SMA-13沥青混合料施工工艺与质量控制

刘鹏

中铁十一局集团第二工程有限公司路面管理中心广东广州510000

摘要：SMA是一种新型的沥青混合料，针对其独特的材料组成及结构，结合仁沐高速公路SMA-13路面施工实践，详细说明了SMA-13沥青混合料原材料选择、设计、施工工艺及施工控制要点。

关键词：SMA-13；油石比；质量控制

2016年我公司承建了仁寿经沐川至屏山新市(含马边支线)高速公路仁寿至井研试验段路面2标段的路面施工，本标段属四川盆地中部浅丘区，地属亚热带气候，具气温高、湿度大、雨量充沛、无霜期长及交通量大、重载超载车辆多的特点，设计考虑上面层采用SMA-13结构。该混合料是一种由改性沥青、矿粉、木质纤维稳定剂及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配粗集料骨架间隙的一种沥青混合料。此混合料不但具有开级配的嵌挤能力，具有显著的高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑、不积水、耐久性好等特点，又具备密级配沥青混合料的优点，它的沥青用量多，空隙率小，延长了路面的疲劳寿命，增加了防渗能力。经检验各项指标优良，为SMA-13沥青混合料原材料选择、设计、施工工艺及施工控制等积累了经验。

1.原材料

1.1集料及填料采用四川恒通玄武岩矿业有限公司生产的玄武岩，它石质致密、坚硬、具间粒-间隐结构及粗糙棱角性好，呈黑色，与沥青有良好的粘附性。

1.2沥青采用中海沥青（四川）有限公司生产的SBS（I-D）改性沥青；

1.3木质素纤维（絮状）掺量为沥青混合量总质量的3‰。为提高沥青与集料的黏附性，掺入一定量的抗剥落剂，掺量为沥青混合量总质量的4‰。

2.矿料配合比设计

2.1根据设计文件要求选定适合本标段使用的原材料。

2.2选定适合本路段的矿料合成级配曲线及矿料比例，使矿料粒径通过率基本接近级配曲线的中值。

2.3确定沥青用量。根据马歇尔试验绘制各项体积指标与油石比的关系曲线图，最终确定目标配合比最佳油石比为6.2%。

2.4目标配合比设计检验。按照6.2％油石比进行谢伦堡沥青析漏和肯塔堡飞散试验，检验最佳沥青用量，谢伦堡析漏试验实测值为0．07％≯<0.1％，肯塔堡飞散试验实测值为2.0％≯15％，均符合规范要求。高温抗车辙能力检验SMA-13混合料动稳定度试验值为8080次／mm，要远远大于普通密级配沥青混凝土。

2.5生产配合比设计及检验

通过在拌合楼进行热料仓筛分，微调整矿料合成级配曲线及矿料比例，根据各项体积指标与油石比的关系曲线图最终确定生产最佳油石比为6.0%。

掺配比例：16~9.5mm：9.5~4.75mm：4.75~2.36mm：0-2.36mm：矿粉=37%：35%：4%：13%：11%。

3.施工工艺

3.1沥青混合料的拌合。

采用玛连尼4000间歇式沥青混合料拌合机，生产前检查拌合设备运转正常，计量系统及温控系统正常，计量精度达到±1%，温控系统精度达到±2%。

拌合时间应使沥青混合料拌合均匀一致，颜色黑亮、无花白料、无结团成块或促细集料分离现象。木质（素）纤维采用人工添加方式，用空气压缩机进行吹散，为保证木质（素）纤维的分散拌匀，沥青混合料在拌合楼拌缸中的干拌时间延长至10s，加入沥青后湿拌时间延长至35~45s，总生产时间控制在65~75s。

在拌合过程中，严格控制沥青含量，随时注意监控各项仪表数据，观察各类机械的工作状态合出厂混合料的颜色形态，发现异常情况必须及时通报试验室取样检测并作出相应调整。

3.2沥青混合料的运输

运输沥青混合料的汽车均为25t以上，符合大吨位保温要求，运输时用篷布加棉被保温覆盖。为防止沥青粘结车厢，将车厢底、侧板清理光洁后，均匀喷洒薄层植物油，并将车轮清洗干净。

沥青混合料的运输保证连续行进的摊铺机前有足够数量的车辆等候卸车。开始摊铺时，现场待卸车车辆不宜少于5台。

运输车在出料口装料时，按前、后、中的顺序往返挪动车位，不得堆高，以减少粗集料离析。汽车装料、测温后均应立即用保温篷布将沥青混合料严密覆盖。汽车运输过程中不得随意停使，匀速行进避免突然刹车。

3.2沥青混合料的摊铺

采用福格勒2100-3摊铺上面层，摊铺速度2.5~3m/min,振动夯锤振幅5mm、振频20~22Hz，使热沥青混合料获得较理想的初压密实度和平整度。螺旋布料器前的料位应适当控制，确保摊铺宽度的同时，又不致在结合部形成料埂。

(1)摊铺上面层时在摊铺机两侧设置平衡梁，高程根据相应点的设计高程（厚度）和设定的松铺系数确定；高程、横坡度与平整度控制的好坏关键在于摊铺机（特别是机长）能否充分利用机械的功能并注意调控。(2)保证摊铺机的刮板输料器和螺旋布料器两者密切配合，速度均匀。调整刮板和螺旋布料器的料位传感器，保持熨平板前的混合料高度高于螺旋布料器的轴心（一般为螺旋布料器高度的2/3）。且螺旋的转速均匀稳定，否则会引起摊铺厚度的变化、混合料离析而降低面层的平整度。时刻注意摊铺机的行走方向，避免急调方向。(3)在摊铺作业的初始阶段，测量人员加强对松铺厚度的检查，松铺厚度偏差在3mm以内时可不作调整。(4)沥青混合料匀速、连续不断地摊铺。摊铺速度控制在3m/min以内，不允许在操作过程中随意变换，严禁忽快忽慢或无故中途停机。

3.2.5在摊铺过程中跟踪监控其质量：摊铺中对松铺层的温度进行检测，确定摊铺温度是否恰当。并及时准确做好记录，温度有变化时应及时查明原因，制定相应对策。

4.沥青混合料的压实

根据沥青混合料类型结合初压、复压的不同作用，选择不同吨位及种类的压路机，并确定各自合适的碾压速度、振动频率和振幅。三阶段碾压步步紧跟，“趁热”压实。

4.1三阶段碾压工艺

铺筑时，为进行压实工艺的择优，制定两种以上碾压方案，根据试铺结果，选定最终的碾压方案为：初压采用2台悍马振动压路机进行全宽前静后振碾压，碾压遍数为2遍，速度为2~3km/h；复压是2台卡特振荡压路机进行全宽振压3遍，速度为2~3km/h，再用1台振荡压路机静压一遍，速度为3~4km/h；终压采用双钢轮压路机从低向高全幅静压不少于两遍，速度为3~4km/h，达到无轮迹。

4.2碾压完成后待摊铺面完全自然冷却，施工面层结束24h后方开放交通。

4.3经试铺确定碾压工艺的操作要领及注意事项如下：

(1)压路机不得在未压实的铺筑层上转向、调头或左右移动，停车应平缓，严禁紧急制动。(2)振动压路机压实沥青混合料时，先行驶后起振，先停振后行驶，轮迹的重叠宽度不得少于50cm。(3)碾压过程中如果出现“弹簧”或推移现象，应查明原因：若因温度过高，可暂缓碾压；若因结合层粘结不紧，应采取相应修补措施；若因混合料配合比问题应及时通知试验室指导拌合站进行调整，有推移的混合料可改用振荡压路机压实而避免或减少推移。(4)严格控制三个阶段的碾压温度，实施分段碾压。每一碾压区段控制在30~50m长为宜。(5)严禁压路机停留在未压实的铺筑层上。在进行初压和复压时后退起步位置不能停留在同一断面同一位置，应前后错开1m左右。对不平整路段落的凸起点进行修复碾压，采取纵向、横向静压或振动压实，以提高平整度。

5.施工数据的收集与整理

上面层施工时对沥青混合料取样进行马歇尔试验，检测混合料的矿料级配、矿料间隙率、油石比、稳定度、理论密度、流值、空隙率、沥青饱和度等。铺筑完成48h后对铺筑层进行钻芯检测，测定压实度和密度，从而确定松铺系数和检验压实效果。并检测其平整度、摩擦系数、构造深度及渗水系数。施工中以压实后路面实际标高与设计标高的差值来反映施工前确定的松铺系数是否合理，并以此进行调整，确定最终的松铺系数。

6.结语

沥青上面层的铺筑，施工过程采集的各项技术数据准确、真实、可靠。通过对数据的及时分析和处理，总结出一套科学、实际可行、便于操作的施工方法和施工工艺，为以后沥青下面层的全面施工打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011.

[2]《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004.