沥青玛蹄脂碎石(sma)路面施工工法

沥青玛蹄脂碎石(SMA)路面施工工法沥青玛蹄脂碎石(SMA)路面具有良好的温度稳定性和抗疲劳性能，是一种使用性能优良的路面，进入二十一世纪后，在国内逐步得到了推广应用。由于SMA沥青混凝土路面具有抗滑性好、噪音较低等表面功能，且密水性好、耐久性好，具有较高的使用性能，因而路面使用寿命延长、维修成本低且方便，目前江苏省高速公路沥青路面表面层已普遍采用SMA沥青玛蹄脂碎石路面，如我公司承建的沿江高速公路SZ21标、宿淮高速公路HA23标、宁淮高速公路HA21标、宁常高速公路NC21标路面皆采用SMA13S型沥青玛蹄脂碎石表面层。经过多年的高速公路施工实践和经验积累，对SMA沥青玛蹄脂碎石路面的施工特点、材料要求、施工工艺控制要点已有了深刻的认识，并形成了一套行之由效的施工方法和施工质量控制措施，使已建成的沥青路面使用质量达到了国家标准要求，同时取得了良好的经济效益和社会效益。为搞好今后SMA路面施工与质量控制管理，在总结以往先进的施工技术和成熟的施工经验基础上，特编制沥青玛蹄脂碎石(SMA)路面施工工法，以便在今后的施工中推广应用。一、工法特点（一）本工法采用间歇式沥青混合料拌和楼集中拌和、大吨位自卸车运输、履带式沥青混合料摊铺机进行摊铺、双钢轮振动压路机高温碾压成型的机械化流水作业方法，其中拌和时采用专用纤维稳定剂投料装置直接将木质纤维自动投放，摊铺时采用非接触式平衡梁自动找平。（二）本工法是多年来在SMA路面的施工实践中总结出的成熟施工方案和施工工艺的基础上，逐步优化而成，可操作性强。（三）由于SMA路面施工工艺要求较高，与其它间断级配混合料一样，它对施工因素的敏感性较强，极易造成质量波动、局部泛油、油斑、透水等，施工人员必须经全员培训掌握SMA路面特性及本工法后，才能上岗。（四）SMA路面对原材料及机械设备的性能要求高，由于混合料生产时各料仓间不平衡、矿粉投放时间加长，以及拌和时间增加（较普通沥青砼长10~15S），产量降低比较明显，因此，必须配备每小时产量达240吨的拌和设备。（五）由于SMA混合料为间断级配，粗集料粒径单一、量多，细集料很少，矿粉用量大，且使用改性沥青，因而SMA路面施工时应充分考虑其沥青玛蹄脂的粘性大及工序间的互动性强引起的施工难度。（六）本工法受气候条件影响明显，适宜在高温季节施工，施工阶段的各道工序均在高温（较普通沥青砼高10－20℃）状态下进行。二、工法的适用范围本工法适用于新建、改建公路的沥青路面SMA抗滑表面层；大桥、特大桥的桥面SMA沥青铺装层；高速公路维修旧路面加铺SMA磨耗层。三、工艺原理（一）由于SMA混合料中，矿料为间断级配，粗集料骨架占70％以上，粗集料之间有良好的嵌挤作用，且沥青玛蹄脂填充了粗集料中的空隙，使沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，因此在高温的情况下，SMA路面具有较强的抗车辙能力；在低温情况下，依靠沥青玛蹄脂和矿料良好的粘结作用及沥青玛蹄脂的韧性和柔性，SMA路面具有较好的低温抗裂性能。（二）由于SMA混合料中，改性沥青与集料表面的交互作用，使集料表面有较厚的结构沥青膜及沥青玛蹄脂，路面成型后空隙率较小，基本不渗水，因此沥青与空气和水接触少，延缓了沥青结合料的老化，增强了SMA路面的水稳定性和抗疲劳能力；同时也有效保护了中、下面层及基层，提高了路面的整体强度。（三）SMA混合料采用了坚硬、粗造、耐磨的优质集料，并采用间断级配，粗集料含量高，路面经压实后，表面平整、密实，又有较大的构造深度，提高了路面的抗滑性能，行车安全、舒适，全面提高了路面的表面功能。四、工艺流程及操作要点（一）工艺流程（二）施工准备1．拌和站选址宜选空旷、环境干燥、地势稍高、地下水位低，并具有较好运输条件的地方，能连续拌和供料满足现场摊铺要求（供料半径不宜大于30km）；场地应足够大，能满足堆放各种规格集料和稳定剂、抗剥离剂，以及沥青的储存、保温、加热；沥青混合料的拌和场地应符合国家有关环保、安全、环境、消防等规定的要求。2．拌和站场地面积应不少于30亩，布局要规划合理，拌和区及料场应根据原地质情况进行有效的硬化处置，并修筑场区道路，同时视周围地形设置必要的排水沟及集水井。其中集料存放区应进行砼硬化处理，对不同规格的材料分类堆放，并用砖砌隔仓以确保材料堆放不混料；细集料料场搭设防雨大棚，防止细集料淋潮结成团；稳定剂应设存放在干燥高地并覆盖，且防水、防潮措施完备。3．原材料准备：原材料包括沥青、集料、填料、稳定剂、抗剥离剂，沥青采用SBS改性沥青；集料采用反击式破碎机轧制的玄武岩碎石,应分成四种规格料；填料采用石灰岩碱性石料经磨细得到干燥、清洁的矿粉；稳定剂采用优良的木质素絮状纤维。进场的原材料必须按符合规范要求的试验方法、检测频率进行检测验收，并按不同规格分开存放，严防混杂、积水及污染。（三）混合料配合比设计沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法，通过目标配合比设计，生产配合比设计及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳沥青用量。SMA路面对原材料质量要求、SMA混合料的性能指标、配合比设计的方法和步骤及体积指标的测定等均按《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004的规定执行。（四）粘层施工1、清除下层路面的杂物、尘土，当路面有严重污染时，应用水冲洗干净。2、粘层沥青一般用喷洒型乳化沥青或改性乳化沥青，应均匀洒布，喷洒数量宜为0.2~0.3kg/m2纯沥青，洒布过程中应进行洒布量检测。3、当气温低于10℃或路面潮湿时，不得喷洒粘层沥青。4、喷洒粘层沥青后，应封闭交通，待其破乳，并基本干燥后方能进行SMA混合料铺筑。5、粘层沥青宜采用智能型沥青洒布车施工，如采用普通洒布车施工，其洒布量难以控制，易造成洒布量偏大，对沥青砼摊铺施工时红外线自动找平仪的工作性能有一定影响。（五）混合料的拌和混合料采用产量不小于240T/h间歇式沥青拌和机拌和，拌和楼应有5个冷料仓，5个热料仓，拌和楼配有不少于6只贮油罐，并根据具体情况配备热料储存仓、矿粉给料仓。1、严格掌握改性沥青和集料的加热温度以及SMA沥青混合料的出厂温度。集料温度应比沥青高10~15℃，热混合料成品在贮料仓储存后，其温度下降不应超过10℃。改性沥青混合料各工序的施工控制温度比普通沥青混合料一般应高10~20℃，施工温度控制范围见表:改性沥青SMA混合料的施工温度（℃）沥青加热温度160-170混合料出厂温度正常范围170-180超过190℃者废弃混合料运输到现场温度不低于165摊铺温度不低于160，低于140作为废料初压开始温度不低于150复压最低温度不低于130碾压终了温度不低于1102、拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核。3、拌和时间由试拌确定，一般情况先加矿料、矿粉干拌，同时开始加入纤维，干拌时间约为10秒，喷入沥青湿拌时间为35秒，总拌和周期为60－65秒，拌和控制在拌和周期内必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料，并以混合料拌和均匀为度。4、抗剥离剂采用泵力循环搅拌法的掺加，按规定的掺配比例（按沥青质量的0.4%）计算出所需的用量，投入处于热熔状态的沥青中，开动沥青泵将沥青与抗剥离剂混合液泵入空置的沥青贮罐中，再将沥青贮罐中的沥青与抗剥离剂混合液泵入另一沥青贮罐中，反复泵拌4-5次，则抗剥离剂就可以均匀分布于沥青中。沥青与抗剥离剂的混合液在静置不用的状态下，不宜超过24小时，否则应按上述程序重新搅拌一次。5、木质纤维素稳定剂应采用专用纤维稳定剂投料装置直接用气压投入拌锅，具体用量采用时间控制其投放量，每拌投放纤维时间应进行多次试验计量确认。每天开始生产时，应注意木质纤维素在投放设备上不宜放的过多，否则易造成木质纤维素用量过高，影响开始1~2盘沥青砼混合料的质量。6、派有经验的专人在出料口目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，如混合料有无花白、冒青烟和离析等现象。如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前，有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征。为确保沥青混合料的质量，混合料出厂前应安排专人观察和测温，做到不合格的料坚决不上路，SMA混合料应均匀、色泽一致、无结团成块。7、SMA混合料应严格控制油石比和矿料级配，避免油石比不当而产生泛油和松散现象。调整矿粉填加方式，避免矿质混合料中小于0.075mm颗粒偏低的现象出现。每天上午、下午在出料口各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和改性沥青混凝土的物理力学性质，每周应检验1~2次残留稳定度。（六）混合料的运输1、SMA混合料宜采用20t以上自卸车运输，因沥青玛蹄脂的粘性较大，运料车的车厢底部及四壁应涂防粘物，防止混合物粘结厢壁，但应控制用量，防止滴漏。2、运料车装料时，料车前后移动，沥青混合料分三次卸下，减少SMA混合料离析。3、采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。在运料车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300mm。4、为防止运输过程中混合料温度降低过快，在每一辆运输车上都应配备保温蓬布及棉被，为了做到均匀、连续不间断的摊铺，在摊铺机前至少有3辆以上的运料车等候卸料；卸料时在距摊铺机前20－30cm处空档停车，不得碰撞摊铺机；卸料过程中运料车应保持覆盖物，并挂空档由摊铺机顶推同步前进。5、运料车到达施工现场后，应交验运料单，由专人测温收料，合格后由专人指挥卸料。（七）混合料摊铺1、采用两台沥青摊铺机实施半幅全宽摊铺施工，摊铺机就位前，应调整好熨平板的宽度（不宜大于7.5M），熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将摊铺面拉出条痕，并检查熨平板的拱度，确保接缝处的平整度。2、为了保证路面的厚度和提高表面层的平整度，SMA面层采用非接触式基准梁进行调平，使摊铺层在总体上做到既保证厚度，又提高平整度。3、摊铺机就位后，安装并调试好基准梁，将熨平板紧贴已铺筑好的路面加热熨平板，确保熨平板温度在100℃以上，预热结束后，调整好熨平板仰角，夯锤振幅和振频，确保摊铺的混合料具有足够的初始密度。4、摊铺时，靠中心线或中央分隔带侧摊铺机在前，二台摊铺机一前一后，相隔5-10M成梯队向前摊铺，并使混合料横向搭接10cm左右，以免出现纵向低谷，多余料人工将其铺平。纵向接缝，应采用斜接缝，避免出现缝痕。5、摊铺机受料前，应在料斗内涂刷防粘剂，在铺筑中应经常将两侧板收拢，防止SMA混合料离析或结块。6、连续稳定地摊铺，是提高路面平整度最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度等因素综合确定，摊铺速度一般为2m－3m/min，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。开始摊铺温度不低于160℃。7、施工现场应设专人检查温度、厚度和横坡度，发现偏差及时调整，同时应有专人负责检查铺筑面及初压后表面有无泛油、油斑和木质纤维上浮成团现象，并及时清除更换。8、摊铺机应调整到最佳工作状态，调好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的内混合料表面略高于螺旋布料器2/3为度，使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析现象。9、摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。（八）混合料的碾压1、SMA混合料碾压分初压、复压、终压三个阶段，均采用双钢轮压路机碾压，压路机数量不少于4台；碾压应遵循先轻后重、先慢后快、由低向高的碾压原则，同时应遵循高温状态下“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。2、碾压方案：初压应尽可能在高温状态下开始,宜采用二台双钢轮紧跟摊铺机并列先前静后振1遍，然后再前后振压1遍；复压应紧跟在初压后进行,宜采用二台双钢轮振动压路机并列成梯队振动碾压2~3遍；终压应在碾压终了温度前完成,采用双钢轮静压1遍以消除轮迹,不得在低温下反复碾压。3、碾压速度：初压2.0~4.0km/h；复压4.0~5.0km/h；终压4.0~6.0km/h。碾压温度：初压开始温