QC成果高速公路SMA沥青面层施工质量控制

合六高速公公路SMA沥青面层施工质量控控制中铁四局一一公司高速速公路SMA沥青面层施施工QC小组发表人：王王圣胜2007年12月一、概述合六叶高速速公路全长长104.438公里，分合合六段和六六叶段，于于2005年3月开开工工建建设设，，2007年11月28日建建成成通通车车。。本本项项目目部部承承建建的的是是合合六六段段二二标标，，位位于于合合肥肥市市肥肥西西县县和和六六安安市市金金安安区区境境内内，，双双向向四四车车道道,设计计时时速速120km/h,全长长28.751Km，开工工前前，，建建设设单单位位和和本本项项目目部部对对合合六六高高速速公公路路建建成成后后的的通通车车情情况况进进行行了了联联合合调调查查，，在在原原312国道道通通往往合合肥肥的的半半幅幅道道路路破破坏坏严严重重,而从从合合肥肥到到六六安安的的半半幅幅车车道道破破坏坏轻轻微微,原因因是是六六安安产产大大量量优优质质河河砂砂,而六六安安是是合合肥肥建建设设用用砂砂主主产产地地,运砂砂车车辆辆超超载载严严重重，，并并且且黄黄沙沙里里含含有有大大量量的的水水，，滴滴在在路路面面上上，，路路面面长长期期处处于于水水饱饱和和状状态态；；运运砂砂车车辆辆沿沿路路洒洒落落砂砂粒粒，，路路面面受受““砂砂粒粒-车轮轮””的的组组合合式式磨磨耗耗，，所所以以，，合合六六路路面面建建成成后后将将长长期期受受超超重重载载、、水水饱饱和和、、砂砂粒粒的的不不利利作作用用。。提出出变变更更意意见见:为了了增增强强路路面面使使用用性性能能，，延延长长道道路路使使用用寿寿命命，，我我项项目目部部提提出出将将合合六六叶叶高高速速公公路路的的合合肥肥至至六六安安段段上上面面层层AC-13细粒式沥青砼砼结构，变更更为SMA-13沥青玛蹄脂碎碎石结构，建建设单位接受受我们的意见见。该结构为为骨架密实型型，具有高温温抗车辙、低低温抗冻裂的的优点。变更更后路面结构构为38cm水稳基层+AC-25下面层+AC-20中面层+SMA-13上面层。二、QC小组概况QC小组成立于2007年7月。小组活动课题题：SMA沥青面层施工工质量控制。。小组类型：技技术攻关型注册号：YGS-2007-05活动时间：2007年7月-11月。小组成员情况况如下表：序号姓名年龄性别职称组内职务接受TQM培训时间备注1宋昌宜32男工程师组长48小时2张飞29男助工副组长48小时3吴子秋36男工程师组员48小时4王圣胜26男助工组员48小时5代政30男工程师组员48小时6伍汉34男技术员组员48小时7杨家林45男高工组员48小时技术指导QC小组成员表三、选题理由由1、SMA沥青面层施工工技术在国内内正处在前期期实践阶段，，已施工项目目少，公司首首次施工此类类工程，无成成熟经验借鉴鉴。2、SMA沥青面层施工工技术控制要要求高，其混混合料骨架结结构属于断级级配结构，很很难压实，，对施工压实实度是一重大大挑战。3、建设单位对对渗水系数的的要求远高于于行业规范。。以下是路面质质量检查项目目和控制指标标。检查项目规范指标业主要求指标项目部自控指标压实度%≥98≥98≥98平整度（σ）mm≤1.2≤1.1≤1.0渗水系数(ml/min)≤200≤50目标0-40（合格率≥80%）抗滑摩擦系数Fb(BPN)≥45≥45≥45构造深度(mm)≥0.55≥0.60.7~1.0四、现状调查查为了掌握SMA-13沥青上面层容容易出现的质质量问题，我我们按照常规规施工方法和和掌握的关于于SMA-13的特点，做了了300

m长的试验段，，小组成员对对试验段进行行检查，抽查查了50处，其中23处存在问题，，具体情况如如下：序号项目频次频率累计频率备注1渗水系数大939.10%39.10%

2压实度不足834.70%73.80%

3平整度较差28.60%82.40%

4构造深度不合格14.40%86.80%

5油斑14.40%91.20%

6混合料离析14.40%95.60%

7其它14.40%100%

合计23100%

统计汇总:王圣胜SMA沥青面层质量量问题排列图图制图:王圣胜渗水压实度平整度构造深度油斑离析其它9821111100%80%23问题数N（处）频率95.6%82.4%39.1%73.8%86.8%91.2%从以上调查情情况可以看出出，影响SMA沥青面层施工工质量的主要要问题是渗水水和密实度不不够。而渗水水问题主要是是由不密实引引起的，也就就是说，只要要解决了压实实度问题，渗渗水问题也就就解决了。五、目标设定定压实度达标，，渗水系数达达到建设方要要求。目标可行性分分析：1、控制配合比的的临界点,找到最佳级配配，使沥青青玛蹄蹄脂充充分填填充；；2、控制沥沥青混混合料料出料料温度度，控控制碾碾压温温度，，达到到在高高温状状态下下充分分压实实。六、原原因分分析压实度不合格人料环法机环境温温度低低风大大运距远远操作经经验不不足责任心心不强强骨料不不合格格混合料料级配配不合合理流流动压路机机配备备不合合理碾压设设备状状况差差混合料料拌合合不均均匀碾压轮轮迹重重复不不够配合比比不合合理混合料料松铺铺过厚厚碾压遍遍数少少、速速度慢慢级配配不不连连续续玛碲碲脂脂含含量量过过高高或或过过低低压路路机机配配备备不不足足或或性性能能不不匹匹配配混合合料料保保温温差差导导致致碾碾压压温温度度低低粗骨骨料料硬硬度度不不够够，，形形状状欠欠佳佳含泥泥量量大大小组组成成员员通通过过以以上上分分析析，，共共找找出出了了15个影影响响压压实实度度的的因因素素，，对对这这些些原原因因进进行行确确认认如如下下：：序原因调查确认调查人调查时间结论1作业人员操作经验不足；责任心不强SMA沥青面层施工前，对操作人员进行了培训，同时制定了奖惩制度，员工的作业水平和责任心都不存在问题。宋昌宜2007年7月非要因2压路机配备不足或性能不匹配项目部配备了足够的碾压设备，设备的型号及性能均能满足碾压要求。代政2007年7月非要因3碾压设备状况差设备进场时均进行过验收，确认状况良好吴子秋2007年7月非要因4骨料含泥量大材料进场均进行了进货检验，不合格地材严禁进场使用。伍汉2007年8月非要因5粗骨料硬度小、形状欠佳SMA沥青混合料结构本身要求粗骨料多，粉料多，细骨料少，骨料是断级配的，如果骨料硬度不够和颗粒形状棱角少，骨料间的嵌锁力就小，会导致SMA面层不密实，不而磨。张飞2007年8月是要因6骨料级配不连续SMA沥青混合料结构本身要求粗骨料多，粉料多，细骨料少，骨料是断级配的，骨料间空隙不易填充紧密，但这是结构要求。王圣胜2007年8月非要因7混合料保温差导致碾压温度低SMA混合料的碾压温度比一般沥青砼所需的碾压温度更高，保温不好料温过低快将难以压实。宋昌宜2007年8月是要因8混合料拌合不均匀混合料拌合不均匀将导致粗骨料少的地方密实度不够。张飞2007年8月是要因序原因调查确认调查人调查时间结论9玛碲脂含量过高或过低理论配比确定后，由于骨料为断级配，矿用量大，在实际施工中，粉料的含粉水量控制不好，较难做出最佳施工配比，粉料和木质纤维素用量多，需油量也就大，压实时易出油；而粉料和油量少了，粗骨料空隙又难充分填充，也影响密实度。代政2007年8月是要因10松铺过厚松铺过厚不易压实，但实际摊铺厚度控制良好。王圣胜2007年8月非要因11碾压轮迹重复不够操作工人在碾压时轮迹重复宽度符合要求王圣胜2007年8月非要因12碾压遍数少、速度慢操作工人能够按照规定的速度和遍数实施碾压。王圣胜2007年8月非要因13混合料运距远混合料运距远，温度损失大，可能导致碾压温度不够。张飞2007年8月是要因14环境温度低环境温度低，料温下降快，不易压实，但施工时环境温度尚可，影响不大。王圣胜2007年8月非要因15风大沥青混合料散热快，温度低难压实，施工时天气较好，影响不大王圣胜2007年8月非要因根据据调调查查确确认认可可知知，，主主要要影影响响因因素素有有5个，，即即：：1、粗粗骨骨料料硬硬度度小小、、形形状状欠欠佳佳2、玛玛碲碲脂脂含含量量过过高高或或过过低低3、混混合合料料保保温温差差导导致致碾碾压压温温度度低低4、混混合合料料拌拌合合不不均均匀匀5、混混合合料料运运距距远远对策策表表序原因对策目标措施责任人施工地点完成时间1粗骨料形状、硬度不好精选骨料骨料合格在规定范围内合理选择粗骨料级配、形状和硬度，力求合理。代政试验室07年7-10月2玛碲脂含量过高或过低加强试验的精确性确保配比合理精确粗骨料、石粉、木质纤维素和沥青油的用量，通过反复试验确定最佳施工配合比。代政试验室07年7-10月3混合料拌合不均匀调整机械、改进拌和工艺拌合均匀往拌合机加料时，增加纤维投放机，改进矿粉添加装置，增加拌合时间。宋昌宜拌合站07年7-10月4混合料保温差导致碾压温度低采取保温措施。确保碾压温度满足要求保证混合料的拌合温度，运输过程中，采取双层帆布覆盖，加快摊铺速度和碾压速度，确保施工时SMA混合料温度满足要求。张飞王圣胜施工现场07年8-10月5混合料运距远温度损失快七、、对对策策措措施施根据以上上对策，，小组成成员开始始实施。。实施一、、骨料选选择、配配合比设设计及调调整配合比设设计的任任务就是是确定骨骨架和沥沥青玛蹄蹄脂部分分各种材材料的规规格和比比例，以以保证形形成的粗粗集料骨骨架间隙隙能恰好好被玛蹄蹄脂填充充，使玛玛蹄脂能能真正发发挥胶结结作用。。我们的的步骤如如下：（1）选择材材料。SMA之所以有有较高的的高温稳稳定性，，是基于于含量较较高的粗粗集料沥青为业业主直供供材料，，用SK-70沥青加工工的SBS改性沥青青，技术性性能优良良。玄武岩与与SBS改性沥青青的粘附附性达不不到5级，需添添加抗剥剥落剂。。为选择择质量好好的抗剥剥落剂，，经大量量高温稳稳定性对对比试验验，我们们最终选选择了江苏文昌昌化工的的TW-1型液体抗抗剥落剂剂。SMA中沥青用用量大，，为了避（2）确定初试级配，在《沥青施工技术规范》的级配范围内，以4.75mm通过率为标志选定3个不同通过率的级配。测定3种配比矿料的毛体积相对密度，及各项物理指标。按照确保质量、经济合理、易于控制的原则，选择2#级配，进行后续设计。合成级配工程设计级配中值下限上限1001001001009795901006062.55075272722322121.5162719191424151612201313101611119131010812SMA骨架密实实结构AC悬浮结构我们经过过拟订了了三组配配合比进进行试验验，最筛分结果果筛孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075控制目标100976027211915131110抽提筛分10095.858.826.820.618.514.111.910.79.2试验段检检测结果果如下98.498.297.599.198.497.697.898.498.697.598.697.398.999.398.398.698.799.498.398.897.698.997.598.497.39898.498.398.298.8平均值98.3标准差0.58偏差系数数59.0%代表值98.3压实度渗水53.68.8022.145.36.913.848.213.855.353.781.520.85.336.6022.430.442.823.460.326.468.434.649.12537.939.403243.3045.143.360.218.650.533.33223.930.240.364.157.223.627.96.8017.20平均值：30.776标准差：20.3合格率：82%压实度刚刚合合格，但富余余系数较低，，不合格的风风险较大。渗水值内控指指标合格率82%，不合格的风风险较大，未未达到100%的控制目标。。对配合比进行行调整，发现现通过增加细细集料的比例例可以有效增增加压实度，，减小渗水，，但是，此措措施同时降低低了构造深度度，降低了摩摩擦系数，不不是有效方案案。经数次微微调，减小4.75mm的通过率，适适当加大0.6mm以下的通过率率，有效解决决了压实度、、渗水和构造造之间的矛盾盾。实施二、混合合料拌和质量量控制为了提高混合合料的拌和质质量，我们选选用了JRM4500型间歇式沥青青混凝土拌和和站，采用电电脑控制，能能够对沥青温温度、矿料加加热温度、混混合料的温度度进行及时红红外检测，同同时对每一盘盘的混合料生生产情况逐盘盘记录并打印印。SMA沥青混合料需需要投放木质质纤维素，我我们在沥青拌拌和机组中增增加了木质纤纤维素投料机机，根据每盘盘混合料数量量设定添加数数量。SMA沥青混合料沥沥青用量多，，为了充分拌拌和均匀，我我们调整了原原料添加顺序序，采取先添添加木质纤维维素，后添加加沥青，并延延长了拌和时时间，具体时时间如下：木质纤维素的的添加打印每盘添加加重量通过调整加料料顺序和拌和和时间，木质质素纤维被分分散的更彻底底、均匀。经经过对混合料料溶解分离后后检查，情况况如下：拌和工艺每5公斤混合料中，含未拌开的>2cm木质素团块（块数）每5公斤混合料中，含未拌开的>1cm木质素团块（块数）调整前310调整后03加矿料加纤维干拌20秒湿拌50秒加矿粉加沥青出料实施三、混合合料温度控制制由于SMA沥青混合料温温度敏感性较较强，并且面面层较薄，仅仅4cm，且项目管段段长，沥青混混合料运距远远，温度损失失大，必须保保证混合料的的碾压温度，，才能达到良良好的压实效效果。为此，，我们必须从从各个环节采采取措施控制制温度。1、控制混合料料出厂温度：：在混合料拌和和过程中，业业主下发作业业指导书要求求混合料超过过190度必须废弃，，我们采用靠靠近上限的办办法，控制混混合料出场温温度在175~185度左右，这样样，保证了初初始温度，也也是摊铺温度度的重要保证证。检验出厂温度度2、加强运输过过程中保温措措施：我们采取在混混合料装车后后，在运输车车周围都用棉棉被进行覆盖盖，并且覆盖盖完全，在车车顶部先用双双层加厚帆布布进行覆盖，，用铁丝将帆帆布紧紧扎牢牢在车厢上，，防止运输过过程中被风吹吹起。棉被包裹帆布布覆盖3、摊铺施工时时的温度控制制：对现场摊铺速速度和运距及及拌和站产量量进行计算，，达到拌和、、运输和摊铺铺匹配，在保保证不出现停停机待料的情情况下，现场场不积压料车车，保证混合合料到场得到到及时摊铺。。混合料运输输到现场时，，不揭开蓬布布，待卸料完完毕后才允许许整理蓬布。。混合料温度度摊铺温度不不低于160℃，否则，作为为废料处理。。摊铺速度×每米用量×60分钟=拌和站每小时时产量4、及时跟踪碾碾压：在摊铺机摊铺铺完成后，采采取跟踪式碾碾压方式进行行碾压，争取取沥青混合料料在较高的温温度状态下及及时得到压实实。跟踪式碾压通过以上保温温控制，我们们检测得到运运输20km距离时候，温温度仅下降1-2℃，初压温度均均在165℃以上，压实温温度得到有力力的保证。温度处理效果果在按以上步骤骤实施的同时时，对摊铺的的平整度、横横坡度、厚度度和摊铺段接接缝均进行的的效的控制，，确保SMA沥青路面的的各项质量量指标均满满足规范和和建设方的的要求。其他指标控控制八、SMA沥青面层效效果检查筛孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075控制目标100976026211916141211抽提筛分10095.858.826.120.919.115.814.612.711.1筛分结果实施效果检检查压实度度99.198.798.999.298.998.399.298.899.299.1100.599.799.510098.798.498.4101.198.299.410099.899.898.199.599.5平均值：99.2标准差：0.72偏差系数：渗水4.636.7009.124.221.70027.135.60024.1