旦達到壓實度即停止壓路機作業(yè),以免過度碾壓導致瀝青馬蹄脂結合料被擠壓到路表面,影響構造深度。

(1) 碾壓溫度

改性瀝青與非改性瀝青在施工控制上最大的區(qū)別就是溫度要求較高。因為改性瀝青粘度較大, 碾壓成型必須在較高的溫度下進行, 如果碾壓溫度得不到保證,平整度、壓實度、空氣體積率等無法得到保證, 甚至出現(xiàn)顆粒結構達不到設計的組合, 在后期行車荷載作用下產生石料折斷重新排列而造成瀝青混凝土路面損壞的現(xiàn)象。因此, 碾壓溫度特別重要, 除了攤鋪溫度必須得到保證以外, 壓路機數(shù)量必須足夠, 并緊跟攤鋪機及時碾壓。

(2) 機具選擇

SMA 路面壓實, 必須采用雙鋼輪碾壓, 一般不使用膠輪壓路機搓揉, 并控制振動頻率及振動碾壓的遍數(shù)。膠輪壓路機搓揉及過度振動, 會使粗骨料下沉,瑪蹄脂上浮, 造成構造深度降低, 甚至泛油的現(xiàn)象。振動應采用高頻低幅, 振動碾壓遍數(shù)以2～3 遍為宜, 不得多震。

(3) 壓實度的控制SMA 路面, 既要保證壓實度, 又不能過度碾壓,過度碾壓容易造成粗骨料下沉, 瑪蹄脂上浮, 影響構造深度, 出現(xiàn)泛油, 甚至出現(xiàn)壓碎碎石的現(xiàn)象。因此,過度碾壓是 SMA 的大忌, 在碾壓過程中, 要特別注意表面構造, 以便有適宜的構造深度。對于SMA 通常以保持1. 0～1. 3 mm 為好, 構造深度過小, 可能是過度碾壓造成的。

5.4 接縫

SMA 混合料的鋪筑應盡可能避免產生縱向接縫,橫向施工接縫應采用平接縫,縱向接縫必須是熱接縫。由于合料的溫度較高, 因此只要在先鋪的瀝青混合料一邊壓實時預留一定的寬度, 待后面的攤鋪完成后一起壓實既可, 特殊情況采取相應措施。橫向接縫一般不可避免, 施工完畢, 混合料未冷卻前,完成切割工作, 切割范圍應用3m直尺檢測, 保證平整度以及厚度, 新混合料攤鋪前清洗接縫, 涂抹粘層油, 接縫處碾壓應盡快處理, 先縱向在5～10cm 范圍內來回碾壓, 在橫向碾壓范圍2～4m, 然后正常碾壓。

6 小結

SMA 瀝青混合料比一般熱拌瀝青優(yōu)點相對明顯，被廣泛用于道路路面工程。但在拌和、攤鋪、碾壓還是在溫度控制方面，都有相當嚴格的要求，因此，在施工的時候應從原材料，配合比，施工質量抓起。保證施工質量。

[1] 沈金安.改性瀝青與SMA 路面[M].北京：人民交通出版社.

[2] 交通部公路科學研究所 JTG F40- 2004 公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].北京: 人民交通出版社, 2004.

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1007–6344（2015）01–0129–02