鄧道松

(威寧縣交通建設(shè)工程質(zhì)量和安全監(jiān)督站)

1 工程概況

貴州凱里至雷山高速公路全長(zhǎng)21.886 km，起于凱里市下長(zhǎng)坡，與滬昆高速接軌，經(jīng)過(guò)黃里和連城，終點(diǎn)為雷山縣陶?qǐng)?，設(shè)置停車區(qū)、無(wú)服務(wù)區(qū)和收費(fèi)站等3 處。設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，主車道為四車道，整幅路寬21.5 m，分幅路寬11.25 m，起止樁號(hào)為K0 +000～K21 +890，橋梁荷載等級(jí)為公路－Ⅰ級(jí)。本工程的橋梁為30 mT 梁，起點(diǎn)樁號(hào)為K14 +623，終點(diǎn)樁號(hào)為K15 +286，橋面寬21.5 m，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)由下往上為:調(diào)平層采用10.5 cm 的C30混凝土，防水粘結(jié)層采用高粘度SBS 改性瀝青，鋪裝層采用4.5 cm 厚的SMA－13，鋪裝層總厚度為15 cm。

2 SMA 混合料原材料相關(guān)試驗(yàn)

2.1 SBS 改性瀝青的質(zhì)量要求

本工程的SMA 層選用SBS 改性瀝青，其主要性能指標(biāo)如表1 所示，試驗(yàn)結(jié)果顯示各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。

表1 SBS 改性瀝青主要性能指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果

2.2 集料的質(zhì)量要求

粗集料選用本地碎石場(chǎng)輝綠巖，主要規(guī)格有1 號(hào)料(9.5～16 mm)、2 號(hào)料(4.75～9.5 mm)和3 號(hào)料(2.36～4.75 mm)。細(xì)集料選用當(dāng)?shù)厮槭瘓?chǎng)的機(jī)制砂，規(guī)格為4 號(hào)料(0～2.36 mm)，礦粉為碎石場(chǎng)自產(chǎn)的礦粉，表面干燥、無(wú)團(tuán)粉。集料的主要性能指標(biāo)如表2～4 所示，試驗(yàn)結(jié)果符合技術(shù)要求。

表2 粗集料主要性能指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果

表4 礦粉主要性能指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果

2.3 纖維的質(zhì)量要求

由于橋面鋪裝的水穩(wěn)定性要求相對(duì)較高，結(jié)合以往的SMA 配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選用水穩(wěn)定性能相對(duì)較好的聚酯纖維。聚酯纖維為經(jīng)過(guò)抗靜電、抗老化和抗紫外線等工藝處理的專用的路用纖維。路用纖維因添加一定量的離散劑使得其離散性良好，從而確保纖維在SMA 中能夠均勻分散。主要檢驗(yàn)方法為20kg 和2kg 的瀝青混合料的纖維含量的數(shù)值差異不得超過(guò)10%。其主要性能指標(biāo)如表5 所示，試驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)范要求。

表5 纖維主要性能指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果

3 SMA 混合料配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 SMA－13 的礦料配合比設(shè)計(jì)

SMA－13 的礦料級(jí)配是以4.75 mm 為控制篩孔，在27.5%的基礎(chǔ)上下浮動(dòng)3%，也就是通過(guò)率分別為30.5%、27.5%和24.5%。然后按照這三組級(jí)配對(duì)4.75 mm 以上的粗集料的松方相對(duì)密度、毛體積相對(duì)密度以及礦料的毛體積相對(duì)密度進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算出粗集料間隙率。按照規(guī)范要求對(duì)礦料級(jí)配曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)。最終確定的礦料配合比設(shè)計(jì)為1 號(hào)料∶2 號(hào)料∶3 號(hào)料∶4 號(hào)料∶礦粉=34∶33∶12∶9∶11。具體的礦料配合比設(shè)計(jì)詳表6 所示。

表6 礦料配合比設(shè)計(jì)

續(xù)表6

3.2 SMA－13 的最佳瀝青用量的確定

SMA－13 的配合比設(shè)計(jì)運(yùn)用馬歇爾試驗(yàn)，以最佳油石比6.0% 為中值上下浮動(dòng)0.3%，對(duì)應(yīng)的油石質(zhì)量比為6.3%、6.0%和5.7%。瀝青混合料的拌和溫度控制在170～185 ℃之內(nèi)，壓實(shí)溫度控制在160～165 ℃之內(nèi)。試驗(yàn)時(shí)選定170 ℃為拌和溫度，165 ℃為擊實(shí)溫度，對(duì)相應(yīng)的瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，試件的密度采用表干法，對(duì)試件的流值、穩(wěn)定度和毛體積相對(duì)密度等進(jìn)行測(cè)定，具體見表7 所示。根據(jù)工程所在地的氣候和車輛荷載情況，確定SMA－13 的最佳油石比為6.0%。

表7 SMA－13 的主要技術(shù)指標(biāo)

3.3 SMA 混合料配合比設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)

(1)高溫穩(wěn)定性能驗(yàn)證。

按照規(guī)程規(guī)定進(jìn)行車轍試驗(yàn)測(cè)得動(dòng)穩(wěn)定度為5 900 次/mm，滿足3 000～6 000 次/mm 的規(guī)范要求。

(2)抗水損害能力驗(yàn)證。

按照規(guī)范要求對(duì)SMA－13 進(jìn)行浸水馬歇爾和凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，殘留穩(wěn)定度為93.8%，滿足不小于85%的規(guī)范要求;凍融劈裂強(qiáng)度比為92.3%，滿足不小于80%的要求。

(3)謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)。

按照規(guī)程規(guī)定進(jìn)行謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)，試驗(yàn)所得平均析漏損失率為0.06%，滿足規(guī)范不大于0.1%的要求。

4 SMA 施工質(zhì)量控制

4.1 防水粘結(jié)層施工控制

防水粘結(jié)層采用高粘度的SBS 改性瀝青，在施工前應(yīng)進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度為200 ℃才可以用瀝青灑布車進(jìn)行灑布，瀝青灑布量控制在0.5～0.7 L/m2。當(dāng)半幅橋面施工完成后，將3#集料均勻地鋪設(shè)在橋面上，鋪設(shè)量為5～7 m3/km2，然后再進(jìn)行下一道工序施工。

4.2 SMA 的施工溫度控制

當(dāng)SMA 的施工溫度過(guò)高時(shí)，瀝青混合料將很容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。由于溫度過(guò)高，使得拌和料進(jìn)入運(yùn)輸車時(shí)容易出現(xiàn)部分骨料往兩邊車廂滑動(dòng)現(xiàn)象，造成集料集中的現(xiàn)象，由于車廂靠近外界，熱量損失相對(duì)較大，而瀝青路面對(duì)溫度要求相對(duì)較高，也較為敏感。本工程采取適當(dāng)?shù)亟档褪┕囟鹊姆椒?，以預(yù)防瀝青混合料施工時(shí)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，取得較高的效果。具體的施工溫度如下:混合料加熱溫度控制在185～195 ℃，出廠溫度控制在170～180 ℃，最高溫度應(yīng)≤185 ℃，攤鋪溫度應(yīng)≥160 ℃，初壓溫度應(yīng)≥150 ℃，碾壓最終溫度應(yīng)≥130 ℃;前面三種施工溫度比規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)降低5℃，其余與規(guī)范要求保持一致。

4.3 SMA 的拌和質(zhì)量控制

SMA 混合料采用間歇式瀝青拌和機(jī)進(jìn)行拌和，各類原材料的計(jì)量均采用全自動(dòng)系統(tǒng)，其中纖維的摻加比例為0.3%。纖維的干拌時(shí)間應(yīng)≥8 s，濕拌時(shí)間控制在40～45 s，確保纖維均勻地分散在瀝青混合料中，使得各種集料能夠充分拌和。

4.4 SMA 的攤鋪質(zhì)量控制

SMA 的攤鋪溫度控制在160～180 ℃，根據(jù)試驗(yàn)段的數(shù)據(jù)對(duì)攤鋪厚度進(jìn)行確定，松鋪系數(shù)按照1.15～1.20 進(jìn)行控制，采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)，車距為5 m，攤鋪速度為2～3 m/min，確保攤鋪能夠連續(xù)均勻地進(jìn)行。

4.5 SMA 的碾壓質(zhì)量控制

SMA 的碾壓嚴(yán)格按照“低幅、高頻、慢壓、緊跟”的施工原則，壓路機(jī)的碾壓速度控制在2～4 km/h，并保證勻速進(jìn)行，碾壓按照初壓1 遍，復(fù)壓2 遍，終壓1 遍的工藝步驟進(jìn)行，終壓溫度控制在110～130 ℃。本工程路面碾壓方式采用先靜后振再靜的工藝，確保路面壓實(shí)效果，確保路面不透水。在SMA 碾壓過(guò)程中應(yīng)保證瀝青混合料不發(fā)生推擁現(xiàn)象，保證路面構(gòu)造深度控制在0.9～1.25 之間。相鄰碾壓帶應(yīng)以1/3～1/4 輪寬進(jìn)行重疊，碾壓工作面長(zhǎng)度控制在30～50 m。在碾壓過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻關(guān)注路面的情況，當(dāng)密度達(dá)到時(shí)應(yīng)立即停止碾壓，避免出現(xiàn)過(guò)度碾壓現(xiàn)象，使得構(gòu)造深度得以保證。因本工程采用高粘度的SBS 改性瀝青，所以不得采用輪胎式壓路機(jī)作為碾壓壓路機(jī)，以避免出現(xiàn)粘輪或者使得瀝青瑪蹄脂受到輪胎揉搓后擠壓到路面上來(lái)，從而影響壓實(shí)效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

本工程在高粘度的SBS 瀝青防水粘結(jié)層上進(jìn)行SMA－13 的橋面鋪裝施工，而且鋪裝層的厚度為4.5 cm，屬于簿層橋面鋪裝，施工中對(duì)SMA－13 的配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量和施工質(zhì)量的控制，使得橋面鋪裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層粘結(jié)良好，這大大地降低了建設(shè)成本，也更能發(fā)揮SMA 的抗滑性能、高溫抗車轍性、水穩(wěn)定性和耐久性等優(yōu)點(diǎn)，取得良好的施工效果，該結(jié)構(gòu)形式可以推廣到其他舊路加鋪改造工程。

［1］公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40－2004)［S］.

［2］公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD50－2006)［S］.

［3］公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTGE20－2011)［S］.