(论文)南京绕城公路SMA

1、南京绕城公路SMA-13施工工艺与控制摘 要：本文结合南京绕城公路扩建工程路面施工，论述了上面层SBS改性沥青SMA-13混合料的生产、运输、摊铺、碾压等施工工艺，以及施工中的检测项目 和质量控制措施。关键词：SMA-13 改性沥青 施工工艺 质量控制丄、F亠一1刖言沥青玛蹄脂碎石混合料（StoneMatrixAsphalt,简称SMA）60年代起源于德国，是以间断级配 为骨架，用改性沥青，矿粉及木质纤维素组成的沥青玛蹄脂为结合料，经拌合、摊铺、压实形 成的一种构造深度较大的抗滑表层。具有抗滑耐磨，孔隙率小，抗疲劳，高温抗车辙，低温抗 开裂、水稳性好等优点，特别适用于高温持续时间长，重载交通多

2、的道路。2 SMA-13施工工艺2.1 SMA-13的材料选择采用科氏优质SBS改性石油沥青，其各项技术指标要求见下表 1SBS （I-C ）改性沥青技术要求（表 1）项目单位试验结果指标针入度（25C，100g，5s）0.1mm71.360-80针入度指数PI，不小于-0.1-0.4延度（5C，5cm/min ），不小于cm4130软化点（TR&B ），不小于C6255运动粘度（135 C）不大于Pa.S1.6233闪点，不小于C360230溶解度，不小于%99.6899弹性恢复25 C，不小于%9665粘韧性，不小于N.m-韧性，不小于N.m-贮存稳定性离析，48h软化点差，不大于

3、C1.32.5TFOT （或RTFOT ）后残留物质量变化，不大于%-0.07± 1.0针入度比25 C，不小于%74.660延度5C，不小于cm2820采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒，具有立方体颗粒的碎石，粒径大于2.36m m,采用茅迪玄武岩集料。其各项技术指标符合下表2。SMA-13用粗集料质量技术要求（表2）项目单位试验结果指标石料压碎值，不大于%926洛杉矶磨耗损失，不大于%1428吸水率，不大于%1.12.0坚固性，不大于%312针片状颗粒含量（混合料），不大于 其中粒径大于9.5mm，不大于%6.31512其中粒径小于 9.5mm，不大于%5.218水洗法0.075m

4、m颗粒含量，不大于%0.71软石含量，不大于%1.43采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的茅迪玄武岩石屑，不 能采用山场的下脚料。细集料指标见下表 3。SMA-13用细集料规格（表3）项目单位试验结果指标坚固性（ 0.3mm部分），不大于%4.612砂当量，不小于%7460亚甲蓝值，不大于g/kg-25棱角性（流动时间），不小于s4730米用石灰岩碱性石料经磨细得到的干燥清洁的矿粉，矿粉必须干燥、清洁，不得使用拌和 机回收的粉料。其各项技术指标符合下表 4。SMA-13用矿粉质量技术要求（表4）项目单位试验结果指标表观密度，不小于t/cm32.7102.50含水量，不大

5、于%0.41粒度范围0.6mm%100100<0.15mm%93.790-100<0.075mm%85.575-100外观-无团粒结块无团粒结块亲水系数-0.7V 1塑性指数-2.6V 4加热安定性-无变化实测记录改性沥青砼SMA-13用抗剥离剂应有较强的抗老化性能，在 163C老化5小时后，应能满 足技术要求。在南京绕城公路采用江苏文昌电子化工有限公司的 TW-1型抗剥离剂，掺加量为 沥青质量的0.4%。采用德国JRS优良的木质素絮状纤维，掺加比例以沥青混合料总质量的0.3%。木质纤维絮 状纤维技术应满足表5的要求。木质纤维素絮状纤维标准（表 5）项目单位试验结果指标纤维长度，不

6、大于mm-6灰分含量%22.518± 5PH值-7.07.5± 1.0吸油率，不小于-5.5纤维质量的5倍含水量（以质量计），不大于%4.652.2 SMA-13的配合比设计SMA-13的矿料级配采用间断级配，其级配范围应符合表 6要求。 SMA-13矿料级配范围（表6）级配类 型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075SMA-1310090-10050-7520-3415-2614-2412-2010-169-158-12SMA-13的配合比设计应符合表7的技术要求。SMA-13马歇尔试验配合比设计

7、技术要求（表 7）试验项目单位技术要求马歇尔试件尺寸mm/ 101.6mm x 63.5mm马歇尔试件击实次数-两面击实75次空隙率VV*%3-4矿料间隙率VMA*,不小于%17.0粗集料骨架间隙率 VCAmix，不大于-VCA DRC沥青饱和度VFA%75-85稳定度，不小于KN6.0流值mm-谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失，不大于%0.1肯塔堡飞散试验的混合料损失或侵水飞散试验，不大于%15注：*对重交通路段或炎热地区，空隙率可放宽到4.5%, VMA可放宽至16.5%目标配合比设计阶段，其中粗集料（1号料、2号料、3号料）为毛体积相对密度和表观相对密度，细集料（4号料） 和矿粉为表观相对

8、密度。，设计3个不同粗细的初始级配，必须符合表6的标准级配范围的要求，3个级配的4.75mm通 过率应为26.4%、28.3%、30.8%。按式1计算初始级配矿料的合成体积相对密度 丫 sb合成表观 相对密度丫已、有效相对密度Ye和按式2计算大于4.75mm粗集料的混合毛体积相对密度 ya。式1sb 100sbP1 P2 P3 P4 P5匸飞石飞100Ya=P1 P2 P3 P4 P52 3 二 5丫 e=Cx 丫 a+（1-C） x 丫 sb2C=0.033Wx °.2936Wx 0.9339式2C= P2CZ=丫1飞2式中：P1、P2、P3、P4、P5为各矿料的配比，其和为 10

9、0;节、£、y3、£、y5各种矿料相应的毛体积相对密度丫' 丫2、丫3、丫4、丫5各种矿料相应的表观相对密度。，由式3计算各组初始级配捣实状态下粗集料间隙率VCAdrc。式3YVCAdrc=(1 - ) X 100Vca，一组马歇尔试件数目不少于6个，试件始体积相对密度 Y，必须由表干法测定。 ，可按式4计算得到。式4Y=100 Pa Px100 Pa Px+se a x式中：Pa混合料油石比，%;Px 纤维用量，以占沥青混合料总量百分数代替，%;Ye矿料的有效相对密度Ya沥青的相对密度；Y纤维相对密度，由厂方提供或实测。式51*fVMA= 1Ps) 100Vsb式

10、6VCAmix= 1 - PcJ 100ca式7YVV= (1-100Yt式8vfa=VMA -VVVMA100100-沥青式中：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( 用量)，%;Pca沥青混合料中粗集料的比例，即大于4.75mm颗粒占沥青混合料的质量百分率, %。，必须符合VCAmixvVCA drc及VMA>16.5%的要求，当有1组以上的级配同时符合要求时， 以4.75mm通过率大且VMA较大的级配为设计级配。，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0.2%-0.4%为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件。，检验稳定度和流值是否符合表

11、7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 SMA-13工程的经验予以调整。，确定最佳油石比OAC，绕城结果为：油石比(%)稳定度(KN )流值(0.1mm)空隙率(%)VMA(%)VMA mix(%)vfa(%)毛体积密度(g/cm3)实测理论 密度(g/cm3)计算理论 密度(g/cm3)VCA drc(%)6.110.5733.54.2718.0141.6276.282.5092.6212.62542.48，结果如下:析漏试验（）飞散试验（%）浸水马歇尔试验（）冻融劈裂试验（）动稳定度（次/mm）结果0.0525.2690.588.67

12、56/要求< 0.1< 20> 85> 80>3000，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的规定，其中特别注意使 0.075mm、4.75mm、9.5mm的筛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。，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 SMA-13，制备马歇尔试件, 计算改性沥青SMA-13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。，进行沥青析漏试验和残留马歇尔稳定度试验。，并铺筑试铺段。取试铺

13、用的沥青混合料进行体积参数分析、马歇尔检验和沥青含量、筛分试 验检验，由此确定正常生产的标准配合比。，以模拟生产实际情况。SMA-13试验拌和与击实温度C （表 8）矿料（包括矿粉）加热温度170-175改性沥青加热温度160-170沥青混合料拌和温度160-170试模预热温度160-170试件开始击实温度155-160试件成型终了温度不低于145，以确保试验结果的一致性。，从拌和机上取样后立即制备试件，不允许冷却后再次加热成型试件。2.3 SMA-13的生产，与AC型混合料相比，由于集料在拌和机各料仓中分布不均 （如表9所示），因此1号、2号仓 及矿粉的等料、下料时间延长，再加上纤维的使用也

14、延长了拌和时间。与生产 AC型混合料相 比，总生产时间延长了 1015SoSMA混合料生产采用的间歇式拌和机，额定生产能力为240t/h, 生产SMA混合料实际生产能力为170t/ho（表9）原材料种类混合料种类 '4#仓3#仓2#仓1#仓矿粉油石比SMA-13目标3442013116.1生产314288116.1SMA-13拌和时间及加料次序 （表10）控制项目混合料种类加矿料纤维干 拌（S）加沥青加矿粉 湿拌（S）出料进入下一 循环（S）总拌和时间（S）SMA-1310465± 261 ± 2采用韩国产SPECO3000型间隙式拌和机拌制，上料速度、拌和时间、拌

15、和机的产量等见下 表11:（表 11）混合料种类上料速度（nx 100转/分）产量（T/h）拌和时间（s）4#仓3#仓2#仓1#仓SMA-138.8901.517061 ±每个施工环节都有专人测温，严格按部颁规范控制施工温度，具体要求如表12:改性沥青混合料的正常施工温度范围C （表 12）工序温度范围改性沥青加热温度160-165改性沥青现场制作温度165-170成品改性沥青加热温度，不大于175集料加热温度190-220改性沥青SMA混合料出厂温度170-185混合料最高温度（废弃温度）195混合料贮存温度拌和出料后降低不超过 10摊铺温度，不低于160初压开始温度，不低于150

16、碾压终了温度，不低于90开放交通时的路表温度，不咼于50，粉尘必须排放出去。用于生产沥青砼的矿粉存放于拌和机矿粉罐中，保持干燥，成自由流动 状态。拌和时，矿粉投入能满足生产时的需要。，混和料的马氏试验符合规范要求。，无花白、结团成块或离析现象，严禁不合格的产品出场。，生产沥青砼所需集料（尤其是石屑）要求覆盖堆放，当细集料需要量少又受雨潮湿使冷料仓 供料困难时，不得施工。2.4 SMA混合料的运输为了保证摊铺温度，采用大吨位双桥自卸车（24T）运输沥青砼混合料，保证运输能力较拌 和和摊铺能力有所富余。所有运输车辆均保持车厢清洁，并涂上一薄层油水混合液（油水之比 为1： 3）;装料时车辆前后挪动，

17、以减少粗细集料离析现象；装料车辆用油布和棉被双层覆盖 保温；开始摊铺时，现场待卸料车辆不少于 6辆，以保证连续摊铺。在卸料时要与摊铺机配合， 运输车辆不得撞击摊铺机，在摊铺机前 10-30cm处停住挂空挡靠摊铺机推动前进，以保证摊铺 的平整度。2.5 SMA的摊铺，摊铺前先清扫施工路段上的杂物并用水冲洗，等路面干了无水迹后喷洒粘层油，用量为 0.3l/m2。摊铺厚度采用非接触式浮动梁自动找平方式控制厚度和平整度，采用两台摊铺机实施摊铺 施工（宽度达到15.75m），靠中央分隔带一侧摊铺机在前，后一台摊铺机左侧在摊铺好的层面 上走“雪橇”，右侧走浮动梁。两台摊铺机摊铺应重叠 30cm左右，避免出

18、现缝痕。两台摊铺机 距离不应超过10-20m。根据我部沥青混合料的生产能力和试铺结果，摊铺速度定为 1.5-2.0m/min，做到连续不间断摊铺。根据检测结果，采用此找平方式厚度与平整度均能达到规 范要求。，拌和机生产能力按保守值170吨/小时估算，每天在凌晨5时开机生产，下午17时停机，日 产量为2100吨左右。摊铺机每天早晨7时开始摊铺，下午18时30分左右结束摊铺。按照出料 与摊铺相匹配的原则，摊铺机行进速度及夯实方式见下表 13：（表 13）沥青砼类型摊铺速度（m/min）震动强度（级）振捣强度（级）SMA-131.5-2.04.54.5，然后再停下来等下一车料的情况。午饭分批轮换交替

19、进行，不停铺用餐，做到每天收工停机 一次。，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工整修，只有在特殊情况下，如局部离析，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。，调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。螺旋布料器内混合料表面以略高于螺旋布料器2/3为度，使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析现象。，不得存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。，立即停止施工，并清除未压成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机料斗 内摊铺。2.6碾压成型，摊铺后必须

20、紧跟着立即压实，不得等候。初压、终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。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。碾压速度应符合表 14的规定。，压路机的适宜碾压速度随初压、终压及压路机的类型而别。初步拟定的碾压方式为：4-2。压路机碾压速度（km/h）（表14）压路机类型初压终压适宜最大适宜最大双钢轮振动压路机 （英格索兰 DD110）2-343-66前进开水静压后退关水振动静压，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玛蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的

21、现象时，应停止碾 压。，方能允许施工车辆通行。3质量检查与控制3.1稳定料源、控制级配、定期检查机械设备、严格控制各项施工温度3.2施工过程检查严格按照表15、表16所要求的检查项目及相应的频率进行质量检查。 热拌沥青混合料的频度和质量要求（表 15）项目检查频率及单点检验评价方法质量要求或允许偏差混合料外观随时观察集料粗细、均匀性、离析、 油石比、色泽、冒烟、有无花白 料、油团等各种现象拌和温度沥青、集料的加热温度逐盘检测评定符合规定混合料出厂温度逐车检测评定符合规定逐盘测量记录，每天取平均值评疋符合规定矿料级配（筛孔）0.075mm逐盘在线检测± 2%< 2.36mm± 4%> 4.75mm± 5%0.075mm母台拌和机母天汇总1-2次，以2个试样的平均值评定± 2%< 2.36mm± 3%> 4.75mm± 4%沥青用量（油石比）逐盘在线检测± 0.3%每台拌和机每天汇总 1-2次，以2± 0.3%个试样的平均值评定马歇尔试验：