SMA13瀝青混凝土上面層施工在高速公路中的應(yīng)用

（廣州誠(chéng)信公路建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，廣東廣州 511431）

1 工程概況

廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)第二高速公路北段路面工程總長(zhǎng)22.107 km，包含主線K0+000～K20+746.648，長(zhǎng)20.747 km；支線T3K0+000～T3K1+360.939，長(zhǎng)1.36 km。全線建設(shè)橋梁10 826.67 m/25座、隧道2座、交通樞紐互通立交共5處、收費(fèi)站7座（含主線收費(fèi)站1座），另有現(xiàn)代大道、G106國(guó)道改造工程各一處。

2 SMA混合料的性能及優(yōu)勢(shì)分析

2.1 混合料中的細(xì)集料

選擇細(xì)集料（＜4.75 mm顆粒）時(shí)應(yīng)選用石質(zhì)堅(jiān)硬、富有棱角的集料，必須保證所選細(xì)集料潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)。砂石則要盡可能多地選用機(jī)制砂，因?yàn)樘烊簧邦w粒表面光滑且常呈現(xiàn)酸性，采用天然砂會(huì)降低混合料的抗車轍能力，所以在SMA混合料的施工中不宜使用天然砂。如果采用石屑必須控制含粉量。

2.2 混合料中的粗集料

因SMA混合料是依靠粗集料緊密嵌擠而形成的骨架結(jié)構(gòu)，故集料嵌擠作用的好壞主要取決于粗集料石質(zhì)的堅(jiān)硬、集料的顆粒形狀和棱角性[1]。SMA的粗集料應(yīng)近似立方體結(jié)構(gòu)，針片狀含量低，以便在內(nèi)部形成穩(wěn)定的受力骨架。巖質(zhì)主要選用玄武巖、花崗巖等質(zhì)地堅(jiān)硬的巖石，石灰?guī)r等質(zhì)地較軟的巖石不適用于SMA的粗集料。質(zhì)地較軟的巖石的棱角在反復(fù)摩擦作用下會(huì)出現(xiàn)磨光現(xiàn)象，直接影響粗集料的嵌擠作用。當(dāng)黏附性達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)摻入高溫穩(wěn)定性好的抗剝落劑或選用改性瀝青，提高粗集料與瀝青的黏附性[2]。

2.3 混合料中的瀝青結(jié)合料

瀝青是決定瀝青混合料質(zhì)量的主要因素，最好選用SBS改性瀝青作為瀝青結(jié)合料材料，因?yàn)镾BS改性瀝青具有許多優(yōu)勢(shì)，如可以改善瀝青溫度敏感性、提高瀝青軟化點(diǎn)的參數(shù)指標(biāo)等，但是在確定瀝青結(jié)合料之前必須進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，嚴(yán)格測(cè)試瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)，測(cè)試合格之后才能使用。

2.4 礦粉及纖維穩(wěn)定劑

SMA改性瀝青混合料中的礦粉必須采用石灰?guī)r等堿性石料磨成的石粉，且應(yīng)潔凈、干燥，不含泥土成分，外觀無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊。木質(zhì)纖維穩(wěn)定劑主要確保其吸油率、雜質(zhì)含量、通過(guò)率等指標(biāo)滿足要求。

2.5 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

生產(chǎn)配合比各檔熱料由集料冷料按目標(biāo)配合比的比例進(jìn)行摻配，經(jīng)瀝青拌和站烘干加熱后二次篩分，分為11～16、6～11、3～6、0～3 mm四檔集料，篩分試驗(yàn)后與礦料進(jìn)行混合摻配。根據(jù)圖表法及析漏、飛散試驗(yàn)，選定生產(chǎn)配合比最佳油石比6.0%；根據(jù)要求，1#級(jí)配以6.0%油石比、2#級(jí)配以5.9%油石比進(jìn)行馬歇爾、析漏等性能指標(biāo)驗(yàn)證。分析驗(yàn)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混合料空隙率、礦料間隙率、飽和度、穩(wěn)定度、動(dòng)穩(wěn)定度及析漏、飛散等指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)[3]。

3 SMA13瀝青混凝土上面層施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

下承層清理→黏層→混合料拌合、運(yùn)輸→混合料攤鋪→碾壓→監(jiān)理工程師驗(yàn)收→下一道工序。

3.2 黏層施工

以PCR型SBS改性乳化瀝青為宜，按照0.3～0.6 kg/m2的用量標(biāo)準(zhǔn)控制，灑布車勻速行駛，噴灑作業(yè)時(shí)密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)氣溫條件，在10 ℃以內(nèi)或遇大風(fēng)天氣時(shí)應(yīng)暫停灑布作業(yè)。對(duì)由施工人員補(bǔ)涂機(jī)械設(shè)備施工中形成的盲區(qū)，若存在黏層瀝青剝落的情況需取相同性質(zhì)的材料用于修補(bǔ)。

3.3 松鋪系數(shù)

取具有代表性的路段，檢測(cè)后確定松鋪系數(shù)，即1.20，將其作為上面層施工的松鋪系數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 瀝青混合料的拌和

在SMA-13上面層施工中，瀝青混合料對(duì)溫度較為敏感，不同施工階段的溫度控制要求各異，具體如表1所示。

表1 SMA-13上面層施工溫度表 單位：℃

以設(shè)計(jì)配比為準(zhǔn)，用安邁4000型瀝青拌和樓生產(chǎn)混合料。為避免裝載機(jī)誤上料的情況，提前在料斗的正面粘貼標(biāo)識(shí)，從源頭上規(guī)避誤操作現(xiàn)象[4]。為避免串料，在料斗的頂面用鋼板隔開(kāi)；組織多次試拌作業(yè)，對(duì)瀝青混合料的性能展開(kāi)分析，確定具體的拌和時(shí)間，正常情況下每盤(pán)生產(chǎn)時(shí)間控制在60～70 s，其中應(yīng)當(dāng)包含10 s的干拌時(shí)間。

3.5 混合料的運(yùn)輸

拌和站工作人員與施工現(xiàn)場(chǎng)人員取得聯(lián)系，確定合適的用料量，生產(chǎn)并由自卸車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。瀝青混合料的運(yùn)輸應(yīng)具有連續(xù)性，攤鋪機(jī)前等待卸料的車輛以5～6輛為宜，以免出現(xiàn)停機(jī)等料現(xiàn)象。

運(yùn)輸車輛運(yùn)行期間輪胎上易附著雜物，在駛?cè)氍F(xiàn)場(chǎng)前需在便道處的噴洗池內(nèi)清理干凈，確認(rèn)無(wú)誤后方可駛?cè)氍F(xiàn)場(chǎng)。混合料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后檢測(cè)溫度，開(kāi)始攤鋪時(shí)應(yīng)高于165 ℃。

3.6 混合料的攤鋪

SMA路面攤鋪宜采用非接觸式平衡梁，并盡量選用同一型號(hào)的攤鋪機(jī)，在開(kāi)始受料前在料斗內(nèi)涂刷少量防止黏料用的食用油，攤鋪前提前0.5～1 h通過(guò)隨機(jī)配置的專用加熱設(shè)備給瀝青攤鋪機(jī)的熨平板加熱，不低于100 ℃。攤鋪機(jī)必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?，以提高路面平整度，減少混合料的離析。攤鋪時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)械型號(hào)、螺旋葉片位置、振動(dòng)梁頻率、攤鋪速度等參數(shù)保證攤鋪質(zhì)量及初始?jí)簩?shí)度[5]。

3.7 混合料的碾壓

SMA混合料采用鋼輪壓路機(jī)初壓1～2遍、復(fù)壓2～4遍、終壓1遍的組合方式進(jìn)行碾壓。碾壓施工過(guò)程嚴(yán)格按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則進(jìn)行，并注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）在完成攤鋪工作之后應(yīng)及時(shí)碾壓，以確保路面的壓實(shí)度；（2）初壓、復(fù)壓工作區(qū)間嚴(yán)格分開(kāi)，降低壓路機(jī)工作區(qū)段長(zhǎng)度，保證在足夠溫度下進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，初壓溫度不低于150 ℃，復(fù)壓溫度不低于130 ℃，終壓溫度不低于90 ℃；（3）SMA面層施工禁止使用膠輪壓路機(jī)或組合式壓路機(jī)，以防止其輪胎將結(jié)構(gòu)內(nèi)部瀝青“泵洗”到路表面，使路表失去紋理和粗糙度[6]。

3.8 開(kāi)放交通

按前述流程依次完成攤鋪、碾壓等工作后，檢測(cè)SMA路面的路表溫度，溫度在50℃以內(nèi)且無(wú)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)方可開(kāi)放交通。若SMA路面有油汀，需從纖維添加量、添加時(shí)間等方面展開(kāi)分析，確定具體的成因，再將該部分油汀清理干凈，采取補(bǔ)救措施[7]。

結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，SMA路面出現(xiàn)油汀的成因主要有：實(shí)際用油量超出合理范圍；拌和效果差（時(shí)間不足、均勻性不足）；SMA混合料溫度超出合理范圍，導(dǎo)致內(nèi)部的改性瀝青出現(xiàn)老化現(xiàn)象；纖維的使用方式不合理，在混合料中缺乏均勻性；拌和站與施工現(xiàn)場(chǎng)的距離過(guò)遠(yuǎn)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸中導(dǎo)致混合料離析；攤鋪施工現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)性不足，導(dǎo)致攤鋪機(jī)等料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、瀝青離析等；碾壓方法不合理，如遍數(shù)過(guò)多、存在路面超壓現(xiàn)象等。因此應(yīng)多加注意以上問(wèn)題，嚴(yán)格控制每一施工環(huán)節(jié)質(zhì)量。

4 SMA-13瀝青混凝土上面層的施工注意事項(xiàng)

4.1 材料質(zhì)量控制

瀝青混合料出廠后需轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，但沿線運(yùn)輸環(huán)境復(fù)雜，需針對(duì)瀝青運(yùn)輸車采取保溫措施，例如覆蓋雙層帆布，此舉在減小瀝青混合料溫度流失的同時(shí)可有效避免外界雜物污染混合料。待運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后溫度至少需達(dá)到165 ℃，否則不滿足攤鋪施工對(duì)溫度的要求。在材料保管方面應(yīng)根據(jù)具體標(biāo)號(hào)分類存儲(chǔ)；針對(duì)液態(tài)瀝青，在轉(zhuǎn)運(yùn)、使用全流程中均要加強(qiáng)防水，以免因外界物質(zhì)的摻入而影響瀝青的純度。

4.2 攤鋪

在確定松鋪層厚度后需保證熨平板姿態(tài)的合理性，不可隨意調(diào)整，否則將影響實(shí)際松鋪厚度。攤鋪施工期間，若攤鋪厚度存在變化方可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適時(shí)調(diào)整，隨著攤鋪機(jī)的繼續(xù)前行，在達(dá)到1～2 m后方可再次測(cè)量，以明確攤鋪厚度的實(shí)際情況，若不達(dá)標(biāo)則再次調(diào)整，直至其滿足要求[8]。攤鋪過(guò)程中也需加強(qiáng)對(duì)橫向、縱向平整度的檢查，可利用3 m直尺完成此項(xiàng)工作。自卸車與攤鋪機(jī)間距控制在20～30 cm，在滿足此要求后指揮自卸車起頂卸料，期間嚴(yán)格控制料斗以及車輛整體的姿態(tài)，不可與攤鋪機(jī)發(fā)生碰撞，也不可將混合料卸至攤鋪機(jī)料斗外。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在交通運(yùn)輸量日益增加的背景下，需加強(qiáng)對(duì)公路建設(shè)質(zhì)量的控制，以便給車輛的運(yùn)行提供安全且舒適的環(huán)境。在高速公路工程中，SMA-13瀝青混凝土上面層為重要的結(jié)構(gòu)，但該處對(duì)施工技術(shù)水平提出較高的要求，易由于施工技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)此，工程實(shí)踐中全體人員必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，協(xié)調(diào)好材料、機(jī)械、人員三大生產(chǎn)要素，維持混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)的秩序性，以安全施工為前提，切實(shí)提高施工質(zhì)量。