SMA瀝青混凝土路面的配合比設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制措施

王 超

（江蘇瑞騁工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，江蘇 宿遷 223800）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，重載交通占比越來(lái)越高，SMA（瀝青瑪碲脂碎石混合料）瀝青混凝土路面的應(yīng)用也日益增多。SMA以其優(yōu)良的抗車轍性能和抗滑性能而廣泛應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)的施工中。在使用SMA瀝青混凝土進(jìn)行路面施工時(shí)，為了保障路面的性能，施工單位應(yīng)對(duì)SMA瀝青混合料的配合比進(jìn)行控制，并采取相應(yīng)的措施對(duì)各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進(jìn)行管理。某公路工程項(xiàng)目其總長(zhǎng)為6.7km，SMA瀝青混合料面層厚度為4cm。本文主要對(duì)該SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制情況進(jìn)行分析。

1 SMA瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

1.1 高溫穩(wěn)定性較好

在對(duì)SMA瀝青混合料進(jìn)行配制時(shí)，其間斷級(jí)配粗集料占比通常大于70%，在壓實(shí)施工后，各粗集料之間會(huì)發(fā)生嵌擠作用，從而使路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)一步提高。與此同時(shí)，高溫環(huán)境下，由于粗集料之間的嵌擠作用，抵抗能力并不會(huì)隨之降低，所以高溫穩(wěn)定性較好。

1.2 低溫抗裂性較好

相較于其他混合料，SMA瀝青混合料中礦粉和瀝青含量相對(duì)較多，通常礦粉含量為8%~12%，油石比為5.5%~6.0%。因此，在低溫季節(jié)施工時(shí)，使用SMA瀝青混凝土進(jìn)行施工可以使路面的低溫抗裂性進(jìn)一步提高。

1.3 防水性能較好

在SMA瀝青混合料配制過(guò)程中，雖然其骨料級(jí)配為間斷級(jí)配，但是配制過(guò)程中需使用大量纖維穩(wěn)定劑、礦粉以及瀝青，其骨料之間的空隙率相對(duì)較低，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)可知，其空隙率通常為4%，因此，路面具有較好的防水性能。

1.4 抗滑性能較好

在對(duì)SMA瀝青混合料進(jìn)行配制時(shí)，所使用的骨料通常具有耐磨、堅(jiān)硬的特點(diǎn)，且由于其粗骨料含量相對(duì)較高，因此，在壓實(shí)之后，路面抗滑性能較好。

1.5 抗老化性能較好

由于SMA瀝青混合料空隙率相對(duì)較低，因此，其內(nèi)部瀝青與空氣接觸相對(duì)較少，不易老化[1]。

2 SMA瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

（1）SMA對(duì)粗集料質(zhì)量的要求很高，必須使用堅(jiān)韌的、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料（推薦使用玄武巖、輝綠巖等）。同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制粗集料的顆粒形狀、針片狀含量等指標(biāo)。該工程所使用的碎石為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的玄武巖。

（2）該工程所使用的瀝青為SBS改性瀝青。

（3）抗剝落劑用量為0.3%瀝青用量，木質(zhì)素纖維用量為混合料總量的0.3%。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

（1）初選級(jí)配。施工單位應(yīng)以SMA路面的工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍為依據(jù)，計(jì)算SMA的礦料級(jí)配。在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)，初步計(jì)算得到上、中、下3種初試級(jí)配，3種級(jí)配的4.75mm通過(guò)率分別為中值、中值±3%，礦粉比例數(shù)量應(yīng)相同，使混合料0.075mm通過(guò)率為10%。其4.75mm篩孔通過(guò)率分別為23.3%、27.2%、29.2%，表1為3種級(jí)配組成，同時(shí)分別測(cè)定3種級(jí)配的VCADRC見(jiàn)表2。按初試油石比為5.9%制作馬歇爾試件，測(cè)定VCAmix及VMA等指標(biāo)，在滿足VCAmix16.5%的基礎(chǔ)上確定級(jí)配，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表1 3種級(jí)配組成

表2 VCADRC測(cè)試結(jié)果

表3 初試級(jí)配的體積分析

從3組初試級(jí)配的試驗(yàn)結(jié)果得出級(jí)配A和級(jí)配B符合VCAmix16.5%的要求，其中級(jí)配B的4.75mm篩孔的通過(guò)率較大且VMA較大，因此選擇級(jí)配B為設(shè)計(jì)級(jí)配。

（2）最佳瀝青用量確定。依據(jù)所選擇的級(jí)配B和初試油石比5.9%試驗(yàn)的空隙率，分別制備油石比為5.6%、5.9%、6.2%的試件，并進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，得到如表4的試驗(yàn)結(jié)果。

表4 級(jí)配B中不同油石比的混合料馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)

對(duì)表4數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)油石比為5.9%時(shí)，飽和度、穩(wěn)定度、VCA以及VMA等指標(biāo)符合規(guī)范要求，空隙率為3.8。在該工程施工過(guò)程中，存在軸載重、交通量相對(duì)較大等特點(diǎn)，因此，最佳油石比應(yīng)為5.9%。

2.3 檢驗(yàn)混合料的性能

按所確定的配合比拌制瀝青混合料并進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 SMA混合料配合比設(shè)計(jì)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

3 施工質(zhì)量控制措施

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工單位應(yīng)對(duì)下承層進(jìn)行處理，確保其滿足上面層攤鋪要求，與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)下承層進(jìn)行清理，在攤鋪施工前，應(yīng)將改性乳化瀝青黏層油噴灑在表面[2]。

（2）施工單位應(yīng)對(duì)機(jī)械性能進(jìn)行檢查，確保其能正常使用。

3.2 拌和質(zhì)量控制

（1）應(yīng)對(duì)礦料級(jí)配和油石比進(jìn)行控制，并以設(shè)計(jì)文件要求為依據(jù)，對(duì)瀝青混合料進(jìn)行取樣檢查。

（2）應(yīng)對(duì)集料和瀝青的出料、加熱溫度進(jìn)行控制，確保其符合要求。

（3）應(yīng)對(duì)各盤(pán)拌合料的礦料和瀝青計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行打印和校核，且應(yīng)以配合比設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，對(duì)施工誤差進(jìn)行控制。

（4）在施工拌合之前，應(yīng)對(duì)各設(shè)備進(jìn)行檢查，并嚴(yán)格核對(duì)各計(jì)量裝置的精準(zhǔn)性。

3.3 運(yùn)輸質(zhì)量控制

（1）在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)對(duì)運(yùn)輸路線進(jìn)行合理選擇，且應(yīng)以攤鋪速度為基礎(chǔ)，對(duì)運(yùn)輸量進(jìn)行控制，保障攤鋪的連續(xù)性。

（2）應(yīng)將隔離劑涂抹在車輛底板和側(cè)板上，避免出現(xiàn)車廂板與瀝青混合料粘連的問(wèn)題。

（3）在裝料過(guò)程中，應(yīng)一邊裝料一邊移動(dòng)車輛，避免出現(xiàn)離析。

（4）在運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)使用雙層篷布遮蓋混合料，達(dá)到防雨、保溫的目的。

3.4 攤鋪質(zhì)量控制

（1）在對(duì)路面進(jìn)行攤鋪之前，應(yīng)先對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行鉆芯取樣檢測(cè)，確保其壓實(shí)度符合要求，以此為依據(jù)，對(duì)各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)和攤鋪系數(shù)進(jìn)行確定，并對(duì)瀝青混凝土厚度進(jìn)行控制。

（2）應(yīng)以攤鋪路段單幅計(jì)劃瀝青用量、拌和站產(chǎn)量以及施工進(jìn)度等為依據(jù)，對(duì)攤鋪速度進(jìn)行控制，通常應(yīng)為1~3m/min。

（3）在攤鋪施工時(shí)，施工人員應(yīng)借助平衡梁對(duì)攤鋪厚度進(jìn)行控制，確保其平整度符合要求。在該工程施工中，共使用2臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行施工，在攤鋪時(shí)，攤鋪機(jī)之間的縱向距離應(yīng)為10~20m，且應(yīng)呈梯隊(duì)進(jìn)行攤鋪，橫向重疊寬度應(yīng)為30~60mm。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)瀝青混凝土溫度進(jìn)行測(cè)量和記錄，確保其溫度符合攤鋪要求。

（4）在攤鋪時(shí)，攤鋪機(jī)應(yīng)保持勻速，嚴(yán)禁停頓。

（5）在夜間和雨天時(shí)，應(yīng)嚴(yán)禁攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。當(dāng)雨天停止攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，應(yīng)對(duì)未使用的瀝青混凝土進(jìn)行清理。雨停后，應(yīng)對(duì)路面積水進(jìn)行清理，曬干后才能進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

3.5 碾壓質(zhì)量控制

（1）在對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行碾壓時(shí)，應(yīng)分為初壓、復(fù)壓以及終壓三個(gè)階段，且應(yīng)勻速進(jìn)行碾壓，表6為各階段碾壓速度。

表6 壓路機(jī)碾壓速度（單位：km/h）

（2）在初壓過(guò)程中，應(yīng)使用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行施工，通常應(yīng)靜壓2遍，且應(yīng)按照由低到高、由外側(cè)向中心的順序進(jìn)行施工，碾壓重疊寬度應(yīng)為1/3~1/2輪寬。

（3）初壓完成后，應(yīng)立即使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓施工，碾壓遍數(shù)應(yīng)為3~4遍，直至其符合壓實(shí)度要求。

（4）在終壓時(shí)，應(yīng)保證瀝青混凝土溫度>90℃，并使用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)為1~2遍。

（5）應(yīng)以攤鋪速度為基礎(chǔ)，對(duì)碾壓段長(zhǎng)度進(jìn)行控制，壓路機(jī)應(yīng)緩慢平穩(wěn)起步，且應(yīng)直線行駛，嚴(yán)禁左右移動(dòng)、掉頭以及轉(zhuǎn)向。

（6）在碾壓時(shí)，應(yīng)保障壓路機(jī)鋼輪的清潔度，當(dāng)出現(xiàn)粘輪問(wèn)題時(shí)，應(yīng)使用稀釋后的洗滌靈對(duì)其進(jìn)行噴灑處理。

（7）施工單位應(yīng)派專人對(duì)碾壓過(guò)程進(jìn)行控制，并對(duì)其平整度和高程進(jìn)行定期檢測(cè)，一旦存在擁包問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，保障碾壓質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)路面進(jìn)行施工時(shí)，SMA瀝青混凝土具有諸多優(yōu)勢(shì)，因此，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在使用SMA瀝青混合料施工時(shí)，施工單位應(yīng)對(duì)其配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，并從拌制、運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓等環(huán)節(jié)出發(fā)，對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行控制，使SMA瀝青混凝土路面整體施工質(zhì)量進(jìn)一步提高。