浅论SMA沥青路面施工技术与质量控制

/浅论SMA沥青路面施工技术和质量限制摘要：文章结合深圳市留仙大道SMA沥青混凝土路面的施工组织设计和施工实践，介绍SMA流苏K凝上路面的施工技术和质量限制。关键词：水泥混凝上路面；滑模式摊铺机；施工技术；深圳市中图分类号：U416．217文献标识码：A文章编号：1009－7716（2004）04－0087－061工程简介深圳市贸仙大道是南山区北部东西向交通主于道，的起南北向主干道同发路，东接龙华扩展区内的梅龙路，全长约11km。留仙大道中、东段SMA沥青路面工程主线里程起点桩号为K3＋840，终点桩号为K10＋100，全长6260m。道路设计红线宽105m，道路横断面依据其地理位置及兼顾有公路及市政道路的功能，设计标准断面为（由北至南）：绿化带3．0m，人行道6．0m。，辅道11.0m，中心绿化带27．5m，主道12．25n；，中心分隔带6．0m，主道12．25n。，人行道6．0m。2工程特点沥青混凝土上面层接受SMA混合料和SBS改性沥青，为保证沥青混凝土路面的质量，必需从原材料选购 、协作比设计、拌和工艺、碾压工艺等各方面制定严格的质量保证措施，确保工程质量达到优良。3施工方案该工程主要沥青混凝土路面结构为：4m（SMA－13）＋5cm（AC－20I）＋6cm（AC－25I）。依据路基及土建合同段的施工进度和现场条件，该标段拟分两阶段组织施工。即：第一阶段铺筑路基土建标1～3标（K3十840～K6十340）范围沥青路面，其次阶段铺筑路基土建标4～7标（K6＋340～K10＋100）范围沥青路面。依据该工程的实际状况，辅道和主车道的沥青路面铺筑须依据交通组织方案和现场实际状况分段进行流水作业。一般应先完成辅道路面铺筑，然后进行主道路面铺筑。具体方案如下：（1）沥青混凝土路面接受2台摊铺机平行施工。如局部路段因路基标施工进度滞后不能交付时，可分段（2～3个施工段）进行摊铺，逐段开放交通。（2）沥青路面摊铺原则上辅道和主道依次进行，一般可先进行辅道路面摊铺，然后进行主道路面摊铺。但在工期惊惶时，可主、辅道同时进行摊铺。（3）沥青混凝土路面施工期间应完全封闭主车道交通，实行单幅断面一次摊铺。主车道左右幅原则上依次进行摊铺，并刚好开放交通。如条件（工期、交通状况等）允许，也可考虑左右幅各层结构依次进行摊铺。（4）工期惊惶时双幅主车道可用2台摊铺机分别进行摊铺、流水作业。（5）平交口沥青路面拟在辅道施工完成后进行铺筑。如原施工单位未能如期供应施工作业面，则支配在主车道摊铺完成后进行摊铺。施工条件较好的平交口作业面可支配2台摊铺机并机作业。以保证平交口的摊铺质量。3．1施工设备（1）拌和设备：依据工程要求和施工实力计算，拟配备沥青混合料拌和设备1台，担当路面沥青碎石联结层、粗粒式沥青混凝土下面层、中粒式沥青混凝土中面层和SMA改性沥青混凝土上面层沥青混合料的生产。拌和站设备拟选用韩国产TSAP-3000FFW间隙式沥青混和料拌和站，操作方式为程序限制全电脑系统（中文处理、电视监控），电子秤（3点式电子传感器）计量，4个37m3隔离式储料仓，导热油循环沥青加温，达到国际、国内环保标准的二级袋式除尘，配备有纤维素添加装置；生产实力为每小时240t，理论台班生产实力为1920t，完全可满意该合同工程日须要量，施工实力储备系数为1．59。沥青库储实力为500t，可满意库储基本要求。（2）摊铺设备：主车道沥青混凝土罩面选用德国产弗格勒2500型自动调平、熨平履带式沥青混凝土摊铺机，其一次摊铺路面宽度为可达16m，料斗容积为17．5t，理论摊铺速度为18m／min，台班理论摊铺实力为30240～138240m2。辅道选配德国产弗格勒1900型自动调平、熨平履带式沥青混凝土摊铺机1台，该机型一次摊铺路面宽度为2．5～9m（可调式），理论摊铺速度为18m／min，台班理论摊铺实力为27500～113520m2。主车道设计宽度为双幅六车道2×12．25m，路口最大加宽为22m，选配上述两种机型，可以接受单向全幅摊铺方案，路面施工不出现纵向接缝，可高质量地满意该工程对平整度的要求。施工期间，摊铺机支配施工行驶速度为1．5～3．5m／min，一般正常施工行驶速度限制在3．0m／min以内。我们还将配备1台Vogele2100型摊铺机作为备用设备，以保证施工持续进行。（3）碾压设备：碾压设备拟选用YL25轮胎式振动压路机2台、DD-110双钢轮振动压路机2台，用于厚度为8cm粗粒式沥青混凝土结构层和6cm中粒式沥青混凝土结构层的复碾工序；选用DD-110、HD130双钢轮振动压路机4台用于SMA改性沥青混凝土面层的复碾工序。轮胎式振动压路机不得用于SMA结构层的碾压作业。3．2原材料依据业主招标文件要求，该工程要求接受科氏或路安特品牌AH－70重交通道路沥青及SBS改性沥青石SMA混合料所用的碎石拟采运深圳市平湖石场生产的辉绿岩（玄武岩）碎石，其它一般沥青混凝土所用的碎石采运北环路深云石场碎石。具体要求如下：（1）沥青：招标文件规定的沥青标号为道路石油沥青AH－70，其中SMA结构的沥青为：4％SBS＋0．3％木质纤维素的改性沥青，改性剂剂量以内掺法为准。（2）集料：各种沥青面层的粗集料、细集料、填料应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032－94）和《公路改性沥青路面施工技术规范）（JTJTJ036－98）要求。SMA运用的粗集料应接受碎石，石料坚硬，耐磨耗，外观接近立方体，有良好的嵌挤实力；粗集料应干净、干燥、不吸水、无风化、无有害杂质；粗集料100％轧制，并至少应有两个裂开面。SMA的细集料宜接受裂开机制砂，其它面层细集料可接受自然砂或石屑。细集料应干净、干燥、无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成。（3）填料：沥青混合料的填料必需接受石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经细磨得到的矿粉，矿粉中不能含有泥土和有机物。（4）木质纤维素：改性沥青运用木质纤维素作为纤维稳定剂的用量为沥青混合料总量的3％。但经我们现场调查，SMA结构用碎石和机制人工砂选用平湖芙蓉石场，石料规格尚可，但距SMA要求的外观接近立方体尚有差距，石料干净度也需改进。压碎值、洛杉矾磨耗损失、沥青粘附性指标等也需做进一步测定，机制人工砂质量较好。3．3沥青混凝土协作比设计沥青混合料材料及协作比设计在合同签订后第7d起先进行，沥青路面试验路开工前7d完成，并报监理工程师批准。试验室的全部称量器具均需经过主管部门检验及精度标定。3．3．1材料试验碎石（包括SMA用碎石）、机制砂、矿粉、沥青（石油沥青、改性沥青）、SBS改性剂、木质纤维素都必需依据招标文件及交通部《公路工程沥青及沥青混合料试验规程氏公路改性沥青路面施工技术规范》进行全部项目指标的试验，并满意其要求。3．3．2沥青混合料协作比试验沥青混合料协作比试验在公司总部中心试验室进行，施工期间的试验项目，由总部试验室和工地试验室同时进行，所得数据相互验证。沥青混合料马歇尔试验（包括浸水马歇尔试验）的技术指标应符合《招标文件之第11卷：技术规范》的要求，并依据目标协作比、生产协作比及试拌试铺验证三个阶段，确定最终石料级配及最佳沥青（或改性沥青）用量。同时，应通过试验沥青（改性沥青）的粘温关系，确定沥青混合料拌和和压实的等粘温度和操作条件。集料和结合料拌和后应进行析漏试验及沥青混合料车辙动稳定度试验。其设计要点如下：（1）选定符合要求的沥青、改性剂、纤维素、粗集料、细集料和矿粉并进行材料性能指标检验。（2）确定矿料协作比，依据选定的混合料矿料级配范围（曲线）及各原材料实际粒径级配，计算出各种矿料用量百分比，使初配的矿料粒径，基本接近级配曲线的中值。（3）确定沥青用量，按沥青参考用量选定一接近中值的百分比，作为基准组，再上下变更两组沥青用量，其中SMA每组间隔0．3％，对于其它沥青混合料每组间隔0．5％，共五组，每组依据要求测定其沥青混合料的实际性质，选定符合各项要求的协作比，作为适用的协作比。如均不能符合要求，则须另配。（4）SMA经马歇尔试验确定的结合料用量应接受《公路工程沥青混合料试验规程》（JTJ052）中，“谢伦堡沥青析漏试验”及“肯塔堡沥青混合料飞散试验方法”进行检验，如不合格，应调整结合料用量或重新进行混合料设计。（5）试拌复核，依据选定协作比，上机试拌，实测试件复核各项指标，必要时可略作调整，作为生产用标准协作比。a．目标协作比设计目标协作比设计按图1框图进行：图1目标协作比设计框图b．生产协作比设计各冷料仓的石料按目标协作比确定的比例进行烘干筒烘干后，热料经过筛分重新分成不同粒级的矿料，分别进人4个热料仓，此时，各个热料仓的矿料级配已发生变更，需重新进行协作比计算，确定各个热料仓石料进人拌和室的比例，并最终确定最佳沥青用量。生产协作比设计按图2框图进行：c．试拌试铺验证通过试验路试拌试铺验证，取得和确定沥青混凝土混合料拌和、运输、摊铺及碾压施工所需的各项数据，以指导工地大面积施工，见图3框图。图2生产协作比设计框图图3试拌试铺验证框图3．4试验路铺筑在沥青混凝土路面正式施工前，应在监理工程师批准和监督下，调用投人该标段全部机械设备，将各种类型沥青混合料铺筑不少于150m的试验路段，以取得施工的工班进度及施工帮助人员、机具配备、最佳平整度、最佳压实度、沥青混合料的松铺厚度、压实工艺及追数、混合料施工温度限制、标高及宽度限制、横、顺接缝限制、拟定施工单元（沥青混凝土拌和站、自卸车、沥青混凝土摊铺机和压路机）的施工实力以及运输路途和机械设备的最佳组合等试验数据，修正原定的施工组织设计方案后服监理工程师审批，以便指导施工。试验路铺筑的前提条件是：全部参加该标段施工的工程技术管理人员及技术工人就位；全部用于该标段的机械设备进场安装调试完毕，处于完好待用状态；拟用于该标段工程的全部配套试验、检验仪器和设备到位并处于工作状态；试验路段路面基层阅历收符合规范标准；试验路段及各类型沥青混合料协作比经监理工程师批准。沥青混凝土路面试验路段的铺筑，SMA改性沥青混凝土上面层、中、粗沥青混凝土面层的试验段均选在主车道内进行。结构层试验段的长度分别为：粗粒式沥青混凝土下面层150m；中粒式沥青混凝土中面层单幅150m；SMA改性沥青混凝土上面层150m。通过试验路段各结构层沥青混合料的试拌，试铺和试压试验，以验证和修正各种技术参数，确保工程质量和工程的顺当进行。试验路段取得满意的试验数据和具有指导意义的试验阅历后，经监理工程师批准，方可进行沥青混凝土面层大面积正规施工作业。3．5沥青混合料拌和（1）沥青加温沥青加温接受导热油系统，即锅炉加温导热油至300℃，导热油经管道通过沥青储存罐，再经回路至锅炉重新加温，明火不干脆和沥青接触，可将沥青性能的热损失削减到最低限度。重交通沥青加热至140℃～170℃、改性沥青加热至180℃～185℃，由沥青泵经管道输送至沥青混和料拌和机，经计算机自动限制系统计量后进人拌和仓和加热后的碎石混合。（2）碎石加温拌和碎石经皮带输送机进人四个单独的冷供斗内以保证粗细集料的精确配料，尔后，进人旋转滚筒干燥器，以便在加热（碎石加热温度在150℃～180℃范围内，改性沥青提高至180℃～195℃）和干燥过程中不断搅动集料，集料通过干燥器后按不同大小进行筛分，并在搅拌前放人四个已加热的料斗中，再经计算机自动限制（3点式电子传感器方式）系统经精确称量进人沥青混合料搅拌设备，在重油（或柴油）加热下拌制30s或更长时间，（拌好的沥青混合料不得在聚料斗内存放24h以上或在运输车中存放2h以上），并保持拌和料的规定温度，用自卸车运至施工现场。一般沥青混合料的出厂温度限制在140℃～160℃范围内，SMA改性沥青混合料的出厂温度限制在170℃～185℃，并应保证运到施工现场的摊铺温度不低于160℃。拌和不匀整、有析漏现象、混合料出厂温度或摊铺温度低于规定温度、抽提试验不合格及过度加热炭化的沥青混合料不得用于施工，视状况废弃或重新加工并经监理工程师批准后运用。沥青混凝土拌和站及施工现场均配备沥青抽提仪，随时取样测定沥青混合料的沥青含量、级配组成和有关力学性能。3．6沥青混合料运输沥青混合料接受12～15t自卸车运输，在运输中车箱应清洗干净，箱尾盖应灵敏密封，运输途中用经加工的，特别合体的厚帆布隔绝材料严密封盖，以防雨和过分失热。必需确保沥青混合料的摊铺和碾压温度在不低于技术标准规定的温度时进行。依据近期进行的沥青混合料热损数据测试，经测试计算出沥青混合料热损失在7～20km运距内时为7％～11％（和天气状况、运输路途畅顺状况有关），沥青摊铺温度均高于规范规定最低温度。3．7沥青混合料的摊铺主车道机动车道分上下行两幅，单幅宽度为12．25m，主车道接受福格勒Vogele-Super-2500型摊铺机作业，全路幅（单幅）一次摊铺成型。对于SMA改性沥青混凝土面层，由于其层厚较薄，应最大限度地保证摊铺作业的连续性。路口段为变宽路面，最宽度为22．0m，接受福格勒Vogele-Super-2500、Vogele-Super-19000型摊铺机两台梯形作业，全路幅（单幅）一次摊铺成型。SMA及一般沥青混合料的摊铺作业原则上应连续进行，在雨天或雨后有积水、路面基层（或施工下层）未干燥、气温低于10℃时，都不得施工。如由于恶劣天气条件或机械故障或其它不行抗力因素造成必需停止摊铺作业时，再次开工前应在停止作业处用切割机切割成垂直施工缝，但须留意避开上、下层施工缝的重叠，其间距须错开10～20m。在重新进行摊铺作业前，须在施工缝处喷洒粘层油。粘层材料应和混合料接受同一标号的沥青。下列状况的沥青混合料不得用于摊铺作业：（1）混合料温度低于规范规定混合料摊铺温度下限的；（2）遭受雨淋、尘埃污染的沥青混合料；（3）肉眼可以判定级配不合理、沥青含量偏大或偏小、离析或结块、拌和不匀整的沥青混合料；（4）连续保温超过规定时限的沥青混合料；（5）非当班拌和已确定遗弃的沥青混合料。沥青混凝土面层和粘层沥青应连续作业，否则，对全部表面松散材料都应清扫至干净无污物为止。沥青混合料的拌和速率、运输速度应和摊铺机连续不间断工作的吞吐实力相匹配，并尽一切可能保持摊铺机连续作业。摊铺机接受自动找平基准装置限制高程和平整度。3。8沥青混合料的碾压沥青混合料的压实步骤一般为：22t双轮压路机初压→25t轮胎压路机复压→12～15t光轮压路机终压（静压）。SMA改性沥青混合料的压实步骤一般为：22t双钢轮压路机初压→26t双钢轮振动压路机复压→22t双钢轮压路机终压（静压），SMA不得接受轮胎压路机进行碾压，压路机必需紧跟在摊铺机后面碾压，在终压温度前消退全部轨迹，一旦达到要求的压实度（不小于马歇尔试验密度的96％）应立刻停止压路机作业，以免过度碾压导致沥青玛蹄脂结合料被挤压到路表面。由于该工程接受的Vogelesuper-2500型和1900型沥青混凝土摊铺机有熨平振动压实功能，也可省去初压环节，同时也可保证沥青混合料的碾压温度。沥青混合料的摊铺系数和各碾压步骤的碾压遍数可接受成熟的阅历数据并结合试验路段的铺筑进行确定。3．9粘层和逐层粘层和透层一般均接受相应稠度的沥青乳液，在该工程中可接受相同标号的石油沥青乳液。在准备好的基层面上按1．0kg／m2的用量喷洒透层油，在下面层表面，路缘石内侧，井框四周按0．5kg／m2的用量喷洒或涂抹粘层油。粘层和透层油应在上一结构层即将施工前进行喷洒或涂抹。大面积层面的透层和粘层油的喷洒接受郴州市政机械厂生产的CZL5102GLQSC型沥青洒布车进行洒布。透层和粘层沥青乳液的加热温度一般为120℃～130℃，洒布温度110℃～120℃。在洒布透层和粘层油时，须留意爱惜邻近的建筑物或构造物免受污染。3．10封层3．10．1材料（1）沥青：封层沥青接受乳化沥青PC-2、PC-2。制作乳化沥青的沥青材料要求：凡在施工现场生产乳化沥青的，其沥青材料一律接受同底面层相同的沥青（即70＃石油沥青）；场外生产的一律接受100＃石油沥青。（2）集料：接受粗集料，其质量应满意封层粗集料技术规范要求。3．10．2施工要求（1）封层施工前，基层顶面应彻底清扫干净，尤其是桥涵、通道面上，确定要清除灰浆等各种杂物，保持清洁，并保持适宜湿度，经监理检查合格并签认评测后进行。清扫最好用清扫机完成，局部要用水冲洗干净。标高的合格率不低于85％，平整度满意要求