五峰山过江通道公路八车道SMA沥青上面层质量控制

2021-10-29胡文辉李文涛

四川水泥 2021年9期

胡文辉李文涛

（1.江苏省镇江市港口发展集团有限公司，江苏镇江 212000；2.中交二公局第三工程有限公司，陕西西安 710016）

1 工程概况

五峰山过江通道公路接线工程是江苏省“五纵九横五联”高速公路网规划中的“纵三”组成部分，北接京沪高速（G2），南联沪宁高速（G42），是京津地区和长三角地区间南北向最便捷的过江通道。项目的建设有利于进一步完善长三角地区和江苏省公路网络，对推动长江沿岸地区经济社会快速发展，加快长江经济带建设均具有重要意义。主要的路面结构形式为：水泥稳定碎石底基层、水泥稳定碎石基层、水泥稳定碎石基层、粗粒式沥青混凝土S下面层、中粒式沥青混凝土中面层、改性沥青玛蹄脂碎石混凝土上面层。

2 配合比的优化

2.1 原材料控制

2.1.1 沥青: 技术要求见下表。

表2-1 SBS改性沥青技术要求

2.1.2 碎石: 碎石的压碎值、针片状含量等各项指标检测结果均符合设计及规范要求，对不同类型碎石加以标记并分仓堆放。

2.1.3 粗集料：粗集料粒径大于2.36mm

2.1.4 细集料：采用玄武岩细集料且各项指标符合要求。

表2-2 上面层细集料质量指标要求

2.1.5 矿粉：采用石灰岩碱性石料矿粉且各项指标符合下表要求。

表2-3 矿粉主要技术指标要求

2.1.6 木质素纤维：采用江苏文昌有限公司生产的木质素纤维且掺加比例为沥青混合料总质量的0.3～0.4，其技术指标应满足下表要求。

表2-4 木质素纤维质量标准

通过0.425mm筛 65±10通过0.106mm筛 30±10

2.1.7 抗剥落剂：根据材料对沥青的粘附性试验确定是否能掺加抗剥落剂，其技术要求如下：

①密度：应与沥青密度相当或相近；

②PH值：宜>7；

③凝固点：常温下为液态，凝固点<0℃；

④粘附性能：玄武岩与沥青混合后性能提高5级；

⑤残留稳定度：沥青混合料在163℃老化后，残留稳定度≥85，冻融劈裂强度比≥80；

⑥保存时效：保证两年以上。

2.1.8 检测结果

①碎石及矿粉，见表2-7。

表2-5 各种矿料相对密度试验结果

表2-6 沥青及纤维密度试验结果

表2-7 目标配合比矿料级配组合设计

②沥青及纤维，见表2-9。

表2-8 沥青混合料马歇尔试验结果

表2-9 析漏试验结果

2.2 目标配合比优化

2.2.1 目标配合比设计

SMA-13S设计级配曲线图

三种试验级配曲线

2.2.2 标准马歇尔试验

采用3种油石比进行马歇尔成型及稳定度试验，级配B为设计级配，确定6.0%为设计油石比，其对应的沥青混合料特性如表2-11所示。

表2-10 飞散试验结果

表2-11 浸水马歇尔稳定度试验结果

2.2.3 谢伦堡析漏试验

控制温度185±2℃，将混合料保温1小时后进行析漏测试，试验结果见表2-12。

表2-12 冻融劈裂试验结果

2.2.4 肯塔堡飞散试验

将成型的马歇尔试件（双面各击实75次），采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试，见表2-13。

车辙试验

2.2.5 浸水马歇尔试验，见表2-14。

表2-14 小梁弯曲试验结果

2.2.6 冻融劈裂试验，见表2-15。

表2-15 矿料配合比及设计油石比

2.2.7 车辙动稳定度试验

表2-16 生产配合比矿料级配组合设计

2.2.8 低温抗裂性试验，见表2-18。

表2-17 生产配合比不同油石比马歇尔试验结果

表2-18 最佳油石比条件下浸水马歇尔试验

2.2.9 目标配合比设计结论

结合配合比设计报告，确定矿料配合比及设计油石比，见表2-19。

表2-19 析漏试验结果

2.3 生产配合比确定

2.3.1 生产配合比筛分结果

目标、生产配合比级配对照图

表2-20 生产配合比设计结果

2.3.2 沥青用量的验证

根据生产配合比设计过程的要求，采用 5.7、6.0、6.3 三种油石比马歇尔击实试验，试验结果如表 2-22 所示。

根据 SMA 路面设计要求，空隙率应控制在 3-4.5%。本次油石比为6.0%时空隙率为 4.0%，其它指标（VMA、VCAmix、稳定度、饱和度等）均满足设计要求，故选定最佳油石比为 6.0%。

2.3.3 抗水损害试验

为验证沥青混合料的抗水损害性能，进行浸水马歇尔试验，试验结果见表 2-23。试验结果满足技术要求。

2.3.4 谢伦堡析漏试验（烧杯法）

试验条件：试验温度 185±2 ℃，将混合料保温 1 小时后进行析漏测试。

2.3.5 设计结论

2.4 沥青混合料控制

在前期生产配合比调试成功基础之上，进行拌合楼的试拌。拌合楼所设定热料仓比例为 4#仓：3#仓：2#仓：1#仓：矿粉=40.5%:33.0%:3.0%:13.0%:10.5%，设计油石比为6.0%，在试验室进行取样并抽提、马歇尔击实试验,通过试拌混合料试验，其结果表明生产配合比所调试的混合料满足要求，可作为后期摊铺的依据。

3 沥青混合料拌和运输工艺控制

3.1 ①分类堆放并标记集料，并将矿粉装入储料罐；

②按照试验室配合比进行拌和生产；

③拌和过程逐盘记录打印各参数；

④混合料的拌和具体时间按试拌确定时间。材料向拌缸投放顺序应为：集料→沥青→粉料；

⑤每班开机前需对设备进行检查，重点检查振动筛。开机后，需对热料温度检测，同时检查拌和机的工作情况；

⑥混合料出厂对表观质量及出料温度进行检测，确保混合料均匀一致、无花白料、无结团成块或粗细集料离析现象；

⑦沥青混合料逐车检测出厂温度，并签发一式三份的运料单；

⑧沥青拌和楼安装智能化网络远程控制管理系统，对混合料拌和油石比、配合比、出料温度进行实时监控；

⑨冷料仓防止串料、断料。

⑩拌合温度控制要求。

混合料拌和

设定生产配合比

3.2 混合料运输控制

①摊铺前，机械部安排专人检查运输车辆的完好情况，确保各种设备运转正常，并对车箱进行彻底清洗并随后涂1 : 3的油水混和物，确保无油水积聚在车底；运输车辆需采用大吨位自卸车（35T以上）运输。

②在运输车量侧面中部设专用测温孔，孔口距车厢底部30cm，孔深15cm。

③装车时车辆前后移动，分三次装料，顺序为前-后-中，成品字形，避免混合料离析，并对混合料进行人工覆盖加厚棉被与篷布。

④车辆到达施工现场，有专人指挥在指定地点掉头，测量登记场温度、吨位、出厂时间及到场时间。

⑤设专人进行安全管制，确保道路运输畅通、运输安全、施工现场安全、有序，在运输过程中保证道路不扬尘，做到文明施工。

料车保温措施

4 沥青混合料摊铺工艺控制

1、摊铺机梯队作业

上面层摊铺采用宽4.75m、7.5m和6.5m摊铺机梯队作业，4.75m摊铺机靠中分带在前、7.5m摊铺机在中间、6.5m摊铺机靠路肩在后（保证热接缝在标线处），两台摊铺机重叠控制5-10cm，匀速进行摊铺。

2、摊铺机螺旋布料器前挡板安装耐高温橡胶挡板，挡板下沿与下承层距离宜为1～3cm。摊铺机熨平板拼接紧密，无错台、缝隙；螺旋布料器主吊臂两侧应加装反向叶片；对混合料进行均匀布料。

3、摊铺机就位后，应先预热30～60min，使熨平板的温度不低于100，保证摊铺机起步时熨平板不拉毛。调整熨平板高度，在下面薄钢板，垫板长宽宜为50×20，垫板数量宜不少于4组。

4、螺旋布料器内混合料表面宜略高于螺旋布料器2/3，使挡板前混合料的高度保持一致，避免摊铺层出现离析现象；

5、摊铺机在开始受料前应在料斗内涂刷少量的隔离剂。

6、摊铺机起步前宜先将螺旋布料器仓内布满混合料，使熨平板受热3～5min再起步，减少拖痕；

7、摊铺必须缓慢、均匀、连续，并匀速推进；摊铺机熨平板的振动频率和夯锤的振捣频率应使混合料铺筑后的初始压实度在80%以上。

8、在未经碾压的混合料表面，禁止踩踏，若出现局部离析等特殊情况时需在技术人员指导下进行局部修整。

9、在摊铺过程中，轻微的离析采用人工补撒细料处理；离析较严重的地方，应更换混合料；

10、摊铺后的混合料应及时碾压，若不能及时碾压或遇雨时，应立即停止摊铺。

11、每天摊铺结束后，摊铺机应停放在防污油布上，及时检查、清理设备；

12、在施工过程中，防止污染路缘石、中分带及路肩等结构物，需设置防污染措施；宜在中分带设置临时人行通道；

13、摊铺现场应摆放安全警示标志，摊铺现场应配备垃圾桶，收集垃圾。

14、摊铺过程中注意事项

①摊铺机开始应先打满料，并预热3-5分钟熨平板再开始，可以有效避免拉痕现象产生，如摊铺过程有油斑时可采用人工处理。

②如若出现轻微离析，则采用人工补撒办法处理；离析较严重的地方，则需更换混合料。

③摊铺过程中，需要对松铺厚度由专人进行检查，如发现松铺厚度不符合要求，应立即通知现场施工技术人员进行调整，直至符合要求为止。

④未经碾压的混合料表面不准随意进行踩踏和修补，特殊情况下允许在现场施工技术人员的指导下进行局部的整修。

⑤在摊铺过程中，要做到不间断连续摊铺，如遇吃饭时间，分批轮换交替进行。

⑥摊铺机起步时熨平板仰角的调整要与松铺厚度相吻合，避免出现摊铺面偏高或偏低的起伏形成波浪，影响摊铺质量。

⑦两摊铺机之间距离在10m之内，纵向接缝处可通过调整搭接宽度、挡板高度接平，避免明显的纵向缝痕，另外派有专门人员用木耙处理纵缝。

⑧摊铺过程中禁止每车料卸完收斗，最好3-4车收一次，这样便可减少离析现象。

⑨运料车在摊铺机前方10～30cm处停车，由摊铺机辅助推动卸料车，料车起顶时控制进度，控制卸料速度与摊铺机速度相协调。

⑩摊铺过程中要随时观察初压效果，避免影响边部压实效果，要人工及时处理。

□摊铺过程中派有专人进行摊铺过后废料清理。

□摊铺遇雨需立即停止施工。

15、施工温度控制

摊铺厚度测量

到场温度检测及记录

摊铺机梯队作业

5 沥青混合料碾压工艺控制

5.1 碾压方案

5.2 碾压速度（km/h）

3、混合料摊铺后立即进行压实作业。碾压段落的长度控制为20～30m。

4、在钢轮压路机碾压过程中,采用洁净的可饮用水作为隔离剂,具体用量应使钢轮表面湿润不黏轮为度。不得在新铺层上停机、加水、加油、掉头，以防各种油料、杂质污染路面。压路机不得停在刚铺完未冷却的路面上。

5、碾压过程折回处不能在同一横断面，在已成型的路面上行驶压路机应关闭振动。

6、压路机应配套先进，有足够数量。现场设专人指挥碾压，并设置明显的初压、复压、终压标志。

7、碾压时应将驱动轮朝向摊铺机，以此避免涌包的出现；碾压路线及方向不应突然改变。

8、碾压过程中温度控制。

碾压温度控制要求

碾压

防污染措施

小压路机对边部压实

人工补空隙

6 施工缝处理措施

纵缝处理：梯队作业采用热接缝，预留10-20cm宽度作为后摊铺基准面，以消除缝迹。不能热接缝时，采用切割机切缝，铺另半幅时必须将边缘清扫干净，并涂少量粘层油，摊铺的重叠在已铺层上5-10cm，摊铺后人工将多余的混合料清理，碾压时先在已铺层行走，碾压新铺层10-15cm，然后压实新铺部分，充分将接缝碾压密实。对于路面将产生的纵向冷接缝,应在混合料尚未完完全冷却前用镐刨除边缘留下毛茬的方式,不宜在冷却后用切割机切割作纵向接缝。上、下层纵缝位置应横向错开15cm(热接缝)以上或30-40cm(冷接缝)。

横向接缝：横向施工缝全部采用平接缝。原路面必须采用切割机切除并形成垂直的接缝面,涂抹SBS改性乳化沥青；继续摊铺时,断面部分需保持干燥，熨平板应从接缝处起步摊铺；当接缝碾压后完毕再进行纵向碾压新铺面层。上、下层横缝应错开1m以上。当天碾压完毕后,压路机应在未铺新面层的下卧层上过夜，第二天，压路机重新开回新施工面层，继续摊铺沥青混合料。

7 检查结果

检测严格按照《江苏省高速公路标准化施工指南》、《江苏省高速公路沥青路面施工技术规范》【DB32/T1087-2008】、《公路工程质量检验评定标准》及设计文件的要求进行检查。室内试验：抽提、浸水马歇尔、车辙试验；施工现场：渗水、压实度、厚度、平整度、构造深度、摆式摩擦系数等技术指标进行检测，均满足要求。

抽提结果?浸水马歇尔稳定度检测结果

油石比浸水马歇尔稳定度流值残留马歇尔稳定度附注5.99 9.27 43.1 92.3要求-- ≥85马氏压实度检测结果项目要求实测结果备注98.9 99.0 99.2 99.4 99.5 99.4 99.9 99.8 100.2 100.2 100 100.1 99.7 100.1马氏压实度 ≥98%100 100.3 100.3 100 99.9合格理论压实度检测结果项目要求实测结果备注95.0 95.1 95.1 95.5 95.6 95.6 96.0 96.3 96.2 96.1 96.2 95.8 96.2 96.1理论压实度 94～96.5 96.3 96.1 96.0 95.9 96.4合格厚度检测结果项目要求实测结果（mm）备注36/105 38/103 42/108 44/117 43/111 41/109 37/103 39/105 37/106 38/108 40/112 40/118 41/115 42/109厚度上面层厚度40/总厚度105（mm） 39/108 38/105 40/106 38/104 41/107合格渗水率检测结果项目要求实测结果备注4 3 3 4 1 5 2 9 0 8 0 2 0 2渗水率 ≤50mL/min 1 6 3 7 2合格构造深度、摆式摩擦系数、平整度及外观检查结果构造深度 0.7-1.1 0.98、0.99、1.01、0.98、0.95、0.95、0.94 合格摆式摩擦系数 ≥54 70、70、73、73、72、75、78、72、70、73 合格平整度 ≤0.8行车道1: 0.64、0.59、0.50、0.49、0.65、0.62、0.51、0.62、0.70行车道2： 0.70、0.55、0.59、0.52、0.57、0.65、0.74、0.61、0.71行车道3: 0.60、0.67、0.50、0.62、0.67、0.50、0.49、051、0.54超车道： 0.62、0.58、0.70、0.65、0.65、0.64、0.64、0.67、0.68合格外观铺面均匀；无碾压轮迹、油丁、泛油、积水等现象；接缝处无明显痕迹；