江苏高速公路改性沥青sma-13路面-陕西利民公路工程咨询服务

SMA13沥青路面施工监理要点及摘要沥青玛蹄脂碎石混合料路面SMA的组成原理及特点沥青玛蹄脂（SMA）是一种由沥青、纤维稳定剂、砂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。具有高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒的组成特点。高含量的粗骨料在混合料中颗粒面与面直接接触、相互嵌锁构成的骨架直接承受了荷载作用，这种骨架对温度敏感性小。含量较高的矿粉与沥青形成粘聚力很高的胶凝状物玛蹄脂，使得混合料的整体力学性质提高。这两方面的作用使混合料具有足够的竖向与侧向约束，在车辆荷载的作用下，不产生或只产生微小的永久性变形。SMA的结构组成可概括为“三多一少，即粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。具体讲SMA是一种间断级配的沥青混合料，5MM以上的粗集料比例高达7080，矿粉的用量达713，“粉胶比”超出通常值12的限制。由此形成的间断级配，很少使用细集料；为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂；沥青用量较多，高达607，粘结性要求高，并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青最好采用改性沥青沥青玛蹄脂碎石混合料是当前国际上公认使用较多的一种抗变形能力强，耐久性较好的沥青面层混合料。由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力，同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。添加纤维稳定剂，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好。间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好。同时混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，从而全面提高了沥青混合料的路面性能。SMA玛蹄脂的主要特点（1）具有高的抗车辙能力和温度稳定性；（2）优良的抗裂性能；（3）良好的耐久性能，与传统的沥青混凝土相比，SMA的使用寿命增加40左右。若使用改性后的沥青，可进一步提高其性能；（4）较好的抗滑性能；（5）初期投入较高，但考虑使用寿命后年平均投入较低。一、原材料的技术要求1沥青采用优质SBS改性沥青，其技术要求见表1。沥青由高速集团统一采购江苏宝利沥青有限公司生产的沥青，各施工单位试验室对针入度、延度和软化点进行检验，并留样备检，试验室除上述检测项目外，还应检验老化试验后的质量损失，针入度比、延度等。频率是施工单位每车检验一次，中心试验室每五车抽检一次并轮流抽检一个标段各工区一次，并按要求进行外委送样检测试验。SBSIC改性沥青技术要求表1检验项目技术要求针入度（25，100G,5S）01MM6080针入度指数PI04延度5CM/MIM,5（CM）35软化点环球法70与集料黏附性5级动力粘度（135）PAS3闪点（）230溶解度（）99离析，软化点差（）25弹性恢复（25）（）80质量损失（）10针入度比（25）（）65RTFOT试验后延度5CM/MIM,5（CM）20贮存稳定性离析,48小时软化点差252粗集料采用略阳建辉石料场生产的石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石，粒径大于475MM，采用秦岭岭南石灰岩集料、闪长岩集料，粗集料技术要求见表2。集料质量我室从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、对进场粗集料每500方检验一次。SMA13上面层用粗集料质量技术要求表2指标技术要求石料压碎值20洛杉矶磨耗损失28视密度T/M3260吸水率20对沥青的粘附性不小于5级坚固性12细长扁平颗粒含量10水洗法3000水稳定性残留马歇尔稳定度冻融劈裂试验残留强度比85以上80以上渗水系数3ML/MIN475MM）图一改性沥青SMA13混合料的各项体积指标2目标配合比设计（1）改性沥青SMA13目标配合比设计按图二流程的步骤进行。材料选择材料试验选择初试级配纤维稳定剂粗集料、细集料、矿粉沥青测定粗集料的VCADRC设计粗集料骨架，例如SMA13，以475MM通过率为关键性筛孔，选用高、中、低3个档次，设计3组配比VVVAVMAVCAMIX不合格合格不合格合格不合格合格图二改性沥青SMA13混合料配合比设计流程（2）按试验规程规定的方法精确测定各种原材料的相对密度，其中粗集料（1号料和2号料）为毛体积相对密度和表观相对密度，细集料（3号料和4号料）和矿粉为表观相对密度。（3）设计初试级配。调整各种矿料比例，设计3个不同粗细的初试级配，必须符合表1的标准级配范围的要求，3个级配的475MM通过率应分别为23、27、31左右，3个级配矿粉数量宜相同，使0075MM通过率为10左右。按式（1）计算初始级配矿料的平均毛体积相对密度SB和按式（2）计算大于475MM粗集料的混合毛体相对密度CA。选择初试沥青用量，制作马歇尔试件分析VMA、VCA，确定设计级配对设计级配变化沥青用量制作马歇尔试件分析VV、VFA等，确定最佳沥青用量进行马歇尔试验，检验稳定度、流值进行各种配合比设计检验，确定配合比（1）543210PPPSB（2）21PCA式中P1、P2、P3、P4、P5为各矿料的配比，其和为100；1、2、3、4、5分别为1号料和2号料的毛体积相对密度以及3号料、4号料、矿粉的表观相对密度。（4）用捣实法测定大于475MM的粗集料捣实密度S按（T0309）试验，由式（3）计算各组初试级配捣实状态下粗集料间隙率VCADRC。（3）101WCASDRCVA式中W水的密度（GCM3，常温下可取0999）。（5）选择制作马歇尔试件的初试油石比。初试油石比应根据矿料级配的平均毛体积相对密度选择。（6）按照选择的初试油石比和矿料级配制作SMA马歇尔试件，一组马歇尔试件数目不少于6个，试件毛体积相对密度MB，必须由表干法测定。（7）供计算SMA混合料体积指标的最大相对理论密度T，可按式（4）计算得到。（4）XAXATPPPP5432110式中PA混合料油石比，；PX纤维用量，以矿料质量百分率计，由占沥青混合料总量百分率换算得到，；1、2、3、4、5分别为1号料和2号料的毛体积相对密度和表观相对密度的平均值以及3号料、4号料、矿粉的表观相对密度。A沥青的相对密度；X纤维相对密度，由厂方提供或实测。（8）按式（5）、式（6）、式（7）和式（8）计算SMA马歇尔试件的矿料间隙率VMA、粗集料骨架间隙率VCAMIX、空隙率VV和沥青饱和度VFA。（5）101SSBMPVMA（6）CAMBMIXC（7）101MBV（8）MAVF式中PS沥青混合料中除沥青外全部矿料占沥青混合料的质量百分率，即（100沥青用量），；PCA沥青混合料中粗集料的比例，即大于475MM的颗粒占沥青混合料的质量百分率，；（9）从3组初试级配试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAMIXVCADRC及VMA17的要求，当有1组以上的级配同时符合要求时，以475MM通过率大且VMA较大的级配为设计级配。（10）马歇尔试件的设计空隙率VV应符合表七的要求，根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0204为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件。（11）进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合表七的要求。表中稳定度和流值并不作为配合比设计可以接受或否决的唯一指标，容许根据同类型改性沥青SMA13工程的经验予以调整。（12）根据希望的设计空隙率（通常为4），确定最佳油石比OAC。（13）按表八规定的项目进行配合比设计检验。3生产配合比设计（1）确定各热料仓矿料和矿粉的用量。必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果，通过计算，使矿质混合料的级配符合设计级配和表一的规定，并特别注意使0075MM、475MM和95MM的筛孔通过量控制接近设计级配，以确定各热料仓和矿粉的用料比例，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。（2）确定最佳油石比。取目标配合比设计的最佳油石比OAC和OAC03三个油石比，取以上计算的矿质混合料，用试验室的小型拌和机拌制改性沥青SMA13，制备马歇尔试件，计算改性沥青SMA13试件的VMA、VCAMIX、VV和VFA，按目标配合比设计方法，选定适宜的最佳油石比。（3）生产配合比设计检验。用以上生产配合比，进行沥青析漏试验和残留马歇尔稳定度检验。4试拌试铺用生产配合比在生产拌和机上进行试拌。经检验，改性沥青SMA13技术性能符合规定后铺筑试铺段，取试铺的改性沥青SMA13进行体积参数分析、马歇尔检验和沥青含量、筛分试验检验，由此确定正式生产用的标准配合比。5关于改性沥青SMA13马歇尔室内试验中几点统一做法（1）配合比设计时拌制改性沥青SMA13需采用小型沥青混合料拌和机，以模拟生产实际情况。（2）试件成型温度应符合下表9规定上面层改性沥青SMA13试验拌和与击实温度OC表9矿料（包括矿粉）加热温度170175沥青加热温度160170沥青混合料拌和温度160170试模预热温度160170试件开始击实温度155160试件成型终了温度不低于145（3）改性沥青SMA13试件毛体积相对密度用表干法测定。（4）计算改性沥青SMA13理论最大相对密度时，粗集料采用毛体积相对密度和表观相对密度平均值，细集料、矿粉和木质纤维用表观相对密度。（5）试件的配料、拌和均应单个进行，以确保试验结果的一致性。（6）改性沥青SMA13生产检验时，从拌和机上取样后立即制备试件，不许试样冷却后再次加热成型试件。四、施工机械与质量检测仪器的准备工作1配备齐全的施工机械和配件，做好开工前的保养、调试和试机。SMA上面层采用机械化连续摊铺作业，因而必须配备以下主要施工机械。1采用国外意大利产间歇式沥青混合料拌和机，型号4000，全部生产过程由计算机自动控制，配有良好的打印装置。拌和机应配备良好的二级除尘装置和木质素纤维添加装置。2用的是国产中大1600型沥青混合料摊铺机三台其中一台备用。316M移动式自动找平基准装置两套4只。4压路机静重不小于15T双钢轮压路机4台其中带振动压路机不少于3台，小型手扶振动压路机1台5载重量15T以上的自卸汽车备20辆左右。6小型沥青洒布车1辆。2配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器，并配备足够的易损部件。主要仪器设备如下1针入度仪2延度仪3软化点仪4沥青混合料马歇尔试验仪5马歇尔试件击实仪6试验室用沥青混合料拌和机7脱模器8沥青混合料离心抽提仪（带矿粉离心加速沉淀仪）9沥青路面用标准筛方筛孔10集料压碎值试验仪11烘箱至少两台12试模不少于12只13恒温水浴14冰箱15路面取芯机16路面平整度仪17砂当量仪五、在SMA13上面层施工前对沥青中面层的严格检查、清扫与喷洒粘层沥青，SMA路面密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。对下承层中面层检查要求尤为重要1沥青中面层的质量检验。对中面层的外观质量与内在质量进行全面检查，对局部质量缺陷（例如严重离析和开裂、油污染等）应按规定进行修复，并由驻地办签署意见备案。2对中面层表面的污染物必须清扫干净，必要时用水冲刷，对于局部被水泥等杂物污染冲刷不掉的，应用人工将表面水泥砂浆凿除。3、对中面层表面，清扫干净、冲洗的水迹晾干后喷洒粘层沥青技术要求与下封层用乳化沥青相同，折算纯沥青数量04KGM2。以浇洒均匀，不流淌不粘轮为准。粘层沥青喷洒后应进行交通管制，禁止任何车辆通行和人员踩踏，乳化沥青破乳后，不粘车轮时才可摊铺上面层。六、铺筑试铺路段，SMA的施工工艺要求较高，与其他间断级配混合料一样，它对施工因素的敏感性较强，矿料级配及沥青用量小的波动和变化，很容易造成路面质量的大的波动，也会造成局部泛油、油斑、透水等。所以试验段有为重要改性沥青SMA13上面层施工开工前，均需先做试铺路段。施工单位通过合格的改性沥青SMA13组成设计，拟定试铺路段铺筑方案，经中心试验室主任批准后，铺筑试铺路段。试铺路段宜选在直线段，长度不少于300M。试铺路段施工分为试拌和试铺两个阶段，需要决定的内容包括1根据各种机械的施工能力相匹配的原则，确定适宜的施工机械，按生产能力决定机械数量与组合方式。2通过试拌决定（1）拌和机的操作方式如上料速度、加料程序、矿粉的加料方式、拌和数量与拌和时间、拌和温度等。（2）验证改性沥青SMA13的生产配合比，决定正式生产用的矿料配合比和油石比。（3）木质素纤维添加填加方式和计量检验。3通过试铺决定（1）摊铺机的操作方式，摊铺方法、摊铺温度、摊铺速度、初步振捣夯实的方法和强度、自动找平方式等。（2）改性沥青SMA13路面的压实是一道关键工序，要在试铺段试铺过程中，通过试压获得所要求压实度而制订适宜压实工艺与压实程序明确具体的碾压时间，压实顺序，碾压温度，碾压速度，静压与振压最佳遍数，压路机类型组合，压路机型号与吨位，压路机振幅、频率与行走速度的组合等。（3）施工缝处理方法。（4）松铺系数（约为108120）。4确定施工产量及作业段的长度，修订施工组织计划。5全面检查材料及施工质量是否符合要求。6确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式。试铺段的铺筑，严格按部颁标准公路沥青路面施工技术规范、改性沥青路面施工技术规范和沥青马蹄脂碎石混合料设计施工指南、陕西高速公路标准化施工技术指南规定操作。在试铺段的铺筑过程中，试验监理工程师应一起参加，检查施工工艺、技术措施是否符合要求，测温、观色、取样，并记录试验与检测结果，检查各种技术指标情况，对出现的问题提出改进意见。必须力争一次铺筑成功，使试铺上面层成为正式路面的组成部分，否则应予铲除。试铺段的质量检查频率应根据需要比正常施工时适当增加（一般增加一倍），试铺结束后，经检测各项技术指标均符合规定，施工单位立即提出试铺段总结报告，由驻地监理工程师审核，经中心试验室主任批准，方可作为申报正式开工的依据。七、改性沥青SMA13上面层施工1把好原材料质量关（1）要注意粗、细集料和填料的质量，对不合格的矿料，不准运进拌和厂。（2）堆放各种矿料的地坪必须硬化，并具有良好的排水系统，避免材料被污染；各品种材料间应用墙体隔开，以免相互混杂。（3）细集料及矿粉必须覆盖，细料潮湿将影响喂料数量和拌和机产量。（4）木质素纤维的保管、存放、运输过程中均不得受潮。2关于改性沥青SMA13配合比设计的统一规定（1）对同一拌和厂两台拌和机，如果使用相同品种的矿料，可使用同一目标配合比。目标配合比需经驻地监理工程师审核，报中心试验室主任批准后才能进行生产配合比设计，如果某种矿料产地、品种发生变化，必须重新进行目标配合比设计。（2）每台拌和机均应进行生产配合比设计，由驻地监理工程师审核，中心试验室主任批准后，才能进行试拌和试铺。3改性沥青SMA13的拌制1严格掌握改性沥青和集料的加热温度以及改性沥青SMA13的出厂温度。改性沥青SMA13的施工温度范围见表10。改性沥青SMA13的施工温度表10沥青加热温度165175集料温度185195混合料出厂温度177183，超过190废弃运到现场温度不低于165摊铺温度不低于160，低于140作为废料初压开始温度不低于150复压最低温度不低于140碾压终了温度不低于130注所有检测用温度计应采用半导体数显温度计并及时送当地计量部门检定，或在监理监督下用标准温度计标定；所有温度检测均应按正确的方法操作，避免温度计探头位置不当使测得温度不真实。碾压温度是指碾压层内部温度。（2）拌和楼控制室要逐盘打印改性沥青及各种矿料的用量和拌和温度，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核；每天应用拌和总量检验各种材料的配比和改性沥青SMA13油石比的误差。（3）拌和时间由试拌确定。改性沥青SMA13拌和时间及加料次序参照表11选用，必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度。建议的改性沥青SMA13拌和时间及加料采用次序表11加矿料加矿粉干拌约10S加沥青加纤维湿拌约3540S出料总生产时间约5060S（4）要注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析、析漏等现象。如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前，有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征，这要通过细致地观察室内试拌的混合料而取得。（5）要严格控制油石比和矿料级配如下图，避免油石比不当而产生泛油和松散现象。调整矿粉填加方式，避免矿质混合料中小于0075MM颗粒偏低的现象出现。每台拌和机开拌后每天上午、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和改性沥青SMA13的物理力学性质，每周应检验12次残留稳定度。1料2料3料4料矿粉消石灰粉集料的外观照片（6）混合料不得在储料仓中长时间储存，以不发生沥青析漏为度，且不得储存过夜。4改性沥青SMA13的运输（1）采用数字显示插入式热电偶温度计（必须经常标定）检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度，插入深度要大于150MM，在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300MM。（2）拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分三堆装料，成品字型装料，以减少粗集料的分离现象。（3）沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方应有五辆运料车等候卸料。（4）运料车应用完整无损的双层蓬布或者棉被覆盖，以达到保温防雨或避免污染环境的目的。（5）连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前1030CM处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。5改性沥青SMA13的摊铺（1）连续稳定的摊铺，是提高路面平整度最主要措施。宜采用两台摊铺机梯队摊铺，以提高摊铺层均匀性和压实度。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度，按23M/MIN左右予以调整，通常不超过3M/MIN，容许放慢到12M/MIN，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应任意以快速摊铺几分钟，然后再停下来等下一车料，切忌停铺用餐，争取做到每天收工停机一次。（2）用机械摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断地整修，只有在特殊情况下，需在现场主管人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。（3）上面层用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。由两台摊铺机联合作业实施摊铺，前摊铺机过后，摊铺层纵向接缝上应呈斜坡，后面摊铺机应跨缝510CM摊铺。两台摊铺机距离不应超过10M。（4）摊铺机应调整到最佳工作状态，调试好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量应高于螺旋布料器中心，使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布，并在每天起步前就应将料量调整好，再实施摊铺，避免摊铺层出现离析现象，并随时分析、调整粗细料是否均匀，检测松铺厚度是否符合规定。摊铺前应将熨平板预热至规定温度（不低于100），摊铺时熨平板应采用中强夯等级，使铺面的初始压实度不小于85。摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。（5）要注意摊铺机接料斗的操作程序，以减少粗细料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出，尚有约10CM厚的热料时，下一辆运料车即开卸料，做到连续供料，并避免粗料集中。（6）摊铺应选择在当日高温时段进行，路表温度低于15时不宜摊铺；摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料；遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。6改性沥青SMA13的压实（1）改性沥青SMA13的初压、复压宜用钢轮振动压路机碾压，碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行。混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状态下开始碾压，不得等候，不得在低温状态下反复碾压，防止磨掉石料棱角、压碎石料，破坏石料嵌挤。碾压温度应符合表9的规定，必须有足够数量的压路机，初压和复压均不宜少于2台。碾压段的长度控制在20M30M为宜，改性沥青SMA13严禁使用轮胎压路机。（2）在初压和复压过程中，宜采用同类压路机并列成梯队压实，不宜采用首尾相接的纵列方式。采用振动压路机压实改性沥青SMA13路面时，压路机轮迹的重叠宽度不应超过20CM，当采用静载压路机时，压路机的轮迹应重叠1/31/4碾压宽度。不得向压路机轮表面喷涂油类或油水混合液，需要时可喷涂清水或肥皂水。（3）压路机应以均匀速度碾压。压路机适宜的碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，可参照表12通过试铺确定。压路机碾压速度（KMH）表12压路机类型初压复压终压静载钢轮压路机23255255钢轮振动压路机2445（4）改性沥青SMA13路面摊铺后应抓紧碾压，由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使摊铺面在较短时间内达到规定压实度，且碾压温度符合表9的规定。压路机折返应呈梯形，不应在同一断面上。（5）对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。改性沥青SMA13路面应严格控制碾压遍数，在压实度达到马歇尔密度的98以上，或者路面现场空隙率不大于6后，不再作过度碾压。如碾压过程中发现有沥青马蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的现象时，应停止碾压。（6）路面压实完成24小时后，方能允许施工车辆通行。7施工接缝的处理（1）纵向施工缝对于采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝，应在前部已摊铺混合料部分留下1020CM宽暂不碾压作为后高程基准面，并有510CM左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消除缝迹。上中层纵缝应错开15CM以上。（2）横向施工缝全部采用平接缝，用三米直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除；继续摊铺时，应将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上少量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺；碾压时用钢筒式压路机进行横向压实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。（3）横向施工缝应远离桥梁毛勒缝20M以外，不许设在毛勒缝处，以确保毛勒缝两边路面表面的平顺。8施工阶段的质量管理（1）原材料的质量检查包括沥青、粗集料、细集料、填料、木质絮状纤维、抗剥剂等。（2）混合料