SMA-13上面层(SBS改性沥青)配合比优化设计及施工质量控制

1、PAGE PAGE 29SMA-13上面层（SBS改性沥青）配合比优化设计及施工质量控制王志刚沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）的特性及强度机理沥青玛蹄脂碎石石混合料是一一种以沥青、矿矿粉、纤维稳稳定剂及少量量的细集料组组成的沥青玛玛蹄脂填充间间断级配的粗粗集料骨架间间隙而组成的的沥青混合料料，沥青玛蹄蹄脂碎石混合合料的构成特特性，俗称“三多一少”，即沥青用用量多为6%左右，矿粉粉用量多达8812%，44.75mmm以上粗骨料料用量高达矿矿料用量的770%80%，44.75mmm以下细集料料仅占矿料总总重的20%30%，其其中还含有88%12%的矿矿粉，实际细细集料用量为为10%20%，相相当少。

2、所以以，沥青玛蹄蹄脂碎石混合合料的强度是是依靠粗集料料在沥青混合合料中的骨架架嵌挤作用和和沥青玛蹄脂脂胶结料的粘粘结裹覆作用用形成的，因因而它更具有有很好的耐久久性、抗高温温稳定性、抗抗低温开裂性性、抗滑性及及较好的排水水性能。下面面以徐宿高速速公路TS221标SMAA-13上面面层（SBSS改性沥青）施施工为例来说说明SMA的的配合比优化化设计和施工工质量控制。SMA-13配配合比设计原材料选取粗集料SMA的粗集料料是指在SMMA混合料中中形成嵌挤起起到骨架作用用的集料部分分，对SMAA-13、SSMA-166是指粒径大大于4.755mm的集料料，对SMAA-10是指指粒径大于22.36mm

3、的集料料，SMA的的高温稳定性性是基于含量量甚多的粗集集料之间的嵌嵌挤作用，在在很大程度上上取决于集料料石质的坚韧韧性、颗粒形形状和棱角性性，粗集料的的这些性质是是SMA成败败与否的关键键。所以在选选取原材料时时一定要选取取压碎值小、针针片状含量少少、表面粗糙糙有一定棱角角性的石料。细集料对SMA-133粒径小于44.75mmm的集料称细细集料，细集集料在SMAA中的比例虽虽然很少，但但它是形成沥沥青玛蹄脂的的重要组成部部分，用以填填充SMA的的粗集料骨架架的间隙，增增强路面的防防渗能力，同同时起到粘结结作用，一定定要选取表面面粗糙、洁净净、有一定棱棱角性和嵌挤挤能力的机制制砂。填料填料必须采

4、用由由石灰石等碱碱性岩石磨细细的矿粉，矿矿粉的主要作作用是和沥青青、纤维组成成沥青玛蹄脂脂粘结剂，提提高沥青混合合料的粘结力力。回收粉中中含有不少尘尘土，同时粗粗细集料中的的石粉经过明明火燃烧、高高温处理，会会变得发脆，所所以回收粉在在上面层最好好不用，通过过改进矿粉填填加设备能够够保证0.0075mm的的通过量。下下表是矿粉和和回收粉对SSMA混合料料性能的影响响（SBS改改性沥青）。填料种类填料用量（粉胶胶比）（%）动稳定度（次/mm）马歇尔试验稳定度（KN）流值（mm）空隙率（%）矿粉6（1.0）2504.092.7210.69（1.5）11494.992.888.812（2.0）540

5、07.502.614.1回收粉6（1.0）3053.742.759（1.5）7254.483.7712（2.0）22625.462.46从上表可以看出出，随着矿粉粉用量的增加加，混合料的的空隙率减小小，动稳定度度显著提高，使使用回收粉的的动稳定度要要比使用石灰灰石矿粉的动动稳定度低得得多，所以要要想形成SMMA结构，矿矿粉的数量不不能太少，足足够数量的矿矿粉是形成SSMA的先决决条件。沥青沥青材料的性质质对路面使用用性能有多方方面的影响，在在选取沥青品品种时主要考考虑高温抗车车辙能力和低低温抗裂能力力，这两个方方面在沥青品品种选取时趋趋向相反，应应综合平衡考考虑。国内外外权威机构多多年来对沥青

6、青的研究表明明，改性沥青青抗车辙能力力明显优于普普通沥青，针针入度低的普普通沥青抗车车辙能力优于于针入度高的的普通沥青，而而针入度高的的沥青抗低温温开裂能力又又高于针入度度低的沥青，江江苏省高速公公路一般选取取AH70沥沥青（PG664-22），从从高温抗车辙辙能力和低温温抗开裂能力力两个角度综综合考虑比较较适合江苏气气候条件，若若在同时使用用改性沥青就就更如虎添翼翼。纤维稳定剂纤维具有加筋、分分散吸附沥青青、稳定、增增粘等作用，对对防止SMAA沥青析漏的的功效较好，对对于木质纤维维掺量为沥青青混合料总量量的0.3%，目前一般般采用风送式式纤维送料机机填加。下面是徐宿高速速公路TS221标各种

7、原原材料的情况况。集料：辉绿岩 产产地： 江苏苏盱眙吴桥采采石厂填料：石灰岩矿矿粉 产地： 江苏徐徐州矿物局水水泥厂沥青：镇江科氏氏SBS改性性沥青（AHH70+3%SBS）（PPG70-222）木质纤维：进口口ARBOCCEL牌天然然木质纤维素素 产地：德德国JRS公公司抗剥落剂：PAAI型 产地：西安（有多多年使用经验验）矿料试验结果如如下表：（冷冷料）规格针片状（%）压碎值（%）17420%（3）低温小梁梁弯曲试验最大荷载（KNN）跨中挠度（mmm）抗弯拉强度（MMPa）劲度模量（Mppa）破坏应变（）1298.90.615210.6033230.03385.

8、9SMA-13混混合料的拌和和1、拌和温度：沥青加热温温度170-175，由于大量量冷矿粉的掺掺入，集料加加热温度在2210-2220，混合料出出厂温度为1180-1990。出厂温度度由试验室安安排专人检测测，发现温度度不在此范围围及时给拌和和楼反馈。2、拌和时间和和拌和数量：拌和流程图木质素骨料矿粉木质素骨料矿粉 沥青拌缸 沥青拌缸 骨料进入拌缸的的同时，木质质素也进入拌拌缸，开始干干拌，几秒后后，矿粉和沥沥青进入拌缸缸，在沥青放放完8秒后，矿矿粉放完，同同时拌缸计时时开始，从放放骨料到拌缸缸开始计时约约23秒，总总生产时间666秒，每小小时拌和产量量147t。3、木质素纤维维填加方式，人人

9、工将木质素素纤维投入纤纤维填加设备备中，利用机机械将纤维打打碎，再利用用空压机将打打碎的纤维吹吹入拌缸和骨骨料、矿粉、沥沥青一起搅拌拌均匀，木质质素纤维填加加数量为沥青青混合料总重重量的0.33%。4、抗剥落剂填填加方式，根根据沥青储罐罐中沥青的数数量，按沥青青质量的0.4%投入热热熔沥青中，用用强制搅拌法法使抗剥离剂剂渗配均匀。5、由于2#料料中含有133%左右的33#料，而SSMA-133路面3#料料需求量相当当少，3#料料过多会造成成路面碾压过过程中推移，所所以在生产过过程中有400%13%2%=3.2%的3#料溢料，由由于3#料溢溢料，就需预预备装载机及及时清掉废料料仓中的3#料。6、

10、细集料一定定要搭棚覆盖盖以免受潮，因因为SMA混混合料需要的的细集料非常常少，不超过过15%，所所以冷料仓的的斗门开启度度很小，如果果细集料遭雨雨淋，就会造造成集料干湿湿程度不同，遇遇到湿料时下下得慢遇到干干料时下得快快，这样会严严重影响4.75mm的的通过率控制制的精度，另另外1#料和和2#料用量量大，我们各各设置两个冷冷料仓供料。SMA-13混混合料的运输输SMA-13混混合料的运输输应注意以下下几个问题：1、要采用大吨吨位的运输车车运输，运输输前在车厢及及重板上喷洒洒一层油水混混合物，使混混合物不致与与车厢粘结。2、在任何情况况下，运输车车在运输过程程中都应加盖盖蓬布，以防防表面混合料料

11、降温结硬壳壳，我们采用用的是两层蓬蓬布之间夹一一层棉被，并并在摊铺过程程中也不揭蓬蓬布，施工效效果非常明显显，温度对照照见后。3、要及时清掉掉运料车剩余余的残留物。4、到场温度要要控制在1880以上，前场安安排专人检测测到场温度，发发现温度低于于此要求也及及时反馈到拌拌和楼。SMA-13混混合料的摊铺铺和碾压我项目分别于66月14日、66月16日和和6月19日日做三次试铺铺段，下面简简要介绍一下下三次试铺的的情况。1、K24+6680K24+9940右幅配合比：振动筛筛1#（122-20mmm）：2#（55-12mmm）：3#（33-5mm）：4#（0-3mm）：矿粉=411.5：388：2：

12、8：10.5油油石比：6.0%，4.75mm通通过率25%，摊铺速度度：2.3mm/min，混混合料到场温温度182，采用单层层蓬布覆盖，摊摊铺时揭开蓬蓬布，摊铺完完温度1633，松铺系数数1.15，松松铺厚度4.5cm，熨熨平板振级55级，夯锤振振级4级，纵纵缝处两机搭搭接宽度355cm,厚度度控制采用118m长接触触式平衡梁，碾碾压方案：两两台DD110成梯梯队来回强振振2遍，两台台酒井来回强强振1遍，静静压1遍，在在碾压一开始始，靠中央分分隔带一侧的的DD110先骑骑纵缝来回强强振一遍，并并保证纵缝处处要多碾压11遍，使纵缝缝接缝美观并并且不渗水。混合料试验结果果:（马歇尔尔空隙率范围围

13、放宽为3%-5%）油石比(%)马氏密度(g/cm3)空隙率(%)矿料间系率(%)饱和度(%)粗集料骨架间隙隙率(%)6.172.4685.017.972.140.26.0-6.333-51775-8541.7矿料级配1613.29.54.752.360.07510093.762.825.920.410.410090-10050-7522-3216-278-12路面检测结果:平整度(mm)马氏压实度（%）理论压实度（%）路面空隙率（%）构造深度(mmm)渗水系数0.4499.994.95.11.2正常路段不渗水水0.89894-96.553.5-60.8-1.2250ml/mmin外观无石料压碎

14、现象象，无玛蹄脂脂上浮现象。存在问题：下面面一些部位存存在不同程度度的渗水现象象（1）两摊铺机机接缝左右各各50cm范范围内。（2）靠近路缘缘石50cmm范围内直渗渗（3）靠近路肩肩50cm范范围内直渗（4）摊铺机中中间部位（5）摊铺机拢拢料摊铺的部部位分析：（1）、（22）、（3）是是因为螺旋布布料器把混合合料从摊铺机机中间输送到到两侧，造成成料温降低较较多,.约差差8,另外由于于平衡梁的影影响使压路机机不能及时碾碾压两方面因因素的影响造造成该处渗水水,（4）是是因为固定螺螺旋布料器的的支架挡料造造成级配离析析。（5）是是因为拢料的的料温低，而而且级配也存存在离析，造造成摊铺后渗渗水,另外，

15、由由于摊铺速度度慢，温度散散失快，造成成整体空隙率率高。2、第二次试铺铺K24+0010K24+6680由于路面空隙率率5.1%，构构造深度1.2mm，我我们对级配进进行了微调，44.75mmm通过率在22526之间，配配合比1#：2#：3#：4#：矿矿粉=42：37：2：9：10，油油石比6.11%，另外，上上午提高摊铺铺速度到3mm/min，尽尽量缩短两个个摊铺机距离离以保证纵缝缝处能尽可能能早碾压，另另外又调来一一台德国产112t戴纳派派克振动压路路机增大压实实功，缩短有有效压实时间间。碾压方案：两台台DD110并列列强振2遍，戴戴纳派克强振振1遍，洒井井静压12遍。混合料试验结果果:油

16、石比(%)马氏密度(g/cm3)空隙率(%)矿料间系率(%)饱和度(%)粗集料骨架间隙隙率(%)6.172.4714.717.873.640.26.0-6.333-51775-8541.7矿料级配1613.29.54.752.360.07510092.562.226.420.39.410090-10050-7522-3216-278-12平整度马氏压实度（%）理论压实度（%）路面空隙率（%）构造深度(mmm)渗水系数0.4799.594.85.21.1正常路段不渗水水0.89894-96.553.5-60.8-1.2250ml/mmin外观无石料压碎现象象，无玛蹄脂脂上浮现象。第一次试铺的几几

17、个渗水部位位虽然有所好好转，但依然然存在渗水现现象。3、第三次试铺铺K23+4417K24+0010从前两次试铺可可以看出，要要想提高路面面整体空隙率率，改善几处处薄弱环节的的渗水情况只只能是从降低低施工过程中中的温度损失失着手，我们们在保证配合合比、摊铺机机参数和碾压压方案不变的的前提下，采采取了以下措措施来降低施施工过程中的的温度损失。运料车由单层蓬蓬布改为双层层，蓬布之间间夹一层棉被被，以减少运运输过程中的的温度损失。在摊铺过程中运运料车不揭蓬蓬布，以减小小摊铺过程中中的温度损失失。挪动平衡梁位置置，使前后摊摊铺机之间的的距离缩到最最小，拆除平平衡梁之间的的支架，保证证压路机碾压压时能更

18、靠近近摊铺机。 下面是是6月16日日和6月199日两次施工工过程中的温温度损失对照照表：检测项目单层蓬布覆盖且且摊铺时揭蓬蓬布双层蓬布之间夹夹棉被覆盖且且摊铺时不揭揭蓬布降温速度降温速度出场温度185186到场温度1821841/min0.7/miin摊铺完温度1631704/min3.5/miin初压结束温度1481573/min4.8/miin复压第一遍压完完时温度1381412/min2/min复压第二遍压完完时温度128134摊铺速度3m/min从上表可以看出出，摊铺时不不揭蓬布比揭揭蓬布温度损损失每分钟少少0.3，铺一车大大约18miin可少损失失5，因为挪动动了平衡梁位位置，且去掉

19、掉了支撑，使使压路机碾压压更靠近摊铺铺机，摊铺完完到初压结束束每分钟可减减少温度损失失0.5。混合料试验结果果:油石比(%)马氏密度(g/cm3)空隙率(%)矿料间系率(%)饱和度(%)粗集料骨架间隙隙率(%)6.182.4724.717.873.640.16.0-6.333-51775-8541.7矿料级配1613.29.54.752.360.07510092.162.625.420.510.610090-10050-7522-3216-278-12路面检测结果：平整度马氏压实度（%）理论压实度（%）路面空隙率（%）构造深度(mmm)渗水系数0.4499.995.24.81.1不渗水0.89

20、894-96.553.5-60.8-1.2250ml/mmin外观无石料压碎现象象，无玛蹄脂脂上浮现象。薄弱部位渗水情情况：纵缝部位基本不不渗水。摊铺机中间部位位也基本不渗渗水。靠路缘石及路肩肩50cm部部位渗水比以以前改善，现现在正在寻求求好的解决办办法。根据第三次试铺铺我们总结了了以下几点：（1）、必须保保证到场温度度在180以上，并且且在运输和摊摊铺过程中不不揭篷布，最最好采用两层层蓬布之间夹夹一层棉被的的保温措施。（2）、配合比比设计时马歇歇尔空隙率应应设计到4.05%的范范围内，以保保证设计出较较粗的级配和和较低的油石石比提高抗车车辙能力减小小泛油。（3）、摊铺机机的熨平板和和夯锤尽

21、可能能采用较大的的震级，保证证铺面的初始始压实度在885%以上。(4)、在保证证连续摊铺的的前提下尽可可能采用较快快的摊铺速度度,以减少从从摊铺到碾压压这段时间的的温度散失。（5）、尽可能能地缩短两台台摊铺机之间间的距离，一一保证两机搭搭接的纵逢是是真正的热接接缝。（6）、为提高高路面平整度度，目前采用用的平衡梁已已达到18mm，但摊铺机机后的平衡梁梁过长会影响响压路机及时时碾压，所以以改性沥青SSMA路面建建议采用非接接触式平衡梁梁。（7）、保证纵纵缝提前碾压压并多碾压一一遍。、（8）、保证压压路机碾压尽尽可能的靠近近摊铺机，以以减少碾压前前温度散失的的过多。（9）、初压尽尽可能采用大大吨位

22、的压路路机在高温状状态振动碾压压，以提高压压实效率且避避免石料被压压碎。试验和检测1、试验SMA混合料的的质量控制重重点是检测混混合料试件的的密度和空隙隙率、VMAA、VCA、VVFA等四大大体积指标，应应使其保持一一定的稳定性性，由于SMMA混合料对对级配要求非非常严，可能能级配发生小小的波动就会会造成施工质质量大的波动动，所以，我我们在取混合合料时特别小小心，取样前前在下面垫一一张光面纸，把把混合料倒到到光面纸上，等等冷却后掰开开进行抽提试试验，试验时时要特别注意意矿粉的数量量，以免使油油石比结果失失真，只有试试验结果真实实可靠，才能能有效地指导导施工。2、检测SMA路面在中中国起步较晚晚

23、，还没有真真正形成一套套理论，所以以主要还要看看路面的使用用效果，因而而要加强施工工过程检测，看看成型路面的的各项指标是是否满足要求求，在检测过过程中既要保保证正常的检检测频率又要要加强对薄弱弱环节的检测测控制，发现现问题及时反反馈。由于目目前施工机械械化程度较高高，施工速度度较快，要求求检测的反馈馈信息必须要要快，否则质质量问题就不不能及时发现现，尤其是压压实度结果出出来滞后，等等发现问题反反馈到现场已已铺完3kmm之多了，因因此我们利用用向刚成型的的路面倒水来来检查路面的的质量，这样样现场人员也也能够随时掌掌握施工质量量，及时根据据情况进行调调整，并把信信息及时反馈馈到试验室和和拌和楼。几点体会1、以往SMAA路面压实遍遍数少，害怕怕过碾压造成成玛蹄脂上浮浮，产生油斑斑，主要是配配合比设计时时空隙率靠油油填充，4.75mm的的通过量过大大，因而压路路机少振动或或不振动就可可达到规定的的压实度和路路面空隙率，但但通车后在重重载交通的作作用下，空隙隙率很快地减减小，出现了了车辙和泛油油现象，现在在一改以前做做法，适当降降低油石比，增增加粗集料用用量，减小44.75mm