淺談高速公路SMA瀝青路面上面層施工工藝

 淺談高速公路SMA瀝青路面上面層施工工藝

　    摘要：本文主要從SMA瀝青混合料原材料的選擇、配合比設(shè)計(jì)、鋪筑試驗(yàn)段及施工工藝等四個(gè)方面進(jìn)行闡述，以確保高速公路SMA瀝青路面上面層的施工質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：高速公路；SMA瀝青路面；上面層；施工

　　1前言

　　瀝青瑪碲脂碎石（stonemasticasphalt簡(jiǎn)稱SMA）路面具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、良好的低溫抗裂性，使用的耐久性以及明顯的抗滑性和一定的降噪聲的效果，目前在國(guó)外已普遍使用，國(guó)內(nèi)也得到了推廣應(yīng)用。當(dāng)前，隨著高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，對(duì)高速公路的路面使用性能的要求也越來越高。但由于高速公路行車密度大，車速快，并且隨著車輛荷載明顯增加以及重車比例增大，極易給瀝青路面帶來了明顯的早期損壞（如轍槽、泛油等）。在這樣的情況下，SMA路面因具有高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性、不易老化、不易開裂、低溫性能好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)高速公路上得以迅速推廣。但在具體的施工過程中，只有保證了SMA路面的工程質(zhì)量才能體現(xiàn)其優(yōu)越性，為此，本文將主要談?wù)劯咚俟�路SMA上面層施工的關(guān)鍵技術(shù)，以供同行參考。

　　2SMA瀝青混合料原材料的選擇

　　2.1粗集料

　　SMA混合料是依靠粗集料石、石接觸和緊密嵌接而形成骨架結(jié)構(gòu)，其級(jí)配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強(qiáng)度和抗車轍能力有密切的關(guān)系。為防止碎石顆粒在車輛荷載的擠壓過程中發(fā)生破碎，粗集料宜100％軋制，形態(tài)理想且磨耗值、針片狀指數(shù)、壓碎值等均符合規(guī)范要求，某些情況下對(duì)磨光值均有嚴(yán)格的要求采用的集料多為花崗巖、玄武巖、輝長(zhǎng)巖，輝綠巖、片麻巖和石英巖等，即要求集料要有足夠的硬度和耐久性。

　　SMA混合料的性質(zhì)對(duì)集料4.75mm通過率十分敏感，要求針片狀顆粒(1:3)含量不超過20%。根據(jù)SMA材料的特性，在選擇集料時(shí)應(yīng)判斷其酸堿性，為了使集料與瀝青有較好的結(jié)合能力，應(yīng)盡量不考慮酸性集料，在有條件的地方最好采用玄武巖、輝綠巖等硬質(zhì)的堿性石料（兩者的質(zhì)量技術(shù)見表1）�！　�

　　2.2細(xì)集料

　　細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍，并應(yīng)與瀝青有良好的粘結(jié)能力。為了使瀝青砼表層的細(xì)集料與瀝青有良好的粘結(jié)能力，盡量使用人工的機(jī)制砂或石屑，而避免使用天然砂（天然砂由于顆粒接近于圓形，磨阻力小，故不宜多用）。

　　2.3瀝青

　　SMA所使用的瀝青要求有良好的粘結(jié)性和溫度穩(wěn)定性，在高溫時(shí)要具有較低的感溫性，低溫時(shí)又具有較好的形變能力，一般應(yīng)采用重交通道路瀝青，其指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求。

　　2.4礦粉

　　礦粉在SMA混合料中是重要的組成部分，它與瀝青混和形成瑪蹄脂，從而影響SMA的性能。一般，宜采用石灰?guī)r或巖漿中的強(qiáng)基性巖石（憎水性石料），經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉。礦粉要求干燥，潔凈。按照我國(guó)目前瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范生產(chǎn)的石灰石礦粉可用于SMA混合料。

　　2.5纖維

　　為了防止瀝青滴漏，絕大部分SMA中都使用纖維。纖維穩(wěn)定劑采用木質(zhì)素纖維，應(yīng)在250℃的干拌溫度下不變質(zhì)、不發(fā)脆，使用纖維必須符合環(huán)保要求，不危害身體健康。且必須在拌制過程中能充分分散均勻。

　　一般，我國(guó)SMA礦料建議級(jí)配表見表2�！　�

　　3SMA瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)

　　試驗(yàn)室通過各種集料的篩分結(jié)果、礦料的合成級(jí)配計(jì)算、最佳的瀝青用量等數(shù)據(jù)并參照配比設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定目標(biāo)配合比，然后通過拌和站實(shí)拌確定生產(chǎn)配合比。一般，合成級(jí)配曲線宜盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配中限尤其應(yīng)使0.075mm、2.36mm、4.75mm篩孔的通過量盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的中限，對(duì)于重交通的高速公路面層，宜偏向級(jí)配范圍的下（粗）限；而根據(jù)瀝青混合料的強(qiáng)度理論，最佳瀝青油石比應(yīng)由室內(nèi)常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)確定（其技術(shù)要求見表3），即由瀝青混合料密實(shí)度,穩(wěn)定度,孔隙率等指標(biāo)初步確定油石比,與規(guī)范的取值要求進(jìn)行比較取值。但目前由于我國(guó)大噸位車越來越多，為提高高速公路路面的使用性能，增強(qiáng)其荷載能力，瀝青混合料中除了要進(jìn)行常規(guī)的馬歇爾試驗(yàn)外，還應(yīng)進(jìn)行引起動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)，以更好的確定混合料的級(jí)配和油石比�！�

　　表3

　　4鋪筑試驗(yàn)段

　　試驗(yàn)段是工程施工開始前的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過對(duì)試驗(yàn)段各項(xiàng)數(shù)據(jù)的研究分析，可以確定可行性生產(chǎn)配合比、攤鋪機(jī)的攤鋪溫度、攤鋪速度、振級(jí)、壓路機(jī)的碾壓工藝、鋪筑松鋪系數(shù)、進(jìn)度的攤鋪、以及最佳人員組織、機(jī)械配置等。在試驗(yàn)路段碾壓成型12小時(shí)后,對(duì)攤鋪的瀝青面層進(jìn)行鉆芯取樣,以檢測(cè)其厚度及壓實(shí)度。

　　5SMA路面上面層的施工工藝

　　5.1SMA瀝青混合料的拌合

　　高速公路瀝青砼上面表層施工，其拌合一般采用間歇式拌和機(jī)，拌合能力約為130-280T/h；拌合過程中，應(yīng)確保拌合料的準(zhǔn)確、拌和溫度、拌和時(shí)間、施工溫度等應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求；拌合必須分散均勻，為使纖維全部打開完全分散，須延長(zhǎng)干拌時(shí)間5-15s，投入礦粉和瀝青后，相應(yīng)的增加濕拌時(shí)間5-20s左右，以保證纖維均勻的分散在SMA混合料中，避免攤鋪時(shí)出現(xiàn)油斑；出料、運(yùn)輸、攤鋪應(yīng)合理配置，避免因?yàn)镾MA在貯料倉(cāng)貯存時(shí)間過長(zhǎng)而發(fā)生離析；由于SMA使用了SBS改性瀝青，因此混合料的出場(chǎng)溫度為170-185℃，并不得超過195℃，否則予以廢棄。

　　5.2SMA瀝青混合料的運(yùn)輸

　　SMA混合料的運(yùn)輸須使用15T以上的自卸翻斗車，車內(nèi)必須清潔，并涂刷隔離劑；為避免混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，裝料時(shí)應(yīng)前后移動(dòng)；SMA混合料在運(yùn)輸?shù)倪^程中，必須覆蓋，防止受到風(fēng)吹、日曬、雨淋、污染等；當(dāng)混合料運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)待輪到該車卸料時(shí)再揭除覆蓋物，以防止混合料降溫和揚(yáng)塵污染。另外，須根據(jù)拌和機(jī)的拌和能力及攤鋪機(jī)的攤鋪速度合理配置運(yùn)輸車輛的數(shù)量，以避免攤鋪停機(jī)等料。

　　5.3SMA瀝青混合料的攤鋪

　　5.3.1攤鋪前，必須將中面層清掃干凈，并用吹風(fēng)式滅火器吹凈浮塵，確保表面無雜物及污染，然后噴灑粘層油，灑布量一般為0.4Kg/㎡，灑布必須全面、均勻，一次灑布長(zhǎng)度應(yīng)以攤鋪機(jī)每天的工作量為前提，灑布后必須封閉道路，嚴(yán)禁車輛行駛，避免將油膜粘起以及表面污染。

　　5.3.2由于SMA混合料對(duì)施工要求比較高，因此攤鋪時(shí)一般使用ABG8820、ABG8860、ABG525等型號(hào)攤鋪機(jī)。攤鋪須全幅攤鋪，多機(jī)聯(lián)合作業(yè)。

　　5.3.3攤鋪寬度：按照規(guī)范要求，每臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪寬度不宜超過6～7.5m，如路面寬度超出攤鋪機(jī)的規(guī)范要求值時(shí)，則通常用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上攤鋪機(jī)互相錯(cuò)開呈梯次施工。當(dāng)采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)攤鋪時(shí)，其前后距離宜為1～2m，左右交錯(cuò)宜為30cm左右，以保證縱向接縫處的混合料不產(chǎn)生離析以及碾壓時(shí)的料溫保持一致。

　　5.3.4攤鋪溫度：由于SMA混合料較黏，攤鋪溫度較高，一般要求不低于160℃，最好高于170℃。

　　5.3.5攤鋪速度:攤鋪時(shí)應(yīng)勻速、連續(xù)，其應(yīng)根據(jù)混合料拌和機(jī)產(chǎn)量、運(yùn)輸設(shè)備、施工機(jī)械、人員情況及攤鋪層厚度、寬度確定，一般宜控制在2-3m/min。

　　5.3.6鋪筑松鋪厚度：根據(jù)規(guī)范要求，SMA混合料的松鋪厚度一般為1.15-1.25cm之間。

　　5.3.7攤鋪時(shí)盡量不要中途停頓，如遇特殊情況必須暫時(shí)中止時(shí)，攤鋪機(jī)必須保持運(yùn)轉(zhuǎn)，鎖緊熨平板，使之不得下沉，停止震搗并開通熨平板加熱器。

　　5.3.8在整個(gè)攤鋪過程中，攤鋪機(jī)螺旋送料器應(yīng)不停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)應(yīng)保持不少于送料高度的2/3的混合料，攤鋪機(jī)中途盡量不要收斗，因?yàn)榱隙穬蓚?cè)的混合料溫度較低，易造成滲水試驗(yàn)效果不好以及不好的平整度和壓實(shí)度。

　　5.3.9在整個(gè)攤鋪過程中，應(yīng)安排專職人員跟隨攤鋪機(jī)兩側(cè)，以便發(fā)現(xiàn)拉料、油斑、結(jié)塊等現(xiàn)象時(shí)，能夠及時(shí)的清除及補(bǔ)料，以防止因下基準(zhǔn)面的高低變動(dòng)影響松鋪厚度及平整度。

　　5.4SMA瀝青混合料的碾壓

　　5.4.1SMA的碾壓應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，碾壓溫度越高越好，攤鋪后迅速碾壓，不得等候。

　　5.4.2壓路機(jī)宜使用雙輪雙振式，兩車道以上路面應(yīng)配備3-4臺(tái)，速度應(yīng)控制在2-4Km/h均衡碾壓，后退時(shí)方向應(yīng)漸漸改變，不得轉(zhuǎn)彎。

　　5.4.3一般碾壓采用初壓、復(fù)壓、終壓三道程序：初壓，應(yīng)遵循少噴水，保持高溫（宜控制在130℃以上）的要求；復(fù)壓，溫度宜控制在120℃以上，碾壓遍數(shù)不少于4-6遍；終壓，溫度不低于100℃，最后光面（終壓）不得振動(dòng)，應(yīng)采用靜壓。

　　5.4.4碾壓一般梯次進(jìn)行，每次壓前1/3-1/4輪，碾壓工作面長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)（50m左右）。

　　5.4.5由于SMA的礦料嵌擠作用，壓實(shí)度比較容易得到，因此，SMA瀝青砼應(yīng)特別注意防止過壓。

　　5.4.6待碾壓結(jié)束后，應(yīng)檢查瀝青砼上面層的實(shí)際孔隙率，確保路面的壓實(shí)度達(dá)到98%以上，以確保路面的平整度符合規(guī)范要求，從而可大大提高路面的耐久性。

　　5.5SMA瀝青混合料上面層接縫的處理

　　5.5.1橫縫的處理：橫向接縫一般有斜接和平接兩種，其如處理不好會(huì)嚴(yán)重影響面層平整度和行車舒適性。因此，在處理的過程中，應(yīng)先用6米直尺檢查，然后將平整度超過3mm的部分切去，將接頭處清洗干凈，并在接茬口涂刷乳化瀝青；然后采用雙輪壓路機(jī)橫向碾壓接縫1～2遍，鋼輪的2/3應(yīng)位于已壓實(shí)部分，每15cm間隔逐步錯(cuò)輪重疊壓實(shí)兩米寬度，在碾壓過程中發(fā)現(xiàn)縫隙過大時(shí)邊補(bǔ)充少量混合料，直到接縫飽滿、平順。

　　5.5.2縱縫的處理：縱向接縫可分為熱接和冷接兩種。其處理方法與橫縫基本相同，但其冷縫在攤鋪時(shí)，應(yīng)攤鋪與已完成部分重疊5㎝，以確保接縫飽滿及厚度相同。

　　綜上所述，SMA瀝青混合料是一種新型的路面用材料，其具有高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性等優(yōu)點(diǎn)，非常適合在我國(guó)高速公路建設(shè)上推廣。但由于SMA路面的施工質(zhì)量極易受到原材料、SMA瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)及施工工藝的影響，為確保其能更好地發(fā)揮優(yōu)越性，這就需要每一位公路建設(shè)者要勤于學(xué)習(xí)有關(guān)SMA先進(jìn)知識(shí)，善于總結(jié)較好的施工經(jīng)驗(yàn)，從而使SMA的使用得到大力推廣。

　　參考文獻(xiàn)：

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