工法)SMA改性沥青路面施工工法

中国建筑第三工程局工程建设工法申报书工法名称：SMA改性沥青路面铺装施工工法编写单位：中建三局第一建设工程有限责任公司申报单位：中建三局第一建设工程有限责任公司申报时间：2011年10月工法名称SMA改性沥青路面铺装施工工法主要完成单位中建三局第一建设工程有限责任公司通讯地址武汉市东西湖区东吴大道特1号邮编430040联系人刘献伟电话[phone]主要完成人姓名职务职称所在工作单位孔羽峰总经理高工一公司基础设施公司杨向华副总经理高工一公司基础设施公司李华兵项目经理高工一公司基础设施公司吴木平项目总工工程师一公司基础设施公司毛传平项目副经理工程师一公司基础设施公司本工法应用的工程名称及时间武咸公路改造工程2011年6月-2011年12月本工法关键技术名称、鉴定时间及组织单位运输与摊铺技术、碾压技术、接缝施工技术本工法关键技术获得成果奖励的情况注：表中通讯地址及联系人指第一完成单位；主要完成人数最多不得超过5人。表中内容填写不下的，可另加附页。工法内容简述：SMA(沥青玛蹄脂碎石)是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料。1、SMA沥青砼拌和生产SMA采用间歇式沥青拌和楼，且必须配备有材料配比和施工温度的自动检测和记录设备，还须配置专用的纤维稳定剂投放装置。2、SMA沥青砼运输与摊铺SMA采用大吨位运料车进行运输，SMA沥青砼采用履带式摊铺机进行梯队摊铺，摊铺前应确定混合料的松铺系数，按照松铺系数调整熨平板起步的高度，加热熨平板至100℃，合理调节夯锤的频率。摊铺机采用非接触平衡梁自动找平方式。摊铺速度在起步时可控制在1m/min，稳定后可逐步控制在2m/min3、SMA沥青砼碾压SMA沥青砼碾压方式及组合通过试验段确定。碾压设备均采用双钢轮压路机。整个碾压分为初压、复压、终压等三个阶段。4、SMA沥青砼施工接缝处理SMA沥青砼施工存在纵向与横向接缝。在施工过程中，纵接缝采用热接缝，横向接缝必须采用平接缝。关键技术及保密点（有专利权的，请注明专利号）：1、运输与摊铺技术2、碾压技术3、接缝施工技术技术水平和技术难度（包括国内外同类技术水平比较）：我国SMA路面发展较晚，SMA路面结构能全面提高沥青混合料和沥青路面的使用功能，减少维修养护费用，延长使用寿命；但SMA的施工工艺要求高，对施工因素的敏感性较强，矿料级配及沥青用量的波动和变化，易造成SMA质量较大的波动，会引起局部泛油、油斑、透水等等。本工法通过对SMA改性沥青的研究和路面施工工艺的控制，避免了沥青路面施工中存在的一般质量问题，提高了工程质量，加快了施工进度，延长了工程使用寿命。武咸公路改造工程SMA改性沥青混合料拌和技术、运输与摊铺技术、碾压施工技术、接缝施工技术处于国内先进水平。工程应用情况及推广应用前景：本工程桥面铺装由上至下：4cmSBS改性沥青马蹄脂碎石混合料SMA-13+PCR改性乳化沥青粘层油+5cmSBS改性沥青混凝土AC-16+防水黏结层（3～5mm玄武岩或辉绿岩碎石保护层+高粘度改性沥青防水粘结层）。SMA改性沥青混合料将沥青玛蹄脂的性能进一步大幅度改善，结构、材料多管齐下，各种性能更加提高，目前国内无论桥面、公路、市政工程因SMA优良的性能，现正逐步替代普通沥青混合料，成为主流罩面沥青混合料。经济效益和社会效益：1、使用SMA改性沥青铺筑的路面，使用寿命可延长3年以上，且使用改性沥青能防止早期破坏,因此可以减少维修养护。2、SMA改性沥青对石料具有较宽的适用范围，有利于就地取材，降低工程造价。3、由于SMA改性沥青具有优良的高温稳定性，高温不变形，低温抗开裂，抗水损害能力强，可长久保持良好的路面使用性能，这就大大减轻了养护工人的劳动强度，节省小修保养费用.4、即使路面进入维修期，改性沥青路面出现坑槽、龟裂等病害的概率也要低于普通沥青路面，这样也可以节省大量的资金。5、使用改性沥青可以大大提高高速公路运营的安全性，社会效益不可估量。工法主要完成单位意见该工法通过武咸公路改造工程的实践证明，取得了良好的发展前景，其施工工艺具有良好的操作性，技术先进。改性沥青的使用也大大提高了高速公路运营的安全性，具有较大的社会效益，同时其使用寿命比一般沥青长，维修养护费用减少，具有长远的经济效益。同意申报中建三局局级工法。2011年10月18日（公章）中建三局审定意见年月日（公章）附件目录一、SMA改性沥青路面铺装施工工法二、工程应用证明三、经济效益证明四、反映实际施工中工法操作要点的照片一、SMA改性沥青路面铺装施工工法SMA改性沥青路面铺装施工工法1．前言现代公路和道路发生许多变化：交通流量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命。SMA改性沥青混合料具有孔隙率小、水稳定性及耐久性好、高温抗车辙性能强、抗滑性能好等优点，同时SMA改性沥青混合料高温稳定性、抗老化、抗水损害性能优于普通沥青混合料，是一种比较理想的混合料结构。SMA改性沥青混合料普遍应用于各种高速公路、桥面铺装等沥青混合料上面层。2．工法特点（1）SMA改性沥青施工原材料价格较普通沥青混合料高，其施工成本高，对路基与路面施工质量要求高；但后期维护成本低，总体上仍将产生重大的经济效益。（2）SMA改性沥青混合料采用坚硬、耐磨的优质石料（玄武岩）；另一方面矿料采用间断级配，路面压实后，构造深度大，使雨天高速行车不易产生水漂，抗滑性能好，路面噪声降低，提高了沥青路面的表面功能。（3）SMA改性沥青混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，增加了施工难度，但同时也增加了沥青混合料的耐老化性能，大大提高了混合料的耐疲劳性能。（4）碾压难以达到密实效果，而且碾压中会有负面效应，可能产生推拥，只有在高温状态下碾压才能达到密实效果，且不产生推拥。（5）冷却后的改性沥青及SMA混合料非常坚硬，具有较高的强度。3．适用范围目前改性道路沥青主要用于机场跑道、防水桥面、停车场、运动场、重交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用。近来欧洲将改性沥青应用到公路网的养护和补强，较大地推动了改性道路沥青的普遍应用。4．工艺原理SMA改性沥青路面施工工艺，相对普通沥青路面而言，对施工工艺也有特殊的要求。（1）SMA改性沥青混合料为间断级配，而普通沥青混凝土一般为连续级配，在拌和过程，对各种集料的掺加应严格按照配合比进行拌制，很小的集料级配的波动都有可能影响SMA沥青混合料的质量，对配合比的控制为拌和的关键点；（2）由于SMA改性沥青混合料在整个施工过程中对温度的要求是很高的，比普通沥青混合料均高10-20℃，在工艺上对温度的控制是整个施工的重点；（3）SMA沥青混合料必须掺加纤维，纤维的加入增加了沥青混合料的粘性，施工难度加大，在摊铺过程中，必须做到一次摊铺成型，人工大面积修补在施工过程中是不允许的；（4）在国内一般SMA沥青混合料的全过程碾压均采用双钢轮压路机，胶轮压路机是严禁参与碾压；（5）SMA沥青混合料的接缝一般为纵缝与横接缝，纵缝必须采用热接缝，横接缝采用平接缝。5．施工工艺流程及操作要点5.1SMA改性沥青施工流程SMA配合比设计监理工程师检查施工放样非接触平衡梁混合料准备混合料拌和摊铺机摊铺初压、复压、终压自检监理抽检防止污染、控制交通运输至现场合格采取措施至合格不合格基层清扫粘层施工成品保护5.2施工工艺及要点5.2.1SMA改性沥青混合料配合比组成设计SAM改性沥青配合比与普通沥青混凝土一样，采用马歇尔试件成型方法设计，分目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证三个阶段，确定矿料级配与最佳油石比。具体配合比流程如下：（1）目标配合比设计①确定矿料配合比例SMA的矿料级配采用间断级配，其级配范围应符合JTGF40-2004关于SMA矿料级配范围要求。②确定最佳沥青用量根据初试油石比的试验的空隙率情况，以0.2-0.4为间隔，取3个以上不同的油石比，拌制混合料，制作马歇尔试件。若初试油石比的空隙率及各项体积指标恰好符合设计要求时，可直接做为最佳油石比。③配合比检验按确定的矿料级配和最佳沥青用量，进行下列配合比检验试验：谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、水稳定性检验、渗水试验和构造深度检验。以上试验结果必须满足SMA改性沥青混合料技术要求。（2）生产配合比设计首先根据目标配合比设计的各种矿料掺配比例确定各冷料仓的供料比例、进料速度。拌和机点火使设备处于正常运转状态，骨料的温度与生产中的温度一致后，从各热料仓取样筛分，确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用，同时反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡。用马歇尔方法进行生产配合比设计，确定生产配合比最佳沥青用量下相应混合料毛体积相对密度作为施工控制用标准密度。（3）试拌试铺验证拌和机按生产配合比结果进行试拌、并铺筑长200米试验段。并取样进行马歇尔验证，同时从路上钻芯检测空隙率大小，由此确定生产用的标准配合比。试拌试铺由业主、施工单位、监理等有关各方共同参加实施，用以确定以下内容：确定拌和机的上料速度、拌和产量、拌和温度等操作工艺、合理的机械数量及机械组合方式、摊铺温度、速度、碾压顺序、温度、速度、遍数等、确定松铺系数、验证沥青混合料配合比、验证施工组织的适应性。5.2.2粘层施工SMA沥青混合料与下承层沥青混合料采用粘层进行连接，粘层采用SBR改性乳化沥青。粘层油洒布量为0.2-0.3L/m²。粘层油采用沥青智能洒布车，在摊铺至少前1天喷洒，在施工中应注意：（1）粘层沥青均匀洒布，对浇洒过量处进行刮除。在沥青碎石表面局部离析处再人工补刷一层。（2）清除路面脏物尘土，当有沾粘的土块时用水刷净，待表面干燥后浇洒。（3）当气温低于10℃或路面潮湿时，不安排浇洒粘层沥青。（4）浇洒粘层沥青后，严禁除沥青混合料运输车外的其他车辆、行人通过。（5）待粘层完全破乳后，方可施工SMA改性沥青混合料。5.2.3SMA改性沥青混凝土路面施工5.2.3.1SMA改性沥青混合料的拌和（1）拌和前，对拌合楼各项数据要进行检验：①拌和站的计量称要进行标定；②为防止混合料出现不均匀现象，控制冷料的上料速度和各种材料的称量，拌和时将集料充分烘干。③粗、细集料分类堆放并插上标志牌，注明产地、规格，集料堆放时采用分层堆放的方法，逐层向上堆放以防离析。每个料源的材料进行抽样试验，并经监理工程师批准。④对细集料设置钢结构雨棚进行覆盖，有效地控制细集料的含水量，提高拌和站产量以及混合料的质量。（2）拌和①拌和时间：SMA沥青混凝土干拌时间15秒，矿粉较沥青延迟3秒加入，加沥青、纤维后湿拌45秒，总的生产时间为60-70秒。②拌和配合比：由工地试验室出具当天生产配合比，并根据拌和站实际拌和情况，若出现待料或溢料情形，可对配合比进行微调；严禁控制室操作人员随意调整称料的比例，以避免混合料配比混乱；③拌和机开盘前和结束后，两次在各热料仓下料口取料，进行筛分试验，验证当天的实际生产级配曲线是否满足目标配合比设计级配范围要求。如发现生产级配与目标级配相差很大，加密筛分频率，以实际筛分数据为准，适当调整热料仓比例，直到生产级配曲线满足目标配合比设计级配范围要求。④对于生产出的沥青混合料，用目测法观察其均匀性，有无花白料、离析、结团现象，压实过程中混合料有无推移、拥包等；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。⑤逐盘监测各热料仓的集料、矿粉、沥青以及混合料总量的称量数据，观察是否超差现象，及时分析原因避免超差。⑥拌和站应配备专用的纤维稳定剂投料装置，直接将纤维自动加入拌和站的拌锅或称量斗中；也可采用人工进行投放，根据拌和站每锅的产量计算出所需纤维，纤维应制成了塑料袋装，投放时可将塑料与纤维一并投放。⑦沥青的加热温度、矿料加热温度、沥青混合料的出厂温度，符合下表要求。随时检测拌和机打印结果与设定值的关系，出现异常情况及时处理。实时监测成品料的出料温度，并与设定的温度控制值