sma13沥青砼路面施工方案

1湖北京珠高速公路养护工程二合同段SMA13沥青砼路面施工方案一、工程简介根据京珠管理处下达的施工计划，今年的中修施工共分为三期即一期的京珠高速主线施工、二期的沪蓉高速主线施工、三期的京珠沪蓉共用段施工。我项目部现已按业主要求时间基本完成了一、二期中修施工，现正进行三期施工。其施工段落为京珠向K175+500-K180+500，施工长度5公里。二、结构类型1、两行车道宽7.67m厚10cmAC-20+4‰矿物纤维沥青砼2、京珠向半幅罩面宽15.2m厚4cmSMA13+3‰木质纤维沥青砼三、沥青马蹄脂碎石SMA沥青砼路面施工1、SMA的特点及施工要求1.1SMA特点分析SMA是一种间断级配的沥青混合料,4.75mm以上粗集料的比例高达70%-80%,矿粉用量达8%-13%,0.075mm的通过率达到10%,细集料用量很少,形成一种稳定的粗集料互相嵌挤结构。沥青结合料用量大,一般油石比在5.6%-6.0%之间,粘结性要求高,应选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青,最好采用聚合物改性沥青,以提高低温变形性能及2矿料的粘结力,防止沥青析漏,减小感温性。为保持较多沥青的稳定,一方面增加矿粉用量,同时使用纤维作稳定剂。1.2施工要求为了实现粗集料良好的嵌挤作用,达到最佳施工效果,对原材料质量要求比普通沥青混凝土要高。粗集料必须坚硬,针片状颗粒少;细集料最好采用坚硬的人工砂；矿粉必须是纯正的磨细石灰岩石粉。对拌和、摊铺、碾压工艺都要采取相应的措施,使路面具有足够的构造深度,又要实现粗集料互相嵌挤、玛蹄脂填充密实,基本上不透水的目的,确保整个路面结构同时具有良好的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、密水、耐久性好、行车舒适和安全的性能。2、SMA配合比设计2.1材料(1)粗集料：选用表观密度大,针片状少,压碎值和磨耗值小,磨光值大,破碎面棱角分明,颗粒规格水平高的玄武岩。(2)细集料：采用石灰岩机制人工砂。(3)矿粉：选用石灰岩石粉,0.075mm以下颗粒含量保持在80%左右,亲水系数为0.7~0.8,塑性指数很小。(4)纤维：选用性能较好的松散木质素纤维,剂量为混合料总量的0.3%。32.2混合料配比通过不同矿料组成比例和不同沥青用量的对比试验,按照SMA混合料配合比设计方法,确定混合料配合比,各项指标均应符合交通部推广SMA路面的质量要求。2.3沥青玛蹄脂碎石混合料，简称SMA,是一种沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。SMA以其优良的抗车辙性能和抗滑性能，广泛应用于高等级道路路面的面层。SMA的配合比设计是做好SMA面层的第一步，也是至关重要的一步。SMA配合比设计的全过程分为三个阶段，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。第一阶段：目标配合比设计目标配合比设计的目的是确定各种规格集料的配合比，使矿料混合料的颗粒组成接近级配范围的中值，采用不同沥青用量制备马歇尔试件，并通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。1、材料的选择欲使SMA得已成功，首先要选择优质的符合要求的材料。(1)沥青沥青必须符合“重交通道路沥青技术要求”,一般要使用比通常的标号低一级的沥青，最好使用改性沥青。(2)粗集料为了充分发挥粗集料的嵌挤作用，必须采用坚硬的、粗糙的石料。4使用花岗岩、砂岩等酸性石料时，最好使用改性沥青，使粘附性达到要求。如果达不到要求，可掺加2%左右的消石灰粉，或使用证明具有长期改善效果的抗剥离剂。石料不能采用颚式破碎机破碎，而必须采用锥式或锤式破碎机破碎。粗集料的质量技术要求参考有关技术规范。(3)细集料细集料最好使用坚硬的人工砂，人工砂是利用坚硬的石料反复破碎而制成的，它具有一定的粗细级配，不同于从石屑中筛分出来的细颗粒。人工砂采购有困难时，可采用一部分优质天然砂代替，但人工砂与天然砂的比例不应小于1:1。细集料的质量技术要求参考有关技术规范。(4)矿粉SMA需要的矿粉数量，一般为沥青用量的1.8-2.0倍。这是因为矿粉帮助沥青起到了分散作用的缘故。矿粉在SMA中的作用至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其它粗、细集料产生粘附作用。所以沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料。用于SMA的矿粉必须使用磨细的石灰石粉，且最好不用回收粉尘。石粉的质量技术要求参考有关技术规范。(5)纤维稳定剂纤维稳定剂通常采用木质素，纤维用量一般为沥青质量的0.3%。SMA必须采用纤维稳定剂，在缺乏纤维的情况下，可使用改性沥青，但不能完全起到纤维的作用。在SMA中掺加纤维，纤维以一种三维的分散相5存在，可以起到加筋作用。若没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，不能均匀地分散在集料之间，铺筑在路面上将清楚地看见油斑的存在，纤维可以使胶团适当地分散。纤维还可以充分吸附表面沥青和吸收内部沥青，从而使沥青用量增加，沥青膜变厚，提高SMA的耐久性。纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是在夏天高温季节，沥青受热膨胀时，纤维内部的空隙还将成为一种缓冲的余地，不致成为自由沥青而泛油，对高温稳定性也有好处。纤维将增加沥青与矿料的粘附性，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力。木质纤维素的技术质量要求参考有关技术规范。2、选择初试级配SMA间断级配的技术质量要求参考有关技术规范。选择初试级配时必须以SMA矿料级配范围为基础，以4.75mm通过率为变化点，改变不同的三个通过率:22%、25%、28%,或者采用20%、25%、30%,三个级配均固定矿粉量,0.075mm通过率为10%左右。所选择的三个初试级配必须在要求的范围内,此时当然也要考虑9.5mm通过率,大体在中值上下波动。选择三个集料级配的目的是选择三个不同的集料空隙率VMA,以便满足VMA大于17%的要求。满足VMA大于17%的要求对于发挥粗集料的嵌挤作用至关重要。63、测定粗集料骨架部分的集料间隙率VCA0为了充分发挥SMA粗集料的嵌挤作用，在压实状态下沥青混合料中粗集料骨架间隙率VCAmix必须等于或小于没有其他集料、结合料存在时的粗集料集合体的捣实状态下间隙率VCA0。如果做不到这一点，粗集料的嵌挤作用就不能形成，因此这是一个鉴别能否实现嵌挤的基本条件。在压实的沥青混合料试件中,4.75mm以上的粗集料形成一个骨架，骨架以外的间隙占整个试件的体积百分数，即粗集料骨架间隙率VCAmix集料经筛分筛去小于4.75mm以下的颗粒,捣实后所形成的间隙率即是粗集料骨架部分的集料间隙率VCAo.如果VCAmix大于VCA,则说明粗集料一定是被细集料、矿粉、玛蹄脂撑开了，粗集料也就形不成嵌挤作用,那也就不称其为SMA了。所以VCAmix是否小于VCAo是检验粗集料能否形成骨架嵌挤，成为SMA的关键指标。4、选择初试沥青用量选择初试沥青用量首先要考虑关于SMA对最小沥青用量的规定。SMA耐久性与沥青用量关系极大，所以SMA设定了最小沥青用量的限制。细集料、矿粉填充在粗集料骨架的间隙中，全部矿料之外的间隙即矿料间隙率VMA,可以由沥青及纤维填充，没有足够大的VMA,沥青想放也放不进去。在矿料间隙率VMA中填充沥青和纤维，沥青体积占全部7间隙的百分率即为沥青饱和度VFA,所剩下的部分即是空隙率Vv。5、进行马歇尔试验，根据VMA和VCA确定设计级配按照初试的沥青用量，用三组初试级配拌和制作马歇尔试件，击实时采用正反击75次，试件数量为每组四个，三组共计12个。一组4个试件中，一个用于测定最大相对密度ρmax,三个用于测定毛体积相对密度ρmb。将三组初试级配试验的结果VCAmix与VCAo比较,从中选择符合VCAmix〈VCA0要求的级配，以4.75mm通过率最大的一组级配作为设计级配，此时应注意尽量选择VMA稍大于17%的级配作为设计级配，以防施工过程中VMA可能降低。6、进行马歇尔试验，根据空隙率Vv确定沥青用量在设计级配确定以后，变化不同的沥青用量，进行马歇尔试验，根据SMA混合料的设计要求，确定最佳沥青用量。7、SMA的配合比设计检验SMA混合料在由马歇尔试验确定了矿料级配和沥青用量后，还必须对下列试验进行确认和验证。(1)用谢伦堡析漏试验检验沥青用量(2)用肯塔飞散试验检验沥青用量(3)用车辙试验进行高温稳定性试验(4)用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验进行水稳定性试验(5)透水性检验8（6)表面构造深度检验第二阶段生产配合比设计拌和厂冷料仓的集料按目标配合比确定的比例进入烘干筒烘干后，若采用间歇式拌和机，则烘干的热料经过二次筛分重新分成几个不同粒级的集料，分别进入拌和机的热料仓。各个热料仓中，集料颗粒组成已不同于冷料仓。因此需要重新进行矿料配合比计算，以确定各个热料仓集料进入拌和室的比例并检验最佳沥青用量，这一过程即为生产配合比设计。生产配合比设计流程：校核料场集料颗粒组成→热料仓集料筛分试验→热料仓集料配合比设计→马歇尔试验检验，确定生产配合比的最佳沥青用量。①料场集料颗粒组成的校核对料场中各种粗细集料均要重新取样，进行筛分试验。若筛分结果发现集料的颗粒组成与进行目标配合比设计时有明显差别，则要重新进行矿料配合比计算，重新确定各冷料仓的出料比例。②热料仓集料筛分试验对各个热料仓的的矿料取样做筛分试验，得出各热料仓的颗粒组成，用于进行热料仓矿料配合比设计。③热料仓矿料配合比设计根据各热料仓集料的颗粒组成，计算出拌和时从各个热料仓的取料比例，得出混合后矿料的级配，即生产配合比。所确定的生产配合比9必须符合规范设计范围的要求。在这个阶段中，如果经计算得出的从各个热料仓取料比例严重失衡，则需调整从冷料仓进料的比例，以达到供料均衡，提高生产率。④马歇尔试验检验用矿料生产配合比集配组成，目标配合比设计阶段得出的最佳沥青用量，以及最佳用量的土3%等三种沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。第三阶段生产配合比的验证生产配合比的验证阶段就是正式铺筑前的试拌试铺阶段，采用的机械设备、施工工序、质量管理和检验方法均与正式开工后的日常生产相同。通过试拌试铺，为正式铺筑提供经验和数据。进行试拌试铺时，应报告业主、监理部门，并会同设计部门一起进行鉴别。拌和机按照生产配合比进行试拌，得到的混合料在试验路段上进行试铺，在场人员对混合料级配、油石比、摊铺碾压过程和成型混合料的表面状况进行观察和判断。实验室在拌和机出料处或摊铺机旁采集混合料，进行马歇尔试验和抽提试验。再次检验实际铺筑的混合料是否符合规定的要求。通过试拌试铺，要解决下列问题：A根据各项试验结果验证初定的沥青混合料生产配合比B确定合适的摊铺温度、摊铺速度、自动找平方式等C确定所需运料车的数量及单车最小吨位D确定压路机组合方式、碾压温度、碾压速度、碾压的控制方法及10每种压路机各自的碾压遍数E确定合理碾压能达到的压实度F确定松铺系数。3、SMA沥青砼施工现场准备1、在施工段落的起点和终点按业主要求进行纵坡2‰的顺坡。2、把准备摊铺的SMA路面下承层清扫干净。3、对于下承层上的横纵裂缝用玻璃格栅铺设。4、在下承层上喷洒粘层油。4、SMA混合料的拌和拌和过程中逐盘打印各个料仓的材料用量、材料温度、矿粉用量和沥青用量。通过生产数据观察,掌握拌和过程中的计量准确程度和温度控制情况。SMA混合料的拌和工艺与一般沥青混合料相比,除增设一套纤维添加设备外,其它地方没有大的差别。但由于SMA为间断级配,粗集料粒径单一、量多,细集料很少,矿粉用量大,放料、等料、排料时间相对延长,因此拌和机的效率有所降低。混合料的出料温度是整个SMA混合料施工的关键,是保证摊铺和碾压质量的基础。拌和时,既要提高拌和温度,又要防止拌和过程中沥青老化,集料加热温度控制在200℃左右,改性沥青的成品温度控制在175℃左右,矿粉和纤维不加热,混合料的出料温度一般为185℃左右。11SMA混合料中沥青用量较大,为了防止沥青析漏,不宜在贮料仓中贮存。拌出的混合料直接由20t运料车运至摊铺现场,运输过程中必须覆盖帆布保温,气温较低时加盖一层棉被。5、SMA混合料的摊铺SMA混合料采用进口的摊铺机全幅一次性摊铺。为了保证路面厚度,提高平整度,采