五峰山過江通道公路八車道SMA瀝青上面層質量控制

胡文輝 李文濤

（1.江蘇省鎮江市港口發展集團有限公司， 江蘇 鎮江 212000；2.中交二公局第三工程有限公司， 陜西 西安 710016）

1 工程概況

五峰山過江通道公路接線工程是江蘇省“五縱九橫五聯”高速公路網規劃中的“縱三”組成部分，北接京滬高速（G2），南聯滬寧高速（G42），是京津地區和長三角地區間南北向最便捷的過江通道。項目的建設有利于進一步完善長三角地區和江蘇省公路網絡，對推動長江沿岸地區經濟社會快速發展，加快長江經濟帶建設均具有重要意義。主要的路面結構形式為：水泥穩定碎石底基層、水泥穩定碎石基層、水泥穩定碎石基層、粗粒式瀝青混凝土S下面層、中粒式瀝青混凝土中面層、改性瀝青瑪蹄脂碎石混凝土上面層。

2 配合比的優化

2.1 原材料控制

2.1.1 瀝青: 技術要求見下表。

表2-1 SBS改性瀝青技術要求

2.1.2 碎石: 碎石的壓碎值、針片狀含量等各項指標檢測結果均符合設計及規范要求，對不同類型碎石加以標記并分倉堆放。

2.1.3 粗集料：粗集料粒徑大于2.36mm

2.1.4 細集料：采用玄武巖細集料且各項指標符合要求。

表2-2 上面層細集料質量指標要求

2.1.5 礦粉：采用石灰巖堿性石料礦粉且各項指標符合下表要求。

表2-3 礦粉主要技術指標要求

2.1.6 木質素纖維：采用江蘇文昌有限公司生產的木質素纖維且摻加比例為瀝青混合料總質量的0.3～0.4，其技術指標應滿足下表要求。

表2-4 木質素纖維質量標準

通過0.425mm篩 65±10通過0.106mm篩 30±10

2.1.7 抗剝落劑：根據材料對瀝青的粘附性試驗確定是否能摻加抗剝落劑，其技術要求如下：

①密度：應與瀝青密度相當或相近；

②PH值：宜>7；

③凝固點：常溫下為液態，凝固點<0℃；

④粘附性能：玄武巖與瀝青混合后性能提高5級；

⑤殘留穩定度：瀝青混合料在163℃老化后，殘留穩定度≥85，凍融劈裂強度比≥80；

⑥保存時效：保證兩年以上。

2.1.8 檢測結果

①碎石及礦粉，見表2-7。

表2-5 各種礦料相對密度試驗結果

表2-6 瀝青及纖維密度試驗結果

表2-7 目標配合比礦料級配組合設計

②瀝青及纖維，見表2-9。

表2-8 瀝青混合料馬歇爾試驗結果

表2-9 析漏試驗結果

2.2 目標配合比優化

2.2.1 目標配合比設計

SMA-13S設計級配曲線圖

三種試驗級配曲線

2.2.2 標準馬歇爾試驗

采用3種油石比進行馬歇爾成型及穩定度試驗，級配B為設計級配，確定6.0%為設計油石比， 其對應的瀝青混合料特性如表2-11所示。

表2-10 飛散試驗結果

表2-11 浸水馬歇爾穩定度試驗結果

2.2.3 謝倫堡析漏試驗

控制溫度185±2℃，將混合料保溫1小時后進行析漏測試，試驗結果見表2-12。

表2-12 凍融劈裂試驗結果

2.2.4 肯塔堡飛散試驗

將成型的馬歇爾試件（雙面各擊實75次），采用洛杉磯磨耗試驗機旋轉300次進行飛散測試，見表2-13。

車轍試驗

2.2.5 浸水馬歇爾試驗，見表2-14。

表2-14 小梁彎曲試驗結果

2.2.6 凍融劈裂試驗，見表2-15。

表2-15 礦料配合比及設計油石比

2.2.7 車轍動穩定度試驗

表2-16 生產配合比礦料級配組合設計

2.2.8 低溫抗裂性試驗，見表2-18。

表2-17 生產配合比不同油石比馬歇爾試驗結果

表2-18 最佳油石比條件下浸水馬歇爾試驗

2.2.9 目標配合比設計結論

結合配合比設計報告，確定礦料配合比及設計油石比，見表2-19。

表2-19 析漏試驗結果

2.3 生產配合比確定

2.3.1 生產配合比篩分結果

目標、生產配合比級配對照圖

表2-20 生產配合比設計結果

2.3.2 瀝青用量的驗證

根據生產配合比設計過程的要求，采用 5.7、6.0、6.3 三種油石比馬歇爾擊實試驗，試驗結果如表 2-22 所示。

根據 SMA 路面設計要求，空隙率應控制在 3-4.5%。本次油石比為6.0%時空隙率為 4.0%，其它指標（VMA、VCAmix、穩定度、飽和度等）均滿足設計要求，故選定最佳油石比為 6.0%。

2.3.3 抗水損害試驗

為驗證瀝青混合料的抗水損害性能，進行浸水馬歇爾試驗，試驗結果見表 2-23。試驗結果滿足技術要求。

2.3.4 謝倫堡析漏試驗（燒杯法）

試驗條件：試驗溫度 185±2 ℃，將混合料保溫 1 小時后進行析漏測試。

2.3.5 設計結論

2.4 瀝青混合料控制

在前期生產配合比調試成功基礎之上，進行拌合樓的試拌。拌合樓所設定熱料倉比例為 4#倉：3#倉：2#倉：1#倉：礦粉=40.5%:33.0%:3.0%:13.0%:10.5%，設計油石比為6.0%，在試驗室進行取樣并抽提、馬歇爾擊實試驗,通過試拌混合料試驗，其結果表明生產配合比所調試的混合料滿足要求，可作為后期攤鋪的依據。

3 瀝青混合料拌和運輸工藝控制

3.1 ①分類堆放并標記集料，并將礦粉裝入儲料罐；

②按照試驗室配合比進行拌和生產；

③拌和過程逐盤記錄打印各參數；

④混合料的拌和具體時間按試拌確定時間。材料向拌缸投放順序應為：集料→瀝青→粉料；

⑤每班開機前需對設備進行檢查，重點檢查振動篩。開機后，需對熱料溫度檢測，同時檢查拌和機的工作情況；

⑥混合料出廠對表觀質量及出料溫度進行檢測，確保混合料均勻一致、無花白料、無結團成塊或粗細集料離析現象；

⑦瀝青混合料逐車檢測出廠溫度，并簽發一式三份的運料單；

⑧瀝青拌和樓安裝智能化網絡遠程控制管理系統，對混合料拌和油石比、配合比、出料溫度進行實時監控；

⑨冷料倉防止串料、斷料。

⑩拌合溫度控制要求。

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混合料拌和

設定生產配合比

3.2 混合料運輸控制

①攤鋪前，機械部安排專人檢查運輸車輛的完好情況，確保各種設備運轉正常，并對車箱進行徹底清洗并隨后涂1 : 3的油水混和物，確保無油水積聚在車底；運輸車輛需采用大噸位自卸車（35T以上）運輸。

②在運輸車量側面中部設專用測溫孔，孔口距車廂底部30cm，孔深15cm。

③裝車時車輛前后移動，分三次裝料，順序為前-后-中，成品字形，避免混合料離析，并對混合料進行人工覆蓋加厚棉被與篷布。

④車輛到達施工現場，有專人指揮在指定地點掉頭，測量登記場溫度、噸位、出廠時間及到場時間。

⑤設專人進行安全管制，確保道路運輸暢通、運輸安全、施工現場安全、有序，在運輸過程中保證道路不揚塵，做到文明施工。

料車保溫措施

料車保溫措施

4 瀝青混合料攤鋪工藝控制

1、攤鋪機梯隊作業

上面層攤鋪采用寬4.75m、7.5m和6.5m攤鋪機梯隊作業，4.75m攤鋪機靠中分帶在前、7.5m攤鋪機在中間、6.5m攤鋪機靠路肩在后（保證熱接縫在標線處），兩臺攤鋪機重疊控制5-10cm，勻速進行攤鋪。

2、攤鋪機螺旋布料器前擋板安裝耐高溫橡膠擋板，擋板下沿與下承層距離宜為1～3cm。攤鋪機熨平板拼接緊密，無錯臺、縫隙；螺旋布料器主吊臂兩側應加裝反向葉片；對混合料進行均勻布料。

3、攤鋪機就位后，應先預熱30～60min，使熨平板的溫度不低于100，保證攤鋪機起步時熨平板不拉毛。調整熨平板高度，在下面薄鋼板，墊板長寬宜為50×20，墊板數量宜不少于4組。

4、螺旋布料器內混合料表面宜略高于螺旋布料器2/3，使擋板前混合料的高度保持一致，避免攤鋪層出現離析現象；

5、攤鋪機在開始受料前應在料斗內涂刷少量的隔離劑。

6、攤鋪機起步前宜先將螺旋布料器倉內布滿混合料，使熨平板受熱3～5min再起步，減少拖痕；

7、攤鋪必須緩慢、均勻、連續，并勻速推進；攤鋪機熨平板的振動頻率和夯錘的振搗頻率應使混合料鋪筑后的初始壓實度在80%以上。

8、在未經碾壓的混合料表面，禁止踩踏，若出現局部離析等特殊情況時需在技術人員指導下進行局部修整。

9、在攤鋪過程中，輕微的離析采用人工補撒細料處理；離析較嚴重的地方，應更換混合料；

10、攤鋪后的混合料應及時碾壓，若不能及時碾壓或遇雨時，應立即停止攤鋪。

11、每天攤鋪結束后，攤鋪機應停放在防污油布上，及時檢查、清理設備；

12、在施工過程中，防止污染路緣石、中分帶及路肩等結構物，需設置防污染措施；宜在中分帶設置臨時人行通道；

13、攤鋪現場應擺放安全警示標志，攤鋪現場應配備垃圾桶，收集垃圾。

14、攤鋪過程中注意事項

①攤鋪機開始應先打滿料，并預熱3-5分鐘熨平板再開始，可以有效避免拉痕現象產生，如攤鋪過程有油斑時可采用人工處理。

②如若出現輕微離析，則采用人工補撒辦法處理；離析較嚴重的地方，則需更換混合料。

③攤鋪過程中，需要對松鋪厚度由專人進行檢查，如發現松鋪厚度不符合要求，應立即通知現場施工技術人員進行調整，直至符合要求為止。

④未經碾壓的混合料表面不準隨意進行踩踏和修補，特殊情況下允許在現場施工技術人員的指導下進行局部的整修。

⑤在攤鋪過程中，要做到不間斷連續攤鋪，如遇吃飯時間，分批輪換交替進行。

⑥攤鋪機起步時熨平板仰角的調整要與松鋪厚度相吻合，避免出現攤鋪面偏高或偏低的起伏形成波浪，影響攤鋪質量。

⑦兩攤鋪機之間距離在10m之內，縱向接縫處可通過調整搭接寬度、擋板高度接平，避免明顯的縱向縫痕，另外派有專門人員用木耙處理縱縫。

⑧攤鋪過程中禁止每車料卸完收斗，最好3-4車收一次，這樣便可減少離析現象。

⑨運料車在攤鋪機前方10～30cm處停車，由攤鋪機輔助推動卸料車，料車起頂時控制進度，控制卸料速度與攤鋪機速度相協調。

⑩攤鋪過程中要隨時觀察初壓效果，避免影響邊部壓實效果，要人工及時處理。

□攤鋪過程中派有專人進行攤鋪過后廢料清理。

□攤鋪遇雨需立即停止施工。

15、施工溫度控制

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攤鋪厚度測量

到場溫度檢測及記錄

攤鋪機梯隊作業

5 瀝青混合料碾壓工藝控制

5.1 碾壓方案

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5.2 碾壓速度（km/h）

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3、混合料攤鋪后立即進行壓實作業。碾壓段落的長度控制為20～30m。

4、在鋼輪壓路機碾壓過程中,采用潔凈的可飲用水作為隔離劑,具體用量應使鋼輪表面濕潤不黏輪為度。不得在新鋪層上停機、加水、加油、掉頭，以防各種油料、雜質污染路面。壓路機不得停在剛鋪完未冷卻的路面上。

5、碾壓過程折回處不能在同一橫斷面，在已成型的路面上行駛壓路機應關閉振動。

6、壓路機應配套先進，有足夠數量。現場設專人指揮碾壓，并設置明顯的初壓、復壓、終壓標志。

7、碾壓時應將驅動輪朝向攤鋪機，以此避免涌包的出現；碾壓路線及方向不應突然改變。

8、碾壓過程中溫度控制。

碾壓溫度控制要求

碾壓

防污染措施

小壓路機對邊部壓實

人工補空隙

6 施工縫處理措施

縱縫處理：梯隊作業采用熱接縫，預留10-20cm寬度作為后攤鋪基準面，以消除縫跡。不能熱接縫時，采用切割機切縫，鋪另半幅時必須將邊緣清掃干凈，并涂少量粘層油，攤鋪的重疊在已鋪層上5-10cm，攤鋪后人工將多余的混合料清理，碾壓時先在已鋪層行走，碾壓新鋪層10-15cm，然后壓實新鋪部分，充分將接縫碾壓密實。對于路面將產生的縱向冷接縫,應在混合料尚未完完全冷卻前用鎬刨除邊緣留下毛茬的方式,不宜在冷卻后用切割機切割作縱向接縫。上、下層縱縫位置應橫向錯開15cm(熱接縫)以上或30-40cm(冷接縫)。

橫向接縫：橫向施工縫全部采用平接縫。原路面必須采用切割機切除并形成垂直的接縫面,涂抹SBS改性乳化瀝青；繼續攤鋪時,斷面部分需保持干燥，熨平板應從接縫處起步攤鋪；當接縫碾壓后完畢再進行縱向碾壓新鋪面層。上、下層橫縫應錯開1m以上。當天碾壓完畢后,壓路機應在未鋪新面層的下臥層上過夜，第二天，壓路機重新開回新施工面層，繼續攤鋪瀝青混合料。

7 檢查結果

檢測嚴格按照《江蘇省高速公路標準化施工指南》、《江蘇省高速公路瀝青路面施工技術規范》【DB32/T1087-2008】、《公路工程質量檢驗評定標準》及設計文件的要求進行檢查。室內試驗：抽提、浸水馬歇爾、車轍試驗；施工現場：滲水、壓實度、厚度、平整度、構造深度、擺式摩擦系數等技術指標進行檢測，均滿足要求。

抽提結果?浸水馬歇爾穩定度檢測結果

油石比 浸水馬歇爾穩定度 流值 殘留馬歇爾穩定度 附注5.99 9.27 43.1 92.3要求-- ≥85馬氏壓實度檢測結果項目 要求 實測結果 備注98.9 99.0 99.2 99.4 99.5 99.4 99.9 99.8 100.2 100.2 100 100.1 99.7 100.1馬氏壓實度 ≥98%100 100.3 100.3 100 99.9合格理論壓實度檢測結果項目 要求 實測結果 備注95.0 95.1 95.1 95.5 95.6 95.6 96.0 96.3 96.2 96.1 96.2 95.8 96.2 96.1理論壓實度 94～96.5 96.3 96.1 96.0 95.9 96.4合格厚度檢測結果項目 要求 實測結果（mm） 備注36/105 38/103 42/108 44/117 43/111 41/109 37/103 39/105 37/106 38/108 40/112 40/118 41/115 42/109厚度上面層厚度40/總厚度105（mm） 39/108 38/105 40/106 38/104 41/107合格滲水率檢測結果項目 要求 實測結果 備注4 3 3 4 1 5 2 9 0 8 0 2 0 2滲水率 ≤50mL/min 1 6 3 7 2合格構造深度、擺式摩擦系數、平整度及外觀檢查結果構造深度 0.7-1.1 0.98、0.99、1.01、0.98、0.95、0.95、0.94 合格擺式摩擦系數 ≥54 70、70、73、73、72、75、78、72、70、73 合格平整度 ≤0.8行車道1: 0.64、0.59、0.50、0.49、0.65、0.62、0.51、0.62、0.70行車道2： 0.70、0.55、0.59、0.52、0.57、0.65、0.74、0.61、0.71行車道3: 0.60、0.67、0.50、0.62、0.67、0.50、0.49、051、0.54超車道： 0.62、0.58、0.70、0.65、0.65、0.64、0.64、0.67、0.68合格外觀 鋪面均勻；無碾壓輪跡、油丁、泛油、積水等現象；接縫處無明顯痕跡；

8 結束語

五峰山過江通道公路項目通過研究和控制瀝青面層施工的工藝和精細化施工措施，使得施工質量有了大幅度的提升，各項指標檢測全部合格。有效降低道路的維修養護成本并延長道路的使用壽命，同時也為我們國家正在研究推廣“未來高速、智慧高速”奠定了基礎。