淺談SMA路面施工質(zhì)量控制

卞愛國(guó)

【摘 要】SMA由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細(xì)集料以及較多量的填料（礦粉）組成的瀝青瑪蹄脂，填充于間斷級(jí)配的粗集料骨架的間隙，組成一體形成的瀝青混合料。SMA路面因其具有良好的抗滑和抗車轍性能被廣泛應(yīng)用于高速公路的面層。本文對(duì)SMA路面施工質(zhì)量控制做了詳細(xì)介紹。

【關(guān)鍵詞】高速公路；SMA路面面層；質(zhì)量控制

Talking SMA Pavement Construction Quality Control

Bian Ai-guo

（Management Consulting Co.， Ltd.， Jiangsu Tong Yuan Nanjng Jiangsu 210000）

【Abstract】SMA by the asphalt binder with a small amount of fiber stabilizer， fine aggregate and higher amounts of filler （powder） consisting of mastic asphalt， fill in gap-graded coarse aggregate skeleton gap， formed integrally formed asphalt material. SMA pavement because of its good sliding properties and resistance to rutting is widely used in highway surface layer. In this paper， SMA Pavement Construction Quality Control made a detailed introduction.

【Key words】Highway；SMA pavement surface；Quality control

1. 概述

瀝青瑪蹄脂碎石路面（簡(jiǎn)稱SMA），不僅具有較好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性，而且由于粗集料的嵌擠，使其還具有良好的抗滑、抗車轍等性能，近年來在我國(guó)被逐漸推廣應(yīng)用到高速公路上。但是由于有的施工單位SMA路面不正確的配合比設(shè)計(jì)和施工以及經(jīng)驗(yàn)不足等原因，造成了已施工的個(gè)別SMA路段出現(xiàn)了種種病害。為了更好的吸取教訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更進(jìn)一步熟悉和了解SMA的特性，筆者結(jié)合多年的施工及監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)談?wù)凷MA路面混合料的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。

2. SMA特性

SMA混合料為間斷級(jí)配，粗集料多、礦粉用量多、瀝青用量多、細(xì)集料少；粗集料顆粒石-石接觸，形成骨架結(jié)構(gòu)，再由瀝青、礦粉、木質(zhì)纖維、瑪蹄脂填充其空隙，成為一種密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料，SMA路面使用的實(shí)踐表明，與傳統(tǒng)的瀝青路面相比較還具有以下特性：（1）優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性；（2）良好的耐久性；（3）良好的表面特性；（4）良好的低溫抗裂性。

3. 配合比設(shè)計(jì)

SMA-13瀝青混合料按三階段進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段。通過配合比設(shè)計(jì)決定瀝青用量、混合料的品種及級(jí)配。

（1）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段。

用實(shí)際使用的材料計(jì)算各種材料用量比例，配合成符合規(guī)定的礦料級(jí)配，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青用量，以此礦料級(jí)配及瀝青用量作為目標(biāo)配合比，供拌和機(jī)確定每個(gè)料倉的供應(yīng)比例、進(jìn)料速度及試拌使用。將試驗(yàn)資料報(bào)監(jiān)理工程師審查，經(jīng)批準(zhǔn)后再進(jìn)行生產(chǎn)配合比的調(diào)試。

（2）生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段。

從二次篩分后進(jìn)入各料倉的材料中取樣進(jìn)行篩分，以確定各熱料倉的材料比例，供拌和機(jī)控制使用。同時(shí)反復(fù)調(diào)整，最終達(dá)到供料均衡，并取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)和最佳的瀝青用量及最佳瀝青用量+0.2%、-0.1%等三個(gè)瀝青用量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量。將試驗(yàn)資料報(bào)監(jiān)理工程師審查，經(jīng)批準(zhǔn)后再驗(yàn)證生產(chǎn)配合比，鋪筑試驗(yàn)路段。

（3）生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證階段。

拌和設(shè)備采用生產(chǎn)配合比以及最佳瀝青用量進(jìn)行試拌，鋪筑試驗(yàn)段，并取拌出的瀝青混合料及試驗(yàn)段上鉆取的芯樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，從而確定生產(chǎn)用標(biāo)準(zhǔn)配合比，以標(biāo)準(zhǔn)配合比作為生產(chǎn)控制的依據(jù)和質(zhì)量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

4. 原材料的技術(shù)要求

（1）瀝青采用優(yōu)質(zhì)SBS改性瀝青。

（2）粗集料應(yīng)采用石質(zhì)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近似立方體顆粒的碎石，粒徑大于2.36mm。宜采用玄武巖集料或輝綠巖集料。集料質(zhì)量應(yīng)從源頭抓起，派專人進(jìn)駐集料加工廠，對(duì)不合格的集料不得裝車、裝船。

（3）細(xì)集料采用堅(jiān)硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)并有適當(dāng)級(jí)配的人工軋制的玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r細(xì)集料，不能采用山場(chǎng)的下腳料。主要控制指標(biāo)是砂當(dāng)量，一般不小于60%（圖紙如有要求，遵照?qǐng)D紙規(guī)定）。

（4）填料宜采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔。拌和機(jī)回收的粉料不得用于拌制瀝青混合料，以確保瀝青上面層的質(zhì)量。

（5）抗剝離劑根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定是否需要摻加瀝青抗剝離劑，瀝青上面層用抗剝離劑，應(yīng)有較強(qiáng)的抗老化性能，在160℃老化5小時(shí)后，其性能應(yīng)能滿足規(guī)定。抗剝離劑的摻量一般為瀝青質(zhì)量的0.4%。

（6）穩(wěn)定劑采用優(yōu)良的木質(zhì)素絮狀纖維，摻加比例為瀝青混合料總質(zhì)量的0.3%-0.4%，纖維摻加量的允許誤差宜不超過±5%。

纖維應(yīng)存放在室內(nèi)或有棚蓋的地方，松散纖維在運(yùn)輸及使用過程中應(yīng)避免受潮，不結(jié)團(tuán)。

5. 拌合

5.1 SMA混合料的拌和時(shí)間應(yīng)比改性瀝青混合料適當(dāng)延長(zhǎng)，SMA混合料的拌和溫度宜控制在170度以上，同時(shí)干拌和濕拌的時(shí)間也要適當(dāng)延長(zhǎng)，因此，拌合機(jī)的效率有所降低。

表1 改性瀝青SMA-13拌和時(shí)間及加料次序

加礦料加礦粉 干拌約10s 加瀝青加纖維 濕拌約45s 出料約5s

總生產(chǎn)時(shí)間約60～70s

5.2 為保證混合料拌合均勻，必須作好以下幾點(diǎn)：

（1）混合料的出料溫度是整個(gè)改性瀝青SMA-13施工的關(guān)鍵，是保證攤鋪和碾壓質(zhì)量的基礎(chǔ)。拌合時(shí)，集料的加熱溫度控制在180～190℃，瀝青的加熱溫度在170～180℃，混合料的出廠溫度一般為170～180℃。

（2）拌和樓控制室要逐盤打印瀝青及各種礦料的用量和拌和溫度，并定期對(duì)拌和樓的計(jì)量和測(cè)溫進(jìn)行校核；每天應(yīng)用拌和總量檢驗(yàn)各種材料的配合比和SMA-13油石比的誤差。

（3）拌和時(shí)間由試拌確定。SMA-13拌和時(shí)間及加料次序按表1選用，拌和必須使所有集料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料，并以瀝青混合料拌和均勻?yàn)槎取?/p>

（4）纖維必須在混合料中充分分散，拌和均勻。拌和機(jī)應(yīng)配備同步添加投料裝置，松散的絮狀纖維可在噴入瀝青的同時(shí)或稍后采用風(fēng)送設(shè)備噴入拌和鍋，拌和時(shí)間宜延長(zhǎng)5s以上。顆粒纖維可在粗集料投入的同時(shí)自動(dòng)加入，經(jīng)5～10s的干拌后，再投入礦粉。工程量很小時(shí)也可分裝成塑料小包或由人工量取直接投入拌和鍋。

（5）SMA-13的礦粉需要量比一般熱拌瀝青混合料增加2倍，一個(gè)螺旋升送器往往來不及供料，也需要等候。如果在施工中礦粉的添加由兩個(gè)散裝礦粉罐的螺旋送料器同時(shí)供料，可以縮短礦粉上料時(shí)間。

（6）拌和時(shí)注意目測(cè)檢查混合料的均勻性，及時(shí)分析異常現(xiàn)象。如混合料有無花白、冒青煙和離析等現(xiàn)象。如確認(rèn)是質(zhì)量問題，應(yīng)作廢料處理并及時(shí)予以糾正。在生產(chǎn)開始以前，有關(guān)人員要熟悉本項(xiàng)目所用各種混合料的外觀特征，這要通過細(xì)致地觀察室內(nèi)試拌的混合料而取得。

（7）嚴(yán)格控制油石比和礦料級(jí)配，避免油石比不當(dāng)而產(chǎn)生泛油和松散現(xiàn)象。調(diào)整礦粉填加方式，避免礦質(zhì)混合料中小于0.075mm顆粒偏低的現(xiàn)象出現(xiàn)。每臺(tái)拌和機(jī)開拌后每天上午、下午各取一組混合料試樣做馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn)，檢驗(yàn)油石比、礦料級(jí)配和改性瀝青SMA-13的物理力學(xué)性質(zhì)，每周檢驗(yàn)1～2次殘留穩(wěn)定度。

（8）SMA混合料中瀝青用量較大，為防止瀝青析漏，不宜在儲(chǔ)料倉中儲(chǔ)存，且不得儲(chǔ)存過夜。

6. SMA-13的運(yùn)輸

（1）采用數(shù)字顯示插入式熱電偶溫度計(jì)（必須經(jīng)常標(biāo)定）檢測(cè)瀝青混合料的出廠溫度和運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)溫度。插入深度要大于150mm。在運(yùn)料卡車側(cè)面中部設(shè)專用檢測(cè)孔，孔口距車箱底面約300mm。

（2）拌和機(jī)向運(yùn)料車放料時(shí)，汽車應(yīng)前后移動(dòng)，分三堆裝料，以減少混合料離析現(xiàn)象。

（3）根據(jù)拌和機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)的拌和能力結(jié)合拌和廠至施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)距來確定運(yùn)輸車輛，攤鋪機(jī)前方確保有5輛車等待卸料，防止出現(xiàn)停工待料現(xiàn)象。

（4）由于改性瀝青SMA-13施工溫度要求較高，在運(yùn)輸過程中運(yùn)料車必須全部采用完整無損的雙層篷布覆蓋，防止結(jié)合料表面結(jié)硬，防止溫度離析。

7. SMA-13的攤鋪

（1）運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前10～30cm處停住并掛空擋，卸料過程中由攤鋪機(jī)推動(dòng)汽車同步前進(jìn)，卸料完畢后，即駛離攤鋪機(jī)。

（2）攤鋪機(jī)開工前應(yīng)提前0.5～1h預(yù)熱熨平板不低于100℃，要不然攤鋪機(jī)起步時(shí)由于熨平板溫度較低，瀝青砼攤鋪后表面會(huì)有劃痕。改性瀝青SMA-13在高溫狀態(tài)下主要靠粗集料的嵌擠作用，適當(dāng)提高夯錘的振搗頻率，在攤鋪機(jī)夯錘振搗與熨平板的共同作用下，基本上可以達(dá)到預(yù)壓效果。剩余的壓實(shí)系數(shù)極小，所以初壓的痕跡也極小，進(jìn)而保證了路面的平整度。

（3）由于SMA-13的粘度非常大，攤鋪溫度和攤鋪速度控制不好，會(huì)產(chǎn)生橫向裂紋。為保證其勻速、不間斷地連續(xù)攤鋪，消除攤鋪過程中產(chǎn)生的橫向裂紋，攤鋪溫度嚴(yán)格控制不低于150℃，攤鋪速度按2～3m/min左右予以調(diào)整，不得超過3m/min。當(dāng)發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時(shí)，應(yīng)分析原因，予以消除。攤鋪過程切忌停鋪用餐，爭(zhēng)取做到每天收工停機(jī)一次。

（4）用機(jī)械攤鋪的混合料未壓實(shí)前，施工人員不得進(jìn)入踩踏。一般不用人工修整，只有在特殊情況下，需在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員指導(dǎo)下，允許用人工找補(bǔ)或更換混合料，缺陷較嚴(yán)重時(shí)應(yīng)予鏟除。

（5）改性瀝青SMA瀝青混合料上面層采用非接觸式平衡梁裝置控制攤鋪厚度。由兩臺(tái)攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)實(shí)施攤鋪，前攤鋪機(jī)過后，攤鋪層縱向接縫上應(yīng)呈斜坡，后面攤鋪機(jī)應(yīng)跨縫5～10cm攤鋪。兩臺(tái)攤鋪機(jī)距離不應(yīng)超過10m。

（6）攤鋪機(jī)刮料輸送器通過閘門后供料和螺旋攤鋪器向兩側(cè)布料，攤鋪前應(yīng)調(diào)試好螺旋布料器兩端的自動(dòng)料位器，并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)相匹配。螺旋布料器的料量高于螺旋布料器中心，使熨平板的擋料板前混合料在全寬范圍內(nèi)均勻分布，并在每天起步前將料量調(diào)好再實(shí)施攤鋪，避免攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

（7）攤鋪時(shí)注意攤鋪機(jī)接料斗的操作程序，以減少粗細(xì)料離析。攤鋪機(jī)集料斗應(yīng)在刮板尚未露出，尚有10cm厚的熱料時(shí)，下一輛運(yùn)料車即開始卸料，做到連續(xù)供料，并避免粗料集中產(chǎn)生的離析現(xiàn)象。

（8）如果攤鋪機(jī)中途出現(xiàn)停頓，攤鋪機(jī)下存留的改性瀝青SMA-13溫度迅速下降，等料時(shí)間過長(zhǎng)，混合料表面會(huì)結(jié)成硬殼，影響繼續(xù)攤鋪，所以必須將硬殼去除才行。所以，如果不能連續(xù)供料，預(yù)計(jì)等候時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，攤鋪機(jī)應(yīng)該將剩余的混合料都攤鋪完，抬起攤鋪機(jī)，做好臨時(shí)接頭，將混合料壓實(shí)，避免出現(xiàn)冷卻結(jié)硬的情況。

（9）攤鋪SMA需收聽天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)天氣情況決定是否施工，攤鋪遇雨時(shí)，立即停止施工，并清除未壓實(shí)成型的混合料，遭受雨淋的混合料應(yīng)廢棄，不得卸入攤鋪機(jī)攤鋪。

8. SMA-13的碾壓

8.1 對(duì)于改性瀝青SMA-13路面施工，碾壓是最重要的一環(huán)，保證及時(shí)碾壓非常關(guān)鍵。改性瀝青SMA-13由于粗集料嵌擠良好，碾壓過程中的推擠很小，可以使用較重的壓路機(jī)在很高的溫度下碾壓，一旦改性瀝青SMA-13的溫度下降，改性瀝青的粘度增大，壓實(shí)就達(dá)不到要求。

8.2 除瀝青用量較低，經(jīng)試驗(yàn)證明采用輪胎壓路機(jī)碾壓有良好效果外，不宜采用輪胎壓路機(jī)碾壓，以防將瀝青結(jié)合料搓揉擠壓上浮。

8.3 改性瀝青SMA-13路面的碾壓采用剛性碾壓，壓路機(jī)宜選用四臺(tái)雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)。碾壓方法和注意事項(xiàng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）改性瀝青SMA的初壓、復(fù)壓采用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓時(shí)應(yīng)按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓八字方針進(jìn)行碾壓，這是與一般瀝青混合料碾壓方式最大的區(qū)別。壓路機(jī)必須緊跟在攤鋪機(jī)后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得最好效果，碾壓終了溫度應(yīng)不低于110℃；慢壓是針對(duì)目前碾壓速度普遍過快的現(xiàn)象來說，一般要求的碾壓速度不能超出2～4Km/h；高頻和低幅方式對(duì)提高改性瀝青SMA-13的壓實(shí)度，防止石料損傷，保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用具有重要的意義，大振幅很容易造成碾壓過度，使石料壓碎（或瑪蹄脂上浮），產(chǎn)生“過碾壓彈簧”現(xiàn)象。

（2）壓路機(jī)不允許在新鋪混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動(dòng)位置、突然剎車或停機(jī)休息；其他機(jī)械設(shè)備不能在未冷卻結(jié)硬的路面上停留。原則上所有機(jī)械，尤其是壓路機(jī)從開始碾壓進(jìn)入角色后便不能停機(jī)，直至該段路面施工結(jié)束，否則容易產(chǎn)生局部波浪。

（3）在初壓和復(fù)壓過程中，采用同類壓路機(jī)并列成梯隊(duì)壓實(shí)，不得采用首尾相接的縱列方式。采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)改性瀝青SMA-13路面時(shí)，壓路機(jī)輪跡的重疊寬度不應(yīng)超過20cm，采用靜載壓路機(jī)時(shí)，壓路機(jī)的輪跡應(yīng)重疊1/3～1/4碾壓寬度。

初壓時(shí)始終讓從動(dòng)輪在后，避免由于溫度高輪前易留下波浪，影響平整度；終壓用光輪壓路機(jī)以消除輪跡。

（4）壓路機(jī)應(yīng)以均勻速度碾壓。壓路機(jī)適宜的碾壓速度隨初壓、復(fù)壓、終壓及壓路機(jī)的類型而別。碾壓速度按表2并通過試鋪確定。

（5）改性瀝青SMA-13路面攤鋪后應(yīng)抓緊碾壓，由專人負(fù)責(zé)指揮協(xié)調(diào)各臺(tái)壓路機(jī)的碾壓路線和碾壓遍數(shù)，使攤鋪面在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度，且碾壓溫度符合規(guī)定。壓路機(jī)折返應(yīng)呈梯形，不應(yīng)在同一斷面上。

（6）對(duì)松鋪厚度、碾壓順序、碾壓遍數(shù)及碾壓溫度應(yīng)設(shè)專崗檢查。改性瀝青SMA-13路面應(yīng)嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)，在壓實(shí)度達(dá)到馬歇爾密度98%以上，或者路面現(xiàn)場(chǎng)空隙率不大于6%后，不再作過度碾壓。如碾壓過程中發(fā)現(xiàn)有瀝青馬蹄脂上浮或石料壓碎、棱角明顯磨損等過碾壓的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)停止碾壓。

（7）在橋梁、涵洞和通道等構(gòu)造物的接頭處，以及匝道、港灣或緊急停車帶等攤鋪機(jī)和壓路機(jī)難以正常操作的部位，要輔以小型機(jī)械或人工操作快速進(jìn)行，保證其施工溫度。

（8）防止粘輪，每天施工前對(duì)壓路機(jī)的灑水裝置進(jìn)行嚴(yán)格檢查，選用純凈的清水，避免管道堵塞，因SMA瀝青粘度大，混合料會(huì)大面積沾起，嚴(yán)重影響平整度及外表美觀。

（9）防止漏油，施工前對(duì)所選用的壓路機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，禁止使用漏機(jī)油或柴油的壓路機(jī)。

（10）碾壓達(dá)到規(guī)定的遍數(shù)以后，緊跟著進(jìn)行平整度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)局部平整度較差的部位，立即進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪雺禾幚怼?/p>

（11）由于SMA瀝青混合料的施工受溫度限制，只有終壓后表面溫度低于50℃情況下才能開放交通，為防止污染面層，竣工驗(yàn)收前應(yīng)進(jìn)行交通管制。

9. 結(jié)束語

SMA瀝青混合料路面抗滑表層是路面施工中的最后一道工序，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，施工時(shí)重點(diǎn)要在級(jí)配、原材料選用和施工水平、質(zhì)量控制上下工夫，確保路面工程質(zhì)量。

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