高速公路SMA路面施工質(zhì)量控制

1 引言

SMA 屬于間斷級配骨架嵌擠密實型結(jié)構(gòu)混合料。SMA 混合料中的材料有瀝青、粗集料、細集料、礦粉以及纖維穩(wěn)定劑等，在材料組成上與傳統(tǒng)的瀝青混凝土有較大差別。 在實際施工中為了將SMA 混合料的結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮極致，一般將混合料中的瀝青換成改性瀝青， 并且對混合料中的各類粗細集料的堅硬度和耐磨程度做了詳細要求[1]。

2 案例簡介

某高速公路面層結(jié)構(gòu)形式為下面層和上面層組成的雙層結(jié)構(gòu)， 其中下面層為厚度10 cm 的密級配瀝青穩(wěn)定碎石ATB-30，上面層為厚度5 cm 的瀝青瑪蹄脂碎石SMA-16，下面層基質(zhì)瀝青材料為A 級70 號道路石油瀝青，改性后瀝青滿足I-D 級要求。 上面層基質(zhì)瀝青材料為SBS（I-C）改性瀝青，改性后瀝青應(yīng)滿足I-C 級要求。 該案例項目的施工質(zhì)量要求較高、施工質(zhì)量的控制難度較大，公路建成后所承受的動荷載也較大，所以，案例項目的路面工程在實際施工中對質(zhì)量提出了很高要求。 基于此，在高速公路SMA 路面施工中要從施工前、施工中和施工后3 方面進行全方位的質(zhì)量控制。

3 高速公路SMA路面施工前質(zhì)量控制

3.1 瀝青材料質(zhì)量控制

3.1.1 基質(zhì)瀝青選擇

基質(zhì)瀝青標(biāo)號應(yīng)根據(jù)高速公路設(shè)計文件要就進行選擇。一般情況下， 基質(zhì)瀝青經(jīng)過改性后的針入度會較改性前降低20~25 mm， 所以案例項目中下面層所選用的A 級70 號道路石油瀝青改性后的針入度為45~50 mm， 改性后的瀝青滿足I-D 級要求。 根據(jù)基質(zhì)瀝青改性后針入度下降的原理，改性后瀝青若需滿足I-C 級要求，基質(zhì)瀝青標(biāo)號應(yīng)為90 號。 在改性瀝青實際生產(chǎn)中，如果基質(zhì)瀝青的針入度偏下限，會導(dǎo)致其所生產(chǎn)的SBS 改性瀝青針入度不滿足設(shè)計要求， 這時候可以在瀝青改性生產(chǎn)過程中加入一定量的相溶劑[2]。 基于此，案例項目中上面層所選用的SBS 改性瀝青生產(chǎn)過程中應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)A級90 號基質(zhì)瀝青。

3.1.2 SBS 改性瀝青的質(zhì)量控制

改性瀝青質(zhì)量控制主要包括以下幾點：第一點，在改性瀝青質(zhì)量檢驗的同時一并出具基質(zhì)瀝青的質(zhì)量檢驗報告和基質(zhì)瀝青樣品；第二點，SBS 改性瀝青運輸?shù)浆F(xiàn)場后必須做到一車一檢，檢驗合格方可在工地施工使用，檢驗合格后的SBS 改性瀝青必須留取樣品；第三點，運輸?shù)浆F(xiàn)場的改性瀝青如果不能立即進行施工，需要短時間存儲時，必須要使用帶有攪拌裝置的設(shè)備進行存儲，目的是保證改性瀝青材料的均勻性，在后續(xù)的施工使用時仍需要對改性瀝青進行檢測， 檢測合格后方可使用[3]；第四點，如果在施工中所檢測的改性瀝青指標(biāo)有較大變異時，應(yīng)立即暫停施工，對現(xiàn)場所使用的的改性瀝青材料委托有資質(zhì)的檢測機構(gòu)進行檢測，根據(jù)檢測指標(biāo)數(shù)據(jù)，綜合研判是否繼續(xù)使用。

3.2 粗集料質(zhì)量控制

粗集料質(zhì)量控制內(nèi)容主要包括以下幾點：第一點，加工粗集料的巖石品種應(yīng)單一， 在運輸?shù)浆F(xiàn)場的片石應(yīng)經(jīng)過高壓水沖洗后再統(tǒng)一進行集料破碎， 只有同一出處的片石才能一起進行破碎，禁止混雜破碎。 第二點，粗集料應(yīng)選擇含泥量較少、無風(fēng)化、表面干凈粗糙且耐磨性較高的碎石。 第三點，案例項目SMA-16 上面層采用4 種不同規(guī)格的集料，包括0~2.36 mm集料，篩網(wǎng)規(guī)格為3 mm×4 mm；2.36~4.75 mm 集料，篩網(wǎng)規(guī)格為3 mm×6 mm；4.75~9.5 mm 集料， 篩網(wǎng)規(guī)格為3 mm×11 mm；9.5~16 mm 集料，篩網(wǎng)規(guī)格為3 mm×19 mm。第四點，施工現(xiàn)場堆放粗集料的場地必須進行水泥硬化，并設(shè)置排水溝，保證雨季排水通暢。 第五點，粗集料堆放形式采用類似臺階狀，進行分層堆垛，而且每層集料應(yīng)人為設(shè)置15°左右的傾斜角，運料汽車緊密卸料后，立即采用小型推土機推平，嚴禁運料車從料堆頂部往下卸料。

3.3 細集料質(zhì)量控制

細集料質(zhì)量控制內(nèi)容主要包括以下幾點：第一點，細集料是通過將石灰?guī)r在拌和場加工后獲取的， 細集料應(yīng)采用機制砂而非天然砂，本項目選用的石灰?guī)r直徑在10~20 mm，機制砂表面應(yīng)干燥且無雜質(zhì)，機制砂在0.075 mm 篩孔的通過率應(yīng)小于12.5%；第二點，細集料的規(guī)格在滿足設(shè)計要求的同時必須滿足現(xiàn)行規(guī)范要求， 細集料的存放處必須搭建專門的防雨措施。 細集料主要技術(shù)指標(biāo)如表1 所示。

表1 細集料主要技術(shù)指標(biāo)

3.4 礦粉填料和纖維穩(wěn)定劑質(zhì)量控制

礦粉填料應(yīng)保持干燥、 潔凈且可自由無阻礙地從礦粉儲存?zhèn)}中流出， 嚴格控制直徑0.075 mm 以下的礦粉填料含量，礦粉直徑允許偏差在±1%以內(nèi)， 礦粉存儲場地應(yīng)建有防雨大棚。 改性瀝青混合料中纖維穩(wěn)定劑主要采用的是木質(zhì)纖維，纖維穩(wěn)定劑必須充分攪拌在瀝青混合料中； 木質(zhì)纖維要同時做好防潮和防火；木質(zhì)纖維的投放采用自動計量設(shè)備稱重，保證投放量的精確；木質(zhì)纖維進場后要時常進行質(zhì)量檢測（檢測頻率：進場時做一次全套檢測；施工時進行外觀檢測；一周進行一次常規(guī)指標(biāo)檢測）。

4 高速公路SMA路面施工中質(zhì)量控制

4.1 SMA拌和質(zhì)量控制

SMA 拌和控制要點： 第一，SMA 混合料拌和設(shè)備使用間歇式自動攪拌機， 根據(jù)混合料的類型來調(diào)整拌和樓振動篩尺寸，目的是保證熱料倉中有充足的混合料供應(yīng)。 第二，混合料拌和過程中要嚴格控制混合料中各個組成物質(zhì)的配合比，特別是要嚴格控制礦粉和纖維穩(wěn)定劑的添加量， 同時要嚴格控制混合料的出料溫度。 第三，混合料拌和順序為先在180 ℃條件下將礦粉填料和纖維穩(wěn)定劑進行干拌， 干拌時間控制在10 s以內(nèi)，之后再加入瀝青濕拌40 s。 第四，礦粉起拱對混合料的質(zhì)量有不利影響，為消除不利影響礦粉倉應(yīng)配備振動裝置。 第五，施工過程中所有施工節(jié)點都需要嚴格控制施工溫度，瀝青混合料應(yīng)隨拌隨用不宜長時間保存， 如果在施工中遇到其他因素需要暫停施工時，如果施工現(xiàn)場有專業(yè)保存設(shè)備時，存儲拌和料的溫度應(yīng)稍高于攤鋪溫度， 如果現(xiàn)場沒有專業(yè)的拌和料保溫設(shè)備，拌和料的存儲時間不應(yīng)超過6 h，如果施工暫停時間超過6 h，混合料容易老化，后續(xù)將不得用于施工中[4]。

4.2 SMA攤鋪質(zhì)量控制

SMA 拌和料的攤鋪過程中的質(zhì)量控制主要有以下幾點：第一點， 在混合料攤鋪前需要對面層進行清掃并對局部破損位置進行修補，之后撒布黏層瀝青。 第二點，公路上面層混合料找平應(yīng)采用平衡梁找平施工， 混合料攤鋪機械的攤鋪方法采用雙機聯(lián)鋪，當(dāng)施工中遇到變截面時，應(yīng)采用具有伸縮功能的攤鋪機進行攤鋪作業(yè)。 第三點，攤鋪機的熨平板應(yīng)提前1 h進行預(yù)熱，熨平板預(yù)熱溫度應(yīng)高于100 ℃，攤鋪機的攤鋪溫度在滿足規(guī)范要求的前提下，依據(jù)現(xiàn)場試驗確定。 第四點，攤鋪機攤鋪過程必須保證供料及時， 絕不能發(fā)生攤鋪機等料的現(xiàn)象。 第五點，攤鋪機攤鋪過程中應(yīng)勻速緩慢前進，速度宜控制在2~6 m/min。 第六點，卸料時，攤鋪機應(yīng)邊前進邊收料斗，收料頻率控制在3~5 車收斗一次， 保證混合料均勻分布。 第七點，對高速公路路面攤鋪質(zhì)量進行及時觀測，對離析等不正常現(xiàn)象應(yīng)及時查找原因并采取性質(zhì)有效的解決措施， 從問題源頭解決問題，并對攤鋪路段出現(xiàn)的散落混合料及時進行清理。第八點，在無法使用機械攤鋪的局部區(qū)域，可采取人工攤鋪代替機械攤鋪，但要經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師同意。

4.3 SMA碾壓質(zhì)量控制

SMA 混合料碾壓控制環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制包括以下幾點：第一點，混合料的碾壓過程應(yīng)遵循“高頻、低幅、緊跟、慢速、少壓、快完”的基本原則。 第二點，混合料初壓時應(yīng)采用雙鋼輪振蕩壓路機碾壓，根據(jù)案例項目的實際工作面情況，確定初壓時設(shè)備數(shù)量為2 臺。 終壓時采用雙鋼筒壓路機，數(shù)量為1 臺，路面邊緣部分采用小型振動壓路機進行碾壓。 第三點，碾壓遍數(shù)是混合料碾壓過程中應(yīng)該嚴控的指標(biāo)， 當(dāng)壓實度達到98%以上時，應(yīng)立即停止碾壓，防止過度碾壓帶來的質(zhì)量不利影響。在碾壓過程中若發(fā)現(xiàn)有瀝青瑪蹄脂上浮或石料被壓碎、 棱角明顯磨損等過碾壓的不良現(xiàn)象時，應(yīng)第一時間停止碾壓作業(yè)，立即分析質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的主要原因， 并采取行之有效的措施處理。 第四點，混合料的碾壓過程中應(yīng)始終保持設(shè)備碾壓輪干凈，在碾壓過程中如果出現(xiàn)混合料黏輪的情況，應(yīng)通過物理加熱或者噴灑少量隔離劑來防止黏輪現(xiàn)象。 第五點，高速公路路面碾壓過程中， 壓路機在還沒有碾壓成型的路段上不得隨意加水、轉(zhuǎn)向、調(diào)頭或停留。 剛剛碾壓完成的路面不可停放重型機械設(shè)備，以免影響路面的碾壓質(zhì)量。

5 高速公路SMA路面施工后質(zhì)量控制

SMA 路面鋪筑完成后的質(zhì)量控制主要是對全線SMA 路面的施工質(zhì)量進行系統(tǒng)性檢測， 檢測內(nèi)容包括路面的壓實度試驗、路面滲水試驗、路面平整度以及路面構(gòu)造深度等，按照設(shè)計規(guī)范內(nèi)容對所有項目進行質(zhì)量合格率的檢測。 通過路面壓實度試驗數(shù)據(jù)、路面滲水系檢測數(shù)、路面構(gòu)造深度檢測數(shù)據(jù)以及平整度檢測數(shù)據(jù)匯總分析后，確定SMA 路面施工完成后的整體路面性能良好， 檢測路段的路面壓實度全部在98%以上，完全符合規(guī)范設(shè)計要求。

6 結(jié)語