sma路面面层施工工法

中国桥梁网1SMA路面面层施工工法编制单位编制人编制日期中国桥梁网2SMA路面面层施工工法1.前言沥青玛蹄脂碎石混合料StoneMatrixAsphalt，简称SMA，SMA是20世纪60年代中期前联邦德国开发的新型沥青混合料，90年代由美国路面专家带到美国把SMA路面技术提高到一个新的水平。以沥青玛蹄脂碎石混合料铺筑的沥青砼路面简称SMA路面，我国92年在北京机场高速公路首次铺筑了SMA路面。SMA中由粗集料互相嵌锁构建的坚固的骨架结构具有优异的抵抗永久变形的能力（高的抗车辙性能），丰富的沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂赋予了SMA高度的耐久性，含有较多的粗集料的间断级配形成了粗糙的表面构造使路面具有优良的抗滑性能并降低了交通噪音。虽然SMA对材料和施工工艺要求较高，初期建设费用比传统沥青砼（AC）高一些，但使用寿命长，养护工作量小，路面全面寿命成本低，且具有可持续的环境效益。由于SMA具有上述全面的优异的路用特性与良好的技术经济效益，现已在我国十余个省份的高速公路重交通道路上得以推广使用，同时还在钢桥极普通桥面铺装中得到了应用。本文总结了四川某路桥有限责任公司，某高速公路上SMA路面的施工方法和施工注意事项。2.工法特点2.1.SMA路面施工无需特别的施工机械，所用设备几乎和传统沥青砼相同，但是SMA路面施工对设备的使用有特殊要求。2.1.1.SMA粗集料多，用量达到70%以上，外加矿粉多达12%左右，使用改性沥青，油石比达到6%以上，细集料少（三多一少），间断级配各级集料比例不均衡，骨架密实结构的SMA对级配控制严格，所以对拌和机控制系统要求高拌和必须精细。2.1.2.SMA掺纤维稳定剂，拌和设备须进行改造，增加纤维投放装置。2.1.3.为防止SMA胶泥向路表面转移和轮胎粘走混合料，不宜使用胶轮压路机压实SMA路面。压实使用的钢轮压路机要选择操控性好，能方便控制洒水量的机型。2.2.SMA丰富的沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂，温度下降后中国桥梁网3粘度大，冷却后非常坚硬强度较高，粗集料的嵌挤作用，混合料在铺筑后可压缩性比较小，施工工艺要求方面也有自己的特点。2.2.1.运输与传统AC混合料不同，在运输和摊铺过程中不会出现粗细集料的离析，却容易发生结合料的离析现象，同时混合料温度下降后表面容易结2.2.2.壳，混合料不能长时间储存，必须以科学的方法缩短工序作业时间，同时加强运输保温。2.2.3.摊铺施工提高SMA路面平整度，特别要克服间断和不连续铺筑及随意改变摊铺速度的做法。2.2.4.压实方法与传统AC混合料有很大不同。SMA路面施工规范要求至少压实到最大理论密度的94%，即压实后混合料的最大空隙率为6%。为达到要求的压实度，必须抛弃传统的压实概念，改变初压、复压、终压三步走的压路机标准压实操作。对压实SMA混合料，需要采用双驱动双振动钢轮压路机紧跟摊铺机以高频率、低振幅模式操作，碾压4至6遍，然后静压一遍即可。采用双钢轮振动压路机和“紧跟、慢压、高频、低幅”是压实SMA的基本原则。2.2.5.SMA应尽量减少接缝，特别是纵向接缝，施工缝的处理要求一次成功，反复的处理可能会越修越差。3.适用范围3.1.适用范围3.1.1.本工法适用于高等级公路新建及改建SMA路面施工；在对水泥砼路面白加黑的改造中也适用；由于SMA路面能降低噪音，对有降噪要求的市政道路及人口稠密区道路也可使用。4.工艺原理4.1.1.采用3000型以上间歇式沥青混合料拌合设备（对拌和设备进行了必要的改造，增加了木质素纤维投放机械，让纤维和矿粉同时添加）厂拌，大吨位自卸汽车运输，自动找平强振式摊铺机摊铺混合料，双驱双震钢轮压路机压实的施工方法。中国桥梁网45.施工工艺流程及操作要点5.1.施工工艺流程：见附表5.1附表5.1SMA路面施工工艺流程图施工准备沥青砼中面层交验清扫中面层喷洒粘层沥青运输混合料摊铺混合料（含边部整形）碾压成型交通管制检测各项技术指标开放交通拌合SMA混合料中国桥梁网55.2.施工工艺：5.2.1.施工准备：施工前应对施工人员做技术交底，检查机械设备是否按要求到位且状态良好。5.2.2.沥青砼中面层交验：对已铺筑的沥青砼中面层钻芯取样，检测铺筑厚度，并按每10m一断面检测中面层的高程和横坡度，以保证SMA的铺筑厚度和横坡度达到设计、规范要求。5.2.3.清扫中面层：用人工和空压机清扫，吹干净要铺筑SMA的路段表面，对泥土污染严重的局部用水车高压射水冲洗干净。5.2.4.喷洒粘层沥青：根据需要，用沥青洒布车洒布快裂的洒布型乳化沥青（PC-3），平均用量按设计要求控制,沥青洒布要均匀成雾状。5.2.5.拌和SMA混合料：(1)采用3000型间歇式沥青混合料拌合设备，使用导热油加热改性沥青，严格把改性沥青的加热温度控制在165℃到180℃之间，泵入拌机的改性沥青温度控制在170℃左右。(2)按照生产配合比配料控制好各热料仓的矿料、矿粉和木质素纤维及沥青的用量，并适当降低每盘拌和料的重量，注意把矿料的加热温度控制在185℃到195℃之间，不允许超过200℃。(3)拌制SMA混合料时，每盘的拌和时间要比拌和普通密级配沥青砼（AC）(4)要长一些，干拌时间延长5～15s，加入沥青后的拌和时间延长5～10s，总生产时间延长15～25s达到50～55s。SMA出料以混合料拌和均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，拌和时间视实际情况可相应增减。(5)混合料的出料温度控制在170℃到185℃之间。在拌和机出料口派专人对每辆自卸运料车所装运混合料的温度进行检测并填写在运料单上。5.2.6.运输混合料：(1)采用大吨位自卸汽车装料，装料前检查车辆各部位运转是否正常。车辆应干净，以免将污物带入铺筑现场。在拌和机旁设高台用喷雾器向车厢侧板和底板喷洒1：3（柴油：水）的油水混合物。防止多余的油水混合物聚集在车厢内，洒隔离剂后需让自卸车货箱升起一次。中国桥梁网6(2)自卸车在拌和机出料口装沥青混合料，每接一盘要挪动一下车位，以减少粗细集料的离析现象。同时车厢装载量前后左右基本均匀。(3)为了防止运料车表面混合料温度降低，所有的运料车在运输过程中都必须加盖帆布蓬布。(4)自卸车在运送混合料不能随意停歇，按要求到达铺筑工地后，要凭运料单接收，还要接受前场质检员对所运混合料的温度和外观质量进行检查，并听从前场施工管理人员的指挥。(5)运料车与摊铺机恰到好处地配合，必须防止料车撞击摊铺机或将料(6)洒到中面层上。运料车应在摊销机前0.10m到0.20m处停住并挂空档，卸料过程。(7)中由摊铺机推动汽车同步前进，卸料完毕后，即驶离摊铺机。5.2.7.摊铺混合料（含边部整形）(1)摊铺前，摊铺机操作人员要把摊铺机的熨平板及振捣装置底部打整干净，并涂抹油水混合剂。调整熨平板的预拱度、横坡度后进行预热，熨平板的预热温度要接近沥青混合料的摊铺铺温度。(2)摊铺应缓慢、均匀、连续不间断地进行，正常情况下保证摊铺机前有2～3辆运料车，禁止随意变换速度或中途停顿。由于改性沥青及SMA生产时拌和机生产率降低，摊铺速度一般不超过3m／min～4m／min。在发生暂时性断料时，摊铺机应保持继续运转，停止振捣，并接通熨平板加热器，保证改性沥青及SMA的摊铺与碾压符合高温条件要求。(3)控制好摊铺机刮料输送器速度，使之与螺旋布料器的工作速度相匹配，保证混合料始终处于螺旋高度2/3处。(4)提高摊铺过程中的预压密实度。SMA使用优质集料可适当提高夯锤的振捣频率，在摊铺机夯锤振捣与熨平板的共同作用下使压实度达到85％以上。这样，剩余的压实系数极小，所以初压的痕迹也极小，混合料内部温度不易散失，进而保证了路面压实和路面的最终平整度。(5)摊铺过程中，随时由摊铺机手（或辅助人员）用特制插钎检测混合料的摊铺厚度。(6)在摊铺过程中，安排人工用小铁夯锤夯实路幅的边缘，力求把边缘处理顺适。中国桥梁网7(7)找平装置采用浮动基准梁找平装置。由于较长的滑靴式浮动基准梁对提高改性沥青及SMA路面的平整度非常有利，故对浮动基准梁进一步改装，浮动梁全长33.4m，后端采用12对滑靴来代替8对橡胶轮，可使平整度提高到0.8mm以内。5.2.8.碾压成型：(1)碾压是保证路面工程质量的重要一环，吸取国内外对SMA路面碾压、成型的工作经验，在施工现场主要使用具有高频率、低振幅模式的英格索兰DD-110型双钢轮振动压路机，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”原则进行碾压。(2)采用初压，复压合一的原则阶梯重叠碾压法：根据路幅宽度要能覆盖整个路面宽度，碾压长度在纵向呈阶梯形排开，相邻两碾压段纵向接头重叠在1.5m以上,碾压左右重叠0.20m以上,压路机都是从横坡低处往高处碾压。1)初压温度：150℃到160℃。2)压路机碾压速度：控制在2.0km/h以内。3)频率、振幅设定：高频率、低振幅（振幅设定为2）。4)压路机都是双轮振动碾压，共碾压4到6遍，在所压实路幅内，前进、后退一次为一遍。（注：具体碾压遍数在铺筑试验路时进行确定）。5)使用英格索兰DD-110型双钢轮振动压路机作初压、复压时，采用前进时喷水，后退时不喷水的措施，以避免沥青混合料的温度急剧下降。终了温度应不低于120℃。(3)终压：用1台DD-110型双钢轮压路机或国产YZC-12型12T双钢轮压路机紧跟复压之后以5km/h速度碾压一遍。压路机距离摊铺机80m之内操作，终压结束时沥青砼路面表面温度不低于95℃（用红外线温度计检测）。5.2.9.交通管制：SMA路面碾压成型之后，在施工路段两端设置路障。在当天铺筑的尚未冷却的路面上不得停放任何机械、设备，同时防止车辆驶入，破坏新铺筑的路面。5.2.10.检测技术指标：按质量检测标准对SMA路面进行检测。5.2.11.开放交通：路面自然冷却，温度低于60℃后开放交通。5.3.施工要点5.3.1.施工前准备工作SMA施工除按普通沥青混合料进行常规检查外，还应检查以下几个方面：中国桥梁网8(1)木质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。(2)对木质素纤维添加设备进行计量标定，木质素纤维添加设备不得受潮。(3)改性沥青运输温度不低于150℃，保温贮存温度不低于140℃；对现场加工SBS改性沥青的工程，改性剂SBS的存放时间不宜太长，存放时间不超过4h，以防止老化。加工的改性沥青必须不间断地搅拌，以防改性剂离析。(4)对于制作好的改性沥青的温度应该满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求，在满足施工的前提下，沥青的加热温度不应太高，一般控制在165℃到175℃之间。5.3.2.SMA采用的间歇式沥青拌和机额定生产能力为240t/h，实际生产能力为133t/h～155t/h要合理组织好各工序的衔接。5.3.3.在采用间歇式沥青拌和机时，SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是：(1)木质素纤维的分散拌匀非常重要，干拌时间延长5s到15s，加入沥青后的拌和时间延长5s到10s，总生产时间延长15s到25s。(2)由于沥青结合料可能会离析，SMA不应在贮料仓里储备时间过长，贮料仓里SMA的数量不宜过多。(3)采用人工添加木质素纤维易产生由于人为因素而少加或多加的现象，从而影响SMA的使用品质；采用机械添加木质素纤维应防止输送管道堵塞。(4)由于SMA使用了SBS改性沥青，拌和温度比拌普通沥青混合料提高了10℃到20℃左右。(5)SMA混合料集料和沥青含量的控制。SMA沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量过多，将造成粗骨料之间的分离，易产生油斑；沥青用量过少，混合料将难以压实，空隙率过高，骨料之间的沥青膜过薄，从而影响其耐久性。因此，在实际操作过程中应严格控制4.75mm、2.36mm和0.075mm关键筛孔集料的通过率及沥青用量，每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验，及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标，并作相应调整。5.3.4.SMA的摊铺和碾压成型(1)SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥