提升SMA沥青路面施工合格率的措施

2020-05-27朱洪波王兆吉

工程技术研究 2020年5期

朱洪波，王兆吉

（中交第三航务工程局有限公司宁波分公司，浙江宁波 315200）

伴随我国经济的迅速发展，公路建设技术也在不断得到提高，大体上实现了畅行无阻的公路网。路面质量控制是公路建设中的重要组成部分。目前，由于沥青路面具备优良的降噪性、防滑性、行车舒适性以及便于维修等优势，迅速成为当前首要的路面类型。沥青材料和工艺的更新换代，使得其施工技术推陈出新，施工范围与复杂情况也在加大。提升SMA沥青面层施工合格率，全程掌控SMA沥青路面建设情况，有助于增加SMA沥青路面的使用时间。

1 工程概述

申嘉湖高速公路湖州鹿山至安吉孝源段工程起始点处于鹿山枢纽处，即湖州杭宁高速和申嘉高速的交错位置，公路全长为48.575km。我标段主要负责路面的施工包括：YK122+080/ZK122+079～K149+550路面施工，并按合同约定承担缺陷修复义务。其中沥青路面长为27.49km，工程工期为6个月。该工程中沥青路面结构为80mm厚Sup-25粗粒式沥青砼（下面层）、60mm厚Sup-20中粒式改性沥青砼（中面层）、40mm厚SMA-13细粒式沥青玛蹄脂碎石（上面层）、预拌沥青、防水层等。

2 SMA沥青面层施工中存在的难题

由于SMA沥青路面上面层具有众多优良性能，如低温防破裂、高温防车辙、水稳性、持久性和防滑性等，因此，SMA沥青面层是路面施工中至关重要的工序，其施工质量关乎整条沥青路面的使用年限和性能。相比普通沥青施工，SMA沥青施工具有难度大、较复杂、对施工人员要求高等特点，其上层施工对工艺要求较高，并且对施工中精细化要求较高。施工中细小的变化均会对路面质量产生影响，并导致平整度差、透水、油斑、泛油等问题。

3 提升SMA沥青面层施工合格率的有效举措

3.1 优化SMA混合料配比

（1）矿料级配的组成设计。①材料要求及选用。首先是集料。对粗集料粒径进行控制，最大粒径不可大于16mm，通常选用4.75～9.5mm、9.5～16mm两种规格的粗集料当做备料；由于对SMA沥青路面上面层其磨光值要求较高，因此粗集料的选择可以以抗磨性较好的玄武岩为主。对于细集料的选择可以以石灰岩材质的机制砂为主，目的是为了让沥青与集料间的黏附性得到提高，其规格为0～2.36mm。其次，填料。所用矿粉可以采用石灰岩材质的碎石磨制所得，然后在增加相应数量的消石灰炭，规格为Ⅲ级以上，目的是为了让沥青与集料间的黏附性得到增强。再次，木质素纤维。木质素纤维的选择主要以颗粒状及絮状为主，掺加比例宜为沥青混合料的总质量的0.3%～0.4%。最后，沥青的要求及选用。沥青的选择以改性沥青为主。根据路面类型及所在地气候条件等因素，选择适宜的改性剂剂沥青，并严控其掺加剂量。②优化矿料级配组成。首先，对初试级配进行设计。通常SMA所用集料粒径最大值不可超过13.2mm，依照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关要求，粗集料骨架其分界筛孔为4.75mm。依照各矿料的筛分状况，并进行相应的计算，形成3组通过率处，依次为24%、27%及30%，而石灰、矿粉数量都为10%。其次，对形成的3组初试级配捣实情况之下粗集料的间隙率进行分析，如表1所示。再次，根据相关技术规范中的方法，对SMA混合料的初试油石比进行分析，将形成的3组初试级配及初始油石比进行SMA混合料制作试件。最后，矿料级配的确定。根据试验，矿料级配可以选择符合VCAmix＜VCADRC及VMA＞16.5%和4.75mm通过率大的要求的级配。

（2）石油比设计确定。依照所确定的矿料级配，6.0%的初试油石比混合料体积指标能满足设计及规范要求所需。

3.2 试验控制

（1）对所有试验人员进行系统培训，试验人员应按照标准规范操作，保障结果的准确度，安排工作人员专门负责仪器的管理和保养工作，同时应定期检查试验仪器，确保仪器性能良好从而得出可靠的结果。（2）控制好原材料的质量关，加大力度并认真检查现场的材料，项目部门应安排专人负责，将质量监管工作从材料的源头入手，杜绝一切不达标的原料进入施工现场。（3）严格控制混合料及铺路两者的质量，同时关于混合料的流值、稳定性能、均匀性、施工温度、间隙值、油石比率等仔细监督和管理。时刻关注混合料是否均匀以及是否存在分析异常情况，如混合料出现冒烟、离析和花白等。石油比的可操作误差是-0.1%～+0.2%，矿料的可操作误差范围是：0.075mm±2%，≤2.36mm±4%，≥4.75mm±5%。

3.3 优化质量管控

（1）设置项目质量的监管目标。在施工前，SMA沥青路面需秉持“百年大计、质量第一”的目标。①SMA内在质量目标：采用粗集料形成坚实的结构，采用沥青玛蹄脂对集料间进行填充。②SMA外观目标：均匀分布集料颗粒。施工的深度达到标准，路面无渗水、无离析、平整、密实。施工的接缝处不跳车、密实。③路面的关键性指标如厚度、渗水系数、空隙率、压实度等应符合标注。④SMA施工中力争取得五个“零”，即工程质量“零”缺陷、实行“零污染”施工、构造铺装“零横向缝”、混合料搅拌时“零溢料”、摊铺机每天“零停机”。

（2）采用合理技术指标。基于标准施工规范，根据工程地的交通状况、地理特征、气候环境等综合因素，得出SMA的技术指标，对于不同路段，将SMA的混合比进行微调。

3.4 增强施工控制

（1）铺筑试验段。为有效确保SMA沥青面层的施工质量，采用符合本单位的施工方法，从而应用于大部分的施工中，在此应进行试验段铺筑，完成如下任务：①制定合理的机械组合方式、配备、沥青混合料以及车辆的协调性。②核对沥青拌和站的具体生产情况，按照需要的施工比例制定操作工艺。③采用试铺路段，制定摊铺工艺、碾压顺序、混合料搅拌工艺等。在整个过程中，碾压施工是较为重要的环节。有些施工中碾压路面使用轮胎式压路机，从而提高碾压的实度，然而没有必要。由于未稳定的SMA对温度较为敏感，如温度未能合理的掌控，那么容易导致玛蹄脂出现上浮的情况。

（2）施工温度的控制。SMA沥青对施工的温度要求较高，并且混合料温度高于普通的沥青。路面的表面温度测量通常使用接触式的温度计，便于直观记录数据，而沥青混合料温度的测定应使用插入式的金属探测针，使得测量结果精准且误差小。在使用红外线温度计测量时，应对其先进行标定，然后再进行表面温度测量。SMA混合料的温度取决于拌和温度，同时其关联之后的施工情况。在进行拌和时，需将实际温度与设定温度进行对比。混合料在运输中做到有效的保温，确保在运输到施工场地温度下降值低于10℃。各个工序的具体施工温度控制如表1所示。

表1 各工序的温度控制单位：℃

（3）增强动态质量监控。为便于观察和监管，施工方应实时将工程进度及试验结果录入计算机中，呈现出动态管理图，方便发现问题并解决。动态质量监管人员应利用网络信息化手段实施实时监督。此项目为有效处理混合料生产中实际值与设定值的偏差，制定以下举措：对原材料的质量情况进行严格监管，着重关注碎石的单粒径配置和针片形状。将拌和站的所有计量系统进行二次精确数值标定，制定好热、冷料仓比例供应工作，做到“少溢料”或者争取实现“零溢料”，降低误差值，力争实现零误差。