重交通环境下道路沥青的施工质量控制

  1.工程概况

  湖南省醴陵至湘潭高速公路是上海至瑞丽高速公路湖南段的一部分， 路线起点于湖南省醴陵市境内与江西萍乡市交界的金鱼石，经过的县市为醴陵市、株洲县、浏阳市、长沙县、湘潭市，终点位于湘潭市长潭高速公路殷家坳互通并与潭邵高速公路相接，全长72.39km.交通部西部交通建设科技项目“重载交通长寿命沥青路面关键技术研究” 课题组以该路为试验载体， 选定路基4标里程桩号K21+150～K24+160作为试验路段，全长约3公里。试验路段路基部分由路基4标施工，路面部分由路面1 标施工。

  2. 原材料的质量控制

  2.1 沥青

  试验段铺筑的沥青玛蹄脂碎石（SMA）结构路面选用沥青分别有国产或进口AH-70、AH-90道路用重交通沥青、壳牌改性沥青、泰国改性沥青、韩国改性沥青和北京路翔公司改性沥青等，改性沥青一般为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物（SBS）改性。从室内马歇尔试验稳定度、车辙试验动稳定度指标评价，采用改性沥青将在一定程度上增强SMA结构离、低温稳定性能，改性沥青SMA路段实际使用过程中也表现出明显优势。因而沥青的质量对SMA性能影响举足轻重，不同沥青种类选择应根据该路气候、交通特点选择较该地区常用道路石油沥青略硬一个级别标号沥青或改性沥青。施工期间，沥青质量日常检测应严格按技术规范要求的检测项目和检测频率进行。所有指标均应满足规范规定的技术要求。特别是使用改性沥青时，应现场随机取样，不能在改性沥青制造商或提供商指定时间取样检侧， 避免弄虚作假。同时，取样部位应分清，检测样品应接近使用样品。

  2.2 集料

  SMA结构面层特点是由粗骨料形成相互嵌挤的受力骨架结构，承受车轮荷载，因此对集料的要求除必须满足高速公路常规对集料物理力学指标要求外，SMA结构所用集料还应具有良好的几何外形，近似立方体形状，针片状含量低，以便在结构内部形成稳定的受力骨架，更好的抵御车轮碾压变形。进一步讲，集料质量好坏，对于SMA 结构优良力学性能发挥至关重要。当石料粘附性不能满足要求时，可掺加2%左右的消石灰，或有使用证明能长期改善粘附效果的抗剥落剂。经过车辙试验确认， 使用机制砂比使用天然砂可增加动稳定度一倍以上，因此我们要求SMA结构采用机制砂作为细集料以增加结构内部摩阻力，提高结构稳定性。集料质量日常检测应严格按《公路工程沥青（改性沥青）施工技术规范》要求的检测项目和检测频率进行。

  2.3 填料

  SMA填料应选择干燥、磨细的石灰石粉，石灰石粉质量应满足《公路工程施工技术规范》（JTJ032）要求，0.075mm通过率不得小于75%，不得使用拌和楼回收粉尘，同时使用矿粉不宜过细。质量日常检侧应严格按《公路工程沥青（改性沥青）施工技术规范》要求的检测项目和检测频率进行。

  2.4 纤维稳定剂

  铺筑的沥青玛蹄脂碎石（SMA）结构路面所用纤维稳定添加剂主要有德国JRS 公司生产VIATOP颗粒状纤维（VIATOP内含一定比例的纯纤维和沥青）、美国Interfib公司生产的纯纤维。纤维稳定剂质量要求为纤维不得受潮，质量宜根据国外技术要求检测通过率、吸油率、杂质（灰分）含量和PH值等指标。纤维用量应根据厂家提供值和析漏等室内试验结果确定。

  3. 混合料生产控制

  3.1 拌和温度

  沥青或改性沥青的原材料和成品温度、集料烘干加热沮度、混合料拌和温度及混合料的出厂温度，应该严格按照施工规范或技术要求的规定，随时随地进行检验；

  3.2 矿料级配

  对间歇式拌和机必须要求逐盘打印各个热仓和材料质量、矿粉质量及一盘混合料的总质量，随机计算出矿料级配，与标准配合比进行对照。SMA的标准级配范围本身就比变通沥青混合料的容许范围窄得多，其级配料误差的要求也必须要比普通沥青浪合料的严格。对纤维的质量误差不应该超过要求数量的±10%；

  3.3 沥青用量

  对大部分目前尚不其备打印条件的拌和机，与普通沥育混合料一样，检测矿料级配和油石比是质量检侧的重点，要求每天一台拌和机取样抽提、筛分不少于一次，要求油石误差不能超过±0.3%；

  3.4 尽管马歇尔试验的称定度和流值对于SMA并不象普通热拌沥青混合料那么重要，但马歇尔试验还将是拌和厂最主要的质量检侧项目。其目的首先是检测混合料试件的密度和空隙率、VMA， VCA等四大体积指标，以确定它是否满足SMA构成的必要条件。同时检测马歇尔稳定度和流值的目的主要是看生产质量的稳定性，是否能稳定在一个基本不变的水平上。 读书人

  4. 施工控制

  4.1 摊铺碾压温度

  SMA混合料内部含有大量沥青玛蹄脂胶浆，粘度大，温度低时很难压实。因而确保摊铺碾压温度尤为重要。

  4.2 路面碾压

  SMA路面碾压宜采用钢轮压路机初压1-2遍，复压2-4遍，终压1遍的组合方式。碾压过程中，压路机应“紧跟慢压”-紧跟摊铺机，级慢匀速（不超过5公里/小时）对路面进行碾压。这是由SMA结构特性决定的，SMA混合料高温碾压不会象常规混合料那样容易发生推移现象，而料温过低（低于110℃）又很难压实，这一点在施工实践中得以证实。采用振动压路机时，宜遵循“高频、低展”的原则，即高频率、低振幅。特别强调的是，在SMA面层碾压施工时，还应确保压路机数量（五台为宜）充足。初压、复压工作区间严格分开，降低压路机工作区段长度，保证在足够高沮度下进行压实作业。SMA路面压实度应控制在不小于马歇尔标准密度的97%或理论密度的94%，同时也要防止过度碾压，破坏结构内部骨架结构。施工实践证明：SMA面层施工切忌使用胶轮压路机或组合式压路机，以防止胶轮压路机或组合式压路机的轮胎将结构内部沥青“泵吸”到路表面，使路表失去纹理和粗糙度。

  4.3 路面接缝处理

  SMA路面接缝处理较常规热拌沥青棍合料要困难，因而施工中要尽可能避免冷接缝。因为SMA混合料一旦冷却后，质量相当坚硬，洋镐、切缝机很难处理。如不可避免冷接缝，应在施工完，路面尚未完全冷却前，用切割机切创好，用然后水将接缝处冲刷干净，继续施工时，涂刷粘层油即可摊铺新混合料施工。

  5. 路面施工中常见问题

  5.1 过度碾压

  对于SMA结构由于它的集料嵌挤作用，可压实程度不大，压实度较容易达到，过度碾压不仅会压碎SMA结构内部相互嵌挤的粗骨料梭角，破坏结构稳定性，同时也有可能造成玛蹄脂胶浆上浮，损坏路表构造纹理，影响路面抗滑和路表排水性能。

  5.2 碾压不足

  如果路面碾压温度不够或路面碾压次数少导致路面压实不足，会造成路面平整度差和通车不久即形成车辙病害，SMA高温稳定性能不能体现。

  5.3 路面油斑

  SMA混合料拌和生产过程中纤维稳定剂的漏加、少加、加入时间滞后、拌和时间不足以及纤维受潮结团不能充分在混合料中分散等均会造成SMA路表出现油斑。此外，碾压时使用轮胎压路机或组合式压路机，也会造成玛蹄脂上浮，路表失去纹理。

  6.结 语

  沥青混合料在我国的应用也有几十年的历史，随着国民经济的发展，交通作为国民经济的大动脉，特别是公路交通发挥极其重要的作用，由于沥青本身存在不可克服的缺点。因此，科技人员在不断进行攻关，采取有效措施，延长其使用寿命，特别是在重交通的环境下道路沥青材料的制造和施工工艺的质量控制尤为重要。