解析改性瀝青SMA混合料橋面鋪裝質(zhì)量控制要點

文／陳小龍 廣州工程總承包集團有限公司 廣東廣州 510000

引言：

橋面鋪裝就是為了保護橋面板和分布車輪的集中荷載，而用瀝青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護層。目前國內(nèi)外以瀝青混凝土面層鋪裝為主。

瀝青混凝土面層主要用于快速路、主干路等各種路面工程，使用年限為15年左右，屬于柔性高級路面。道路面層直接同車輪和大氣相接處，承受行車荷載引起的水平力、豎向力和沖擊力的作用，同時又受雨水的侵蝕作用和溫度變化的影響，故對面層有著較高的要求。改性瀝青SMA混合料路面具有較好的水穩(wěn)性、高溫抗車轍、低溫抗裂、耐磨、耐久等性能，使車輛行駛更安全、舒適、經(jīng)濟。

1、工程概況與特點

1.1 工程概況

蘇州中環(huán)快速路是蘇州市加快推進“一核四城”建設(shè)的重大城建工程，也是進一步完善城市基礎(chǔ)交通功能、促進區(qū)域經(jīng)濟推進社會快速發(fā)展的重大民生工程。中環(huán)快速路途經(jīng)蘇州高新區(qū)、工業(yè)園區(qū)、相城區(qū)和吳中區(qū)，大致走向為東起園區(qū)星華街，穿過陽澄湖，北至相城太陽路，西到新區(qū)金楓路，往南從繞城高速東山出口，與繞城高速共線后，由車坊互通折向星華街。全線長約112.2公里，工程總投資約220億元。其中園區(qū)段長約17.1公里。

圖1 蘇州中環(huán)快速路規(guī)劃圖

主線采用雙向6車道高架橋、隧道、地面道路等形式，設(shè)計車速80km/h，以高架橋為主，全線設(shè)太陽路、春申湖、寶帶路、車坊等互通27處，局部路段根據(jù)需要設(shè)置輔路，設(shè)計車速40～60km/h。路面工程包含地面道路、主線及匝道橋橋面鋪裝、相交道路交叉口渠化改造等，主要結(jié)構(gòu)形式及材料為：4cmSMA-13（SBS改性瀝青）上面層、6cmSup-20（SBS改性瀝青）下面層、防水粘結(jié)層及水泥混凝土調(diào)平層。

1.2 分項工程特點

本工程設(shè)計均采用SBS改性瀝青，上面層為改性瀝青SMA混合料。SMA混合料是一種由瀝青、礦粉、碎石及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級配的礦料骨架中所形成的混合料（瀝青多、礦粉多、粗集料多、細集料少）。改性瀝青SMA混合料具有特別好的高溫抗車轍、低溫抗裂抗變形和水穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，且構(gòu)造深度大，抗滑性能好，耐老化、耐久性等路面性能都有較大提高。

2、材料

2.1 瀝青及集料

設(shè)計均采用SBS改性瀝青，其性能符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ1-2008的規(guī)定；瀝青面層的粗集料應(yīng)采用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈的碎石、礫石、破碎礫石，應(yīng)無風(fēng)化顆粒、近立方體顆粒，粒徑大于2.36mm。上面層采用玄武巖、輝綠巖等滿足上面層指標要求的碎石，下面層采用石灰?guī)r等堿性石料，嚴格控制集料中細長型、扁平顆粒型集料含量和含泥量，確保粗集料的質(zhì)量；細集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)并有適當(dāng)級配的0-2.36mm機制砂，優(yōu)先選用石灰?guī)r巖質(zhì)，當(dāng)條件限制時可選用玄武巖、輝綠巖等其他基性巖質(zhì)，不得選用酸性巖質(zhì)，也不能采用山場的下腳料。

2.2 礦粉填料

礦粉填料必須用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除盡。礦粉應(yīng)干燥、潔凈，始終保持干燥不起團，能從礦粉倉自由流動，拌合機的回收粉塵不得作為填料使用。

2.3 纖維穩(wěn)定劑

宜使用木質(zhì)素纖維，不宜使用石棉纖維，應(yīng)在250℃高溫條件下不變質(zhì)。木質(zhì)素纖維技術(shù)要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ1-2008有關(guān)規(guī)定。

3、施工控制要點

3.1 攤鋪前施工準備

3.1.1 基層及防水要求

瀝青混凝土鋪裝前應(yīng)對橋面進行檢查，橋面應(yīng)平整、粗糙、干燥、整潔無雜質(zhì)。本工程采用復(fù)合式橋面鋪裝工藝（上層為改性瀝青橋面鋪裝，下層為水泥混凝土橋面鋪裝）。

水泥混凝土鋪裝調(diào)平層采用桁架式振搗梁或混凝土攤鋪機振動提漿機施工（使用前需經(jīng)試驗調(diào)整相應(yīng)跨度下起拱度），其強度、厚度、平整度及表面粗糙度要求極為嚴格。橋面調(diào)平層施工鋼筋網(wǎng)尺寸規(guī)格及保護層需格外注意，板面上保護層宜小不宜大（鋼筋網(wǎng)必須嚴格標準墊塊墊起，以控制板面保護層為主防裂，尤其高溫天施工）；砼澆筑前充分對橋面進行濕潤，澆筑過程中需連續(xù)不間斷，安排專人進行平整度及標高的復(fù)核；澆筑振平后1～3h內(nèi)進行三遍收面（收面采用專用滾動平臺）并拉毛；拉毛后立即用塑料薄膜進行覆蓋養(yǎng)護，收面、拉毛、覆蓋養(yǎng)護流水作業(yè)，必須連續(xù)及時，防止因失水造成橋面開裂。

防水層施工應(yīng)在基層混凝土強度達到設(shè)計強度80%以上、平整度檢查小于或等于1.67mm/m、表面粗糙度（宜采用拋丸打磨）、含水率等基層驗收合格后方可施工。采用油石同步封層車施工，均勻噴灑于橋面。

3.1.2 后場控制

（1）瀝青混合料拌和應(yīng)嚴格按照設(shè)計配合比精確計量、精準控溫、拌和均勻。改性瀝青混合料生產(chǎn)溫度應(yīng)根據(jù)改性瀝青品種、粘度、氣候條件、鋪裝層厚度確定。本項目為SBS改性瀝青，其正常生產(chǎn)溫度范圍如下表1：

表1

（2）改性瀝青混合料宜采用間歇式拌合設(shè)備進行生產(chǎn)，拌合時間根據(jù)具體情況經(jīng)試拌確定，集料必須要被瀝青均勻包裹、不得露白。間歇式攪拌機每盤的攪拌周期不宜少于45s，其中干拌時間不宜少于5～10s。添加纖維的瀝青混合料，纖維必須在混合料中充分分散，拌合均勻。SMA混合料的拌合時間應(yīng)適當(dāng)延長。拌和過程中應(yīng)嚴格控制溢料、等料等現(xiàn)象。混合料運輸過程中，應(yīng)保證混合料的溫度和均勻性。

（3）拌合站的拌合生產(chǎn)能力應(yīng)與攤鋪機攤鋪速度相適應(yīng)，拌合應(yīng)略有富余，不得供不應(yīng)求。

（4）改性瀝青混合料的貯存時間不宜超過24h，改性瀝青SMA混合料只限當(dāng)天使用。

3.1.3 混合料的運輸

混合料宜采用大噸位運料車運輸，運料車的運力應(yīng)稍有富裕。按已批準的施工方案安排運輸和布料。裝車前應(yīng)對運料車車廂板均勻噴灑一薄層隔離劑或防粘結(jié)劑；裝料時應(yīng)多次挪動汽車位置，平衡裝料，以減少混合料離析；裝料完成后及時用篷布覆蓋保溫、防雨防污染；運輸至現(xiàn)場后檢查到場溫度（一般在車廂側(cè)面小孔插入水銀溫度計，注意盡可能插深些，所測溫度通常比實際平均溫度低3～6℃。當(dāng)對所測溫度有異議時可到車頂進行復(fù)測）符合要求且至少已有5輛運料車排隊等候時方可開始攤鋪作業(yè)，攤鋪時運料車倒退至攤鋪機前100～300mm處掛空擋等候，待攤鋪機緩緩頂推前進并逐步卸料，避免撞擊攤鋪機；運料車卸料必須倒凈、及時清理車廂板上的剩料，防止硬結(jié)。攤鋪過程中攤鋪機前應(yīng)有足夠的運料車等候，保證連續(xù)攤鋪。

3.2 混合料攤鋪施工

3.2.1 攤鋪

該改性瀝青混合料攤鋪采用非接觸式平衡梁履帶式攤鋪機攤鋪。采用多機連鋪，標準路段采用兩臺機械錯開攤鋪，前后錯開10～20m呈梯隊方式同步作業(yè)攤鋪，兩幅之間應(yīng)留有30～60mm寬度搭接，接縫應(yīng)避開車道輪跡帶。匝道段由兩臺攤鋪機呈梯隊同步攤鋪，加寬段由四臺攤鋪機呈梯隊同步攤鋪。下面層攤鋪前防水應(yīng)驗收合格，上面層攤鋪當(dāng)天應(yīng)及時噴灑粘層油（如連續(xù)攤鋪可不設(shè)粘層油）。

圖2 多機連鋪梯隊作業(yè)圖

（1）受料前首先將攤鋪機運至起點里程并調(diào)正位置，然后按照施工前試驗段所取得的參數(shù)換算松鋪厚度鋪放墊木（墊木是機械攤鋪厚度的標準，置于熨平板下前端對齊，墊木頂面高程相對應(yīng)為該點設(shè)計路面高程相應(yīng)本層的虛鋪厚度，應(yīng)實測墊木頂面高程，不合格時更換墊木以滿足要求）最后在受料斗處均勻涂刷薄層隔離劑或防粘結(jié)劑，預(yù)熱攤鋪機熨平板使其不低于100℃后受料。

（2）起始段攤鋪應(yīng)低速進行，及時檢查平整度及標高，此時容易出現(xiàn)混合料離析、拖痕等現(xiàn)象，及時調(diào)整機械并對已攤鋪段人工補料修整（盡量減少人工反復(fù)修整）。

（3）攤鋪瀝青混合料應(yīng)均勻、連續(xù)不間斷，不得隨意變換攤鋪速度或中途停頓。待攤鋪機攤鋪正常后攤鋪速度宜控制在1～3m/min，嚴格控制攤鋪速度，以減少瀝青混合料的離析、提高路面平整度。

（4）攤鋪機螺旋布料器轉(zhuǎn)動速度與攤鋪速度應(yīng)保持均衡，布料器兩側(cè)應(yīng)保持有不少于布料器2/3高度的混合料。當(dāng)發(fā)現(xiàn)攤鋪料表面有明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕、梅花等現(xiàn)象時應(yīng)分析原因及時消除。

（5）攤鋪過程中由專人用帶刻度鋼釬檢查攤鋪厚度（虛鋪系數(shù)1.2，下面層虛鋪控制7.2cm，上面層虛鋪4.8cm）及水銀溫度計檢查攤鋪溫度（攤鋪溫度不低于160℃）。隨著攤鋪作業(yè)的推進需及時督促修復(fù)被臨時損壞的防水層及清理灑落的廢料，使攤鋪作業(yè)順利進行，避免安全質(zhì)量隱患發(fā)生。

（6）每班組攤鋪結(jié)束時盡量選擇施工縫在伸縮縫位置，多臺攤鋪機應(yīng)前后拉平成同一道施工橫縫，在結(jié)束端底部一米內(nèi)鋪薄層黃沙隔離，結(jié)束后用3m直尺檢查平整度符合要求后拉線切割（直接茬）去除端部不平整未壓實部分。

3.2.2 碾壓

碾壓是瀝青路面施工的核心工序，壓實度與厚度是關(guān)鍵。碾壓施工應(yīng)配備足夠數(shù)量、狀態(tài)完好的壓路機，選擇合理的壓路機組合方式，根據(jù)已攤鋪混合料溫度嚴格控制初壓、復(fù)壓、終壓時機。本項目施工要求配備4～6臺雙鋼輪壓路機（可振動）、兩臺輪胎壓路機組合碾壓。要求專人負責(zé)對初壓、復(fù)壓、終壓舉牌劃段并確認碾壓遍數(shù)，使攤鋪碾壓井然有序得進行。

上面層改性瀝青SMA混合料攤鋪碾壓溫度控制是前提。本次瀝青施工期間日平均氣溫13℃左右，雖然現(xiàn)場混合料到場溫度控制在165～175℃之間，攤鋪溫度166℃左右，較為理想，但是攤鋪后溫度驟降（4cm面層，實測攤鋪后溫度150℃左右，溫度降達到14～17℃）致使碾壓溫度成為控制難點。為此項目部要求：攤鋪時間安排9:00～17:00氣溫較高時段；混合料出場溫度走上線；運輸覆蓋措施、路況了解及與交警溝通等措施要到位；到場后盡快攤鋪，攤鋪過程中以解開車箱后門處綁帶可以落料為度，不得掀開車上所覆蓋的篷布；初壓緊跟攤鋪機碾壓，最大限度地縮短初壓區(qū)段，盡可能減少溫度損失以滿足壓實要求。

（1）壓路機碾壓速度控制如下表2：

表2 壓路機碾壓速度（km/h）

（2）初壓混合料溫度不得低于150℃，采用兩臺雙鋼輪壓路機緊跟攤鋪機靜壓2遍（可前進靜壓后退振動），壓路機驅(qū)動輪面向攤鋪機從外側(cè)向中心碾壓。（梯隊攤鋪縱向需留150mm左右寬熱接縫暫不碾壓，后面攤鋪機攤鋪后跨縫碾壓。初壓應(yīng)保持較短的初壓區(qū)段，下面層要求控制在60m左右但最長不大于80m，上面層要求控制在30m左右最長不大于60m）。

（3）復(fù)壓應(yīng)緊跟初壓進行，下面層采用兩臺輪胎壓路機碾壓5～6遍，選用總質(zhì)量為26t的重型輪胎壓路機碾壓，相鄰碾壓帶重疊1/3～1/2輪寬，速度隨碾壓遍數(shù)及壓實效果由慢至快碾壓，不宜過快。上面層禁止使用輪胎壓路機碾壓，采用三臺雙鋼論振動壓路機碾壓6～8遍。振動壓路機應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。

（4）終壓應(yīng)緊跟復(fù)壓后進行，選用1～2臺雙鋼輪壓路機碾壓，碾壓2～3遍至無明顯輪跡為止，終了表面溫度不得低于90℃。終壓區(qū)段宜適當(dāng)放長、速度較快，以表面收光、平整、平順為目的。

（5）為防止粘輪，壓路機在碾壓過程中需向碾輪噴灑添加少量活性劑的霧狀水，嚴禁刷柴油。如發(fā)現(xiàn)機械有漏油現(xiàn)象需及時處理，不得漏于瀝青路面上。壓路機在未碾壓完成的路面上不得隨意轉(zhuǎn)向、掉頭、加水或停留。

3.2.3 接縫處理

在施工中盡量控制減少接縫的產(chǎn)生，但不可避免的總會有橫縫或縱縫出現(xiàn)。為滿足高速、舒適、安全的行車需要，因而路面接縫必須緊密、平順。本工程要求所有橫縫均為熱接縫或垂直的平接縫，縱縫全部為熱接縫。（混合料為改性瀝青混合料，冷卻后接縫堅硬難處理，故要求盡量避免冷接縫）。

（1）橫縫大多為冷接縫，采用專用切縫機劃線切割（攤鋪成型后馬上切除）為垂直平接縫，及時清除切割時留下的泥水，干燥后涂刷粘層油，攤鋪新料時接茬處敷設(shè)新料軟化后先橫向碾壓穩(wěn)定后再縱向充分壓實、連接平順。上下層橫縫應(yīng)錯開至少1m，采用3m直尺檢查平整度符合要求方可進行后續(xù)攤鋪作業(yè)。

（2）縱縫盡可能采用熱接縫，上下層應(yīng)錯開150mm以上（一般推薦150mm～300mm）。接縫處碾壓時已完成側(cè)預(yù)留100～200mm寬暫不碾壓，作為后續(xù)攤鋪基準面，后續(xù)攤鋪后跨縫碾壓密實。

3.3 檢測及開放交通

攤鋪結(jié)束應(yīng)做好成品保護，封閉出入口禁止無關(guān)車輛駛?cè)耄ㄈ缣厥馇闆r需要施工車輛通行，則可灑水冷卻或自然降溫至路面低于50℃后方可開放交通）應(yīng)及時組織第三方檢測單位對現(xiàn)場壓實度、面層厚底、抗滑構(gòu)造深度、滲水性、平整度等進行檢測，檢測驗收合格后方可交接進行后續(xù)伸縮縫等附屬設(shè)施施工。

結(jié)語：

交通是一個城市、一個國家發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著交通流量急劇增大，貨運車輛軸重不斷增加，普遍實行分車道單向行駛，對路面工程質(zhì)量及路面性能有了更進一步的要求。現(xiàn)隨著經(jīng)濟的發(fā)展改性瀝青SMA混合料路面在橋梁等重點工程中得到普遍的應(yīng)用，顯現(xiàn)出較好的高溫抗車轍、低溫抗裂、耐磨、耐久等性能，將成為普通瀝青路面的替代品，瀝青路面的主力軍。