邵怀高速SMA路面面层施工技术

　　摘要：本文以邵怀高速公路SMA路面施工为例。着重介绍了SMA路面的施工方法和施工注意事项以及相关的技术措施
　　关键词：SMA路面；施工方法：注意事项
　　沥青玛蹄脂碎石混合料(StoneMatrixAsphah，简称SMA)，是20世纪60年代中期前联邦德国开发的。我国1992年在北京机场高速公路首次采用。SMA路面使用寿命长，养护工作量小，全寿命成本低，且具有可持续的环境效益，现已在我国十余个省份的高速公路上使用。
　　1工法特点
　　1．1对设备使用的特殊要求
　　SMA路面施工无需特别的施工机械，所用设备几乎和传统沥青砼相同，但是SMA路面施工对设备的使用有特殊要求。
　　1)SMA粗集料用量达到75％以上，外加矿粉10％左右，使用改性沥青，油石比达到6％以上，细集料少，骨架密实结构的SMA对级配控制严格，所以对拌合机的配料控制系统要求较高，拌合必须精细。
　　2)SMA掺纤维稳定剂，拌合设备须增加纤维投放装置。
　　3)为防止SMA胶体向路表面转移和轮胎粘走混合料，不宜使用胶轮压路机压实。
　　1．2施工工艺的特点
　　SMA中由丰富沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂．温度下降后粘度大，冷却后非常坚硬，强度较高，加之粗集料的嵌挤作用，使得混合料在铺筑后可压缩性比较小，故施工工艺要求方面也有自己的特点。
　　1)SMA混合料的运输与传统AC混合料有所不同，在运输和摊铺过程中不会出现粗细集料的离析，却容易发生结合料的离析现象，同时混合料温度下降后表面容易结壳，混合料不能长时间储存，必须以科学的方法缩短工序作业时间，同时加强运输中的保温措施。
　　2)摊铺施工中要提高SMA路面平整度，特别要克服间断和不连续铺筑及随意改变摊铺速度的做法。
　　3)SMA混合料的压实方法与传统AC昆合料有很大不同。SMA路面施工规范要求至少压实到最大理论密度的94％，采用双钢轮振动压路机和“紧跟、慢压、高频、低幅”是压实SMA的基本原则。
　　4)SMA应尽量减少接缝．特别是纵向接缝。施工缝的处理要求一次成功．反复的处理可能会越修越差。
　　2施工工艺流程及操作要点
　　2．1施工准备
　　施工前应对施工人员做技术交底，检查机械设备是否按要求到位且状态良好。
　　2．2沥青砼中面层交验
　　对已铺筑的沥青砼中面层钻芯取样，检测铺筑厚度，并按每10m一断面检测中面层的高程和横坡度，以保证SMA的铺筑厚度和横坡度达到设计、规范要求。
　　23清扫中面层
　　用人工和空压机清扫，吹干净要铺筑SMA的路段表面，对局部泥土污染严重的部位用水车高压射水冲洗干净。
　　2．4喷洒粘层沥青
　　用沥青洒布车洒布中裂的洒布型乳化沥青(PC一3)，平均用量按设计要求控制，沥青洒布要均匀成雾状。
　　2．5拌合SMA混合料
　　1)采用3000型间歇式沥青混合料拌合设备，使用导热油加热改性沥青，严格把改性沥青的加热温度控制在165℃到175℃之间，泵入拌合机的改性沥青温度控制在170℃左右。
　　2)按照生产配合比配料控制好各热料仓的矿料、矿粉和木质素纤维及沥青的用量，并适当降低每盘拌合料的重量，注意把矿料的加热温度控制在185℃到195℃之间，不允许超过200℃。
　　3)拌制SMA混合料时，每盘的拌合时间要比拌合普通密级配沥青砼(AC)要长一些，干拌时间延长5～15s，加入沥青后的拌合时间延长5～10s，总生产时间延长1525s达到50～55s。SMA出料以混合料拌合均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，拌合时间视实际情况可相应增减。
　　4)混合料的出料温度控制在170℃到185℃之间，混合料最高温度l95℃，超过此温度值混合料应废弃。
　　2．6运输混合料
　　1)采用大吨位自卸汽车装料，装料前检查车辆各部位运转是否正常。车辆应干净。
　　2)自卸车在拌合机出料口装沥青混合料，每接一盘要挪动一下车位，以减少粗细集料的离析现象。同时车厢装载量前后左右基本均匀。
　　3)为了防止运料车表面混合料温度降低，所有的运料车在运输过程中都必须加盖帆布蓬布。
　　4）自卸车在运送混合料不能随意停歇，按要求到达铺筑工地后，要接受现场质检员对所运混合料的温度和外观质量进行检查
　　5)运料车与摊铺机恰到好处地配合，必须防止料车撞击摊铺机或将拌合料料洒到中面层上。卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前进。
　　2．7摊铺混合料(含边部整形)
　　1）摊铺前，摊铺机操作人员要把摊铺机的熨平板及振捣装置底部清理干净．并涂抹油水混合剂。调整熨平板的预拱度、横坡度后进行预热，熨平板的预热温度要接近沥青混合料的摊铺铺温度。
　　2)摊铺应缓慢、均匀、连续不间断地进行，正常情况下保证摊铺机前有2～3辆运料车．禁止随意变换速度或中途停顿。由于改性沥青及SMA生产时拌合机生产率降低，摊铺速度一般不超过3m／min～4m／min。在发生暂时性断料时，摊铺机应保持继续运转，停止振捣，并接通熨平板加热器，保证改性沥青及SMA的摊铺与碾压符合高温条件要求。
　　3）控制好摊铺机刮料输送器速度。使之与螺旋布料器的工作速度相匹配，保证混合料始终处于螺旋高度2／3处。
　　4)提高摊铺过程中的预压密实度。SMA使用优质集料可适当提高夯锤的振捣频率．在摊铺机夯锤振捣与熨平板的共同作用下使压实度达到85％以上。
　　5)摊铺过程中，随时由摊铺机手(或辅助人员)用特制插钎检测混合料的摊铺厚度。
　　6）在摊铺过程中，安排人工用小铁夯锤夯实路幅的边缘，力求把边缘处理顺适。
　　7）找平装置采用无触点式平衡梁，摊铺机两侧各安装一台红外线平衡梁，其工作原理与“雪橇式”平衡梁相似，但它更精准，提高了摊铺机的自动找平能力，既保证了厚度，又保证了摊铺层的平整度。可使平整度提高8mm以内。
　　2．8碾压成型
　　1)碾压是保证路面工程质量的重要一环，吸取国内外对SMA路面碾压、成型的工作经验，在施工现场主要使用具有高频率、低振幅模式的卡特CAT12型双钢轮振动压路机，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”原则进行碾压。
　　2)采用初压、复压合一的原则阶梯重叠碾压法：要能覆盖整个路面宽度，碾压长度在纵向呈阶梯形排开，相邻两碾压段纵向接头重叠在1．5m以上，碾压左右重叠0．20m以上，压路机都是从横坡低处往高处碾压。初压温度：150℃到160℃。压路机碾压速度：控制在2．0km／h以内。频率、振幅设定：高频率、低振幅(振幅设定为2)。压路机都是双轮振动碾压，共碾压4到6遍，前进、后退一次为一遍。(注：具体碾压遍数在铺筑试验路时进行确定)。
　　3)终压：用1台CAT12型双钢轮压路机或国产YZC—l2型12t双钢轮压路机紧跟复压之后以5km／h速度碾压一遍。终压结束时沥青砼路面表面温度不低于95℃(用红外线温度计检测)。在当天铺筑的尚未冷却的路面上不得停放任何机械、设备，防止车辆驶入，破坏新铺筑的路面。
　　2．9施工要点
　　施工前准备工作SMA施工除按普通沥青混合料进行常规检查外，还应检查以下几个方面：
　　木质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。改性沥青运输温度不低于150℃，保温贮存温度不低于140℃：改性剂SBS的存放时间不超过24h，以防止老化；加工的改性沥青必须不间断地搅拌：沥青的加热温度不应太高，一般控制在165℃到175℃之间。
　　2．10SMA的摊铺和碾压成型
　　1）SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。温度低于140℃的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时，不宜摊铺改性沥青SMA：SMA的摊铺厚度应根据试验路的数据来确定(SMA的松铺系数通常在1．05～1．15之间)。
　　2）SMA的碾压与普通沥青混凝土碾压相比，有以下几点值得注意：
　　(1)为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，水中掺少量的洗涤剂或其它适当的材料。
　　(2)SMA面层一旦达到足够的密度后，碾压即应停止，过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合料被挤压到路表面，影响构造深度。
　　(3)由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机碾压。
　　2．11工作缝的处理
　　1)对横缝的处理：一般采用切割成垂直面的方法，可在路面摊铺碾压完工后，稍停一停，在其尚未冷却之前，就切割好。下一次施工搭机前，涂刷粘层油，摊铺时按松铺系数确定熨平板初始的松铺厚度和移动平衡梁基准下的垫扳厚度，在每节熨平板下(或至少在熨平板1，3点处)垫上宽度为0．40m长1．8m的胶合板，并保证垫扳乎直(垫扳可采用一体式或组合式)，其厚度等于松铺系数折算的厚度。这样可保证松铺厚度和摊铺机起步后自动调平系统可以立即开始工作。经人工略加修整后，用双钢轮振动压路机横向碾压，先在已压实的路面上行走，
　　然后向新铺层静压过去0．1Om到0．15m，逐渐向新铺层横压过去，直到全部进入新铺层，碾压是先静压后振动。
　　2)纵向接缝的处理：纵向接缝基本上采用热接缝。摊铺时，采用两台(或多台)摊铺机成梯队平行联合作业，相邻两幅之间重叠0．20m以上：初压时，应将先铺路幅边部0．20m宽暂留不压，作为后铺路幅的高程基准面，最后压路机作跨缝碾压，以消除缝迹。
　　3)若纵缝确实需要采用冷接缝时，应将已铺筑部分划线用切割机切齐，并将切缝边缘清扫干净，涂少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上0．05m到0．10m，摊铺后用人工将摊铺在原已铺层上面的混合料铲走。碾压时压路机先在已压实路面上行走，碾压新铺层0．1Ore到0．15m，然后压实新铺部分，最后压路机作跨缝碾压，充分将接缝压实紧密。
　　4)无论纵向、横向缝的处理，都必须作到接缝处平整度密实。不同层面的接缝相互错开．不能在同一断面上，横缝错开lm以上，纵缝错开0．15m以上。
　　3施工中注意问题
　　1)细集料溢仓SMA与普通密级配沥青混凝土的最大不同之处是SMA为间断级配，粗集料粒径单一，细集料很广，矿粉用量多。通常SMA需要粗集料占75％以上．矿粉10％，细集料包括石屑和砂一共才只需15％左右，而4．75毫米以上的粗集料中还有相当数量的细集料，实际需要加的细集料数量就更少，这给混合料的拌合带来了不少困难。
　　2)过压对SMA路面来说，由于它的矿料嵌挤作用，可压实程度不大，压实度比较容易达到；可是粗集料之间还有一层沥青结合料膜，在高温状态下，它起相当润滑油的作用，所以只有温度降下来以后才能稳定。在高温状态下碾压．沥青结合料的粘度毕竟很低。集料的嵌挤也只是棱角部分接触。反复碾压，集料之间不能达到最终稳定状态。不管碾压多少遍，粗集料之间的相对位置总可以存在一定的位移，因此，过压是SMA的大忌。表面构造深度通常以保持在0．8mm～1．5mm为佳。防止过压，就要严格按照试验路段确定的压实机具、压实工艺、压实程序碾压．并注意碾压的时机和温度，以保证路面的粗糙度。
　　3)油斑的形成与防治SMA通车后出现油斑也是常见的一种病害．通常是几块油斑在相邻不远处接连出现，这是由于SMA的纤维拌合不均造成的。其成因是在人工添加纤维的过程中。人工填加纤维不可能很均匀，不能保证在同一时间投入，甚至有可能忘记投入纤维。晚投、少投纤维，干拌时间不够，纤维没有充分分散．沥青用量就会不均匀。另外，纤维稳定剂数量不够，材料出现离析，沥青用量控制不均。时多时少，经过一段时间的行车碾压，沥青集中在一起从而出现油斑。要想没有油斑，最根本的措施是采用有标准计量装置的间歇式拌合机，将人工投放纤维的方式改变为机械自动化投入，同时防止纤维受潮和成团。在施工过程中，发现沥青析漏，必须立即采取措施。碾压过度、路表带水施工也会产生油斑，所以必须正确掌握控制碾压遍数及振动力的大小，严禁路表带水施工。
　　邵怀高速公路共铺筑SMA路面34．1027万m22009年10月18日湖南省交通厅组织的交工验收组，依据国家交通部发布的《公路工程质量检验评定标准》JTGF8o／1—2004对路面工程的工程质量进行检测、验收。该路面工程获得96．4分，评定为优良工程。