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交通物流畢業論文-SMA施工控制與現場監理
SMA施工控制與現場監理發布時間： 2003-6-14 作者：秩名
摘 要：本文通過寧揚、寧合公路舊水泥混凝土路面加鋪改造 工程，論述了SBS改性瀝青SMA的生產、攤鋪、碾壓等施工工藝，并結合寧揚公路揚州段后場 監理、寧合公路B標段前場監理闡述了SMA的質量控制措施及施工中應注意的問題。
關鍵詞：SMA 施工 控制 監理
瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt，簡稱SMA)是一種 由瀝青、纖維穩定劑、礦粉及少量細集料組成的瀝青瑪蹄脂結合料填充間斷級配的粗骨料骨架間隙而組成的瀝 青混合料。使用情況表明，SMA路面結構不僅在高溫、重載時車轍變形量低，而且低溫性能 良好。80年代初石棉纖維禁用而引進木質素纖維后，SMA性能提高并得到廣泛應用。
1998年寧揚一級公路舊水泥混凝土路面加鋪改造工程，在加鋪層的上面層采用4cm改 性瀝青SMA-16型路面結構（寧揚公路揚州段采用現場加工SBS改性瀝青），路面施工于1998 年1 0月結束；1999年寧合一級公路舊水泥混凝土路面加鋪改造工程，在加鋪層的上面層采用4cm 改性瀝青SMA-13型路面結構（寧合公路采用成品SBS改性瀝青），路面施工于1999年10月結 束。上述兩條路自交付使用至今運行狀況良好。
1 SMA的施工控制
1.1 施工前準備工作
SMA施工前除按普通瀝青混合料進行常規檢查外，還應檢查以下幾個方面：
（1） 木質素纖維必須在室內架空堆放，嚴格防潮，保持干燥。
�。�2） 對于現場加工SBS改性瀝青的工程，改性劑SBS的存放時間不宜太長，以防止老化。
�。�3） 對木質素纖維添加設備進行計量標定，木質素纖維添加設備不得受潮。
（4） 改性瀝青運輸溫度不低于150℃，保溫貯存溫度不低于140℃，不得長時間存放；對現 場加工的改性瀝青必須不間斷地攪拌，以防改性劑離析。
�。�5） 制作好的改性瀝青的溫度應該滿足瀝青泵輸送及噴嘴噴出的要求，在滿足施工的前提 下，瀝青的加熱溫度不應太高，一般控制在170℃～180℃之間。
1.2 SMA的制拌
生產SMA采用的間歇式瀝青拌和機額定生產能力為200t/h，實際生產能 力為133～155t/h。在采用間歇式瀝青拌和機時，SMA與普通瀝青混合料生產的主要區別是：
（1）木質素纖維的分散拌勻非常重要，干拌時間延長5～15s，加入瀝青后的拌和時間延長 5-10s，總生產時間延長15～25s。
(2)由于瀝青可能會離析，SMA不應在貯料倉里儲備時間過長，貯料倉里SMA的數量不宜過多。
�。�3）采用人工添加木質素纖維易產生由于人為因素而少加或多加的現象，從而 影響SMA的使用品質；采用機械添加木質素纖維應防止輸送管道堵塞。
（4）由于SMA使用了SBS改性瀝青，拌和溫度比拌普通瀝青混合料提高了10℃～20℃左右。瀝青加熱溫度掌握在170℃～180℃；礦料加熱溫度在185℃～195℃；礦粉和纖維不加熱；混 合料出料溫度控制在170℃～185℃（實際施工時的溫度范圍）, 當混合料超過195℃時，予 以廢棄。實踐證明，這樣的溫度施工沒有困難。
寧揚公路和寧合公路SMA面層采用玄武巖石料、石灰石礦粉和SBS改性瀝青。生產配合比油石 比寧揚公路為6.5%，寧合公路為6.2%；穩定劑為木質素纖維，寧揚公路用量為混合料重 量的0.375%，寧合公路用量為混合料重量的0.30%。SMA礦料級配見表1、表2。
寧揚公路SMA-16型礦料級配范圍 表1
篩孔(方孔,mm) 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36
通過量(%) 100 90～100 65～85 40～60 24～30 16～24
篩孔(方孔,mm) 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
通過量(%) 14～22 11～17 10～14 9～13 8～11
寧合公路SMA-13型礦料級配范圍 表2
篩孔(方孔,mm) 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36
通過量(%) 100 100 90～100 55～75 22～32 15～26
篩孔(方孔,mm) 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
通過量(%) 14～24 12～20 10～16 9～13 8～11
1.3 SMA的攤鋪和碾壓成型
SMA的攤鋪與普通瀝青混凝土相同。由于使用了SBS改性瀝青及纖維穩定劑，混合 料的攤 鋪溫度宜為160℃～180℃，溫度低于140℃的混合料禁止使用。當路表溫度低于15℃時，不 宜攤鋪改性瀝青SMA；SMA的攤鋪厚度應根據試驗路的數據來確定（SMA的松鋪系數通常在1.1 5～1.20之間）。
SMA的碾壓遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。碾壓溫度越高越好,攤鋪后應立即壓實，不得等候。壓路機應以2～4km/h的速度進行均勻的碾壓，碾壓按初壓（1遍）、復壓（2遍）、終壓（1遍）三階段進行，終壓溫度一般控制在110℃～130℃（實際施工時的溫度范圍）, 終壓時不得振動。在碾壓過程中，可以發現混合料能在高溫狀態下用振動壓路機碾壓 而不產生推擁，碾壓成型后表面有足夠的構造深度又基本上不透水（經測定，SMA路面構 造深度在0.9～1.25之間）。SMA的碾壓與普通瀝青混凝土碾壓相比，有以下幾點值得注意：
�。�1） 為了防止混合料粘輪，可在鋼輪表面均勻灑水使其保持潮濕，水中摻少量的清洗劑 或其它適當的材料。但要防止過量灑水引起混合料溫度的驟降。
�。�2） 壓路機碾壓時相鄰碾壓帶應重疊1/3～1/4輪寬，碾壓工作面長度30～50m。
（3） SMA面層一旦達到足夠的密度后，碾壓即應停止，過度碾壓可能導致瀝青瑪蹄脂結合 料被擠壓到路表面，影響構造深度。工作中應密切注意路表情況，防止過度碾壓。
(4) 由于SMA混合料使用了SBS改性瀝青且瀝青含量高，因而粘度大，不得使用輪胎式壓路機 碾壓，以防止粘輪及輪胎揉搓造成瀝青瑪蹄脂擠到表面而達不到壓實效果。
1.4 SMA混合料瀝青含量的控制
設計瀝青混合料的難點在于保證其堅硬的礦物骨架和合適的瀝青用量。瀝青用量 過多，將造成粗骨料之間的分離，易產生油斑；瀝青用量過少，混合料將難以壓實，空隙率過高，骨料之間的瀝青膜過薄，從而影響其耐久性。因此，在實際操作過程中應隨時控制每天SMA混合料的瀝青用量，每天分上、下午在后場各取一組瀝青混合料進行馬歇爾試驗、抽提試驗，及時了解瀝青混合料的油石比、空隙率、穩定度等各項技術指標，并作相應調整。SMA混 合料出料以混合料拌和均勻、纖維均勻分布在混合料中、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結合料 為度，拌和時間視實際情況可相應增減。
1.5 油斑的成因及處理方法
在SMA路面攤鋪、輾壓成型過程中，路面可能會出現油斑。產生油斑的原因有以下幾點：
�。�1）運輸距離較遠，SMA混合料中骨料與瀝青產生離析；
（2）SMA混合料溫度過高，改性瀝青發生老化；
�。�3）纖維摻加劑拌和不均勻；
�。�4）拌和時間太短，SMA混合料拌和不夠充分；
�。�5）用油量過高；
�。�6）壓路機碾壓遍數過多，使路面超壓；
�。�7）拌和料(特別是纖維摻加劑)及路表含有一定的水份；
�。�8）攤鋪機等料時間過長及運料車積壓過多，發生瀝青析漏。
攤鋪中出現的油斑應及時鏟除并用熱料填補，碾壓中出現的油斑，應及時在油斑區域灑機制砂。當攤鋪時遇雨或下層潮濕時，嚴禁進行攤鋪工作。
2 SMA的施工現場監理
2.1 重視施工前期的監控
在寧揚公路和寧合公路監理工作過程中，監理應首先對已確定的施工單位的 資質、 人員、設備、組織系統等進行了解，提出建議和意見，并在施工過程中對前 期工作完成情況進行檢查。如對施工組織設計的審查、監理大綱的交底 等，并召開由業主、承包商、監理單位參加的協調會，現場解決施工中可能出現的問題。
2.2 實行預防為主的原則
在監理過程中，我們除把握好各工序的質量驗收，還對施工過程中較易出現的質 量問題 向施工單位提出監理意見，盡可能地將隱藏在施工過程中的一些事故因素消滅在萌芽狀態， 使施工單位不返工或盡量少返工。在寧揚線揚州段施工監理過程中，短短22d時間共發出書 面監理通知4份；在寧合線B標段施工監理過程中，每天將《監理日記》打印后交給業主，明 確施工中注意預防的問題，及時指出施工中的不足，使施工單位在施工中對改性瀝青混合 料的施工有了明確的認識，為確保施工質量打下良好的基礎。
2.3 依托科技優勢，確保工程質量
監理組利用江蘇省交通科學研究院信息靈、人員素質高的優勢，及時解決施 工中出現 的問題。如在寧揚線SMA加鋪過程中，監理組利用德國JRS公司SMA施工專家講學機會，請德國專家來施工現場進行指導。德國專家在參觀后對油斑的處理提出了自己的意見，并針對SMA特殊的施工工藝闡明了德國在SMA方面的施工經驗，提出了“先重 后輕”的碾壓原則。實踐證明，使用該方法能夠減少碾壓遍數，節省施工單位機械臺班， 施工中效果較為理想，既提高了經濟效益，又確保了工程質量。
2.4 及時檢測，把握工程質量
為了確保SMA瀝青罩面的施工質量，充分利用江蘇省交通科學研究院 的試驗 設備和現場試驗室的條件，對瀝青路面平整度、密實度、厚度、彎沉、摩擦系數、構造深度 、油石比等進行檢測，做到當天施工當天進行鉆蕊取樣，第二天出報告，對前一天的 施工質量進行評定，指導第二天的施工，如發現鉆蕊取樣后測定的密實度效果沒有預期的理 想，第二天及時調碾壓順序及遍數，使密實度達到滿意的效果。
2.5 對施工現場實行跟蹤監理
施工過程中加強現場巡視，跟蹤監理，有利于發 現問題并及時予以解決，如在寧揚線施工過程中，有一段約30m的地段混合料攤鋪后沒有及時碾壓，經現場監理及時干預后問題才得以解決，避免了工程質量事故的發生。
駐地監理經常對后場堆料場進行巡視，要求承包商將各種材料分別堆放整齊，對細集料作 好防雨工作，一旦發現細集料受潮，即要求施工單位進行處理。駐地監理一般開拌后就在拌 和操作間，現場觀察拌和情況，逐盤打印各個熱料倉的材料質量、礦粉質量及一盤混合料的 總質量，及時計算出礦料級配，與標準配合比進行對照�？刂瓢韬蜁r間，檢查出料溫度，發現問題及時處理。例如，由于拌和機只有四種拌和進料倉，且倉門開啟快、關閉慢，這樣造成用量少的細集料偏多，拌和料配合比不能滿足要求，通過及時調整冷料倉進料比例，保證了配合比的設計要求。
通過現場巡視，對發現運輸車輛有剩余廢料及油水混合物過多的情況，及時阻止運料車運入施工現場，并予以清除。檢查出廠混合料的溫度，對不滿足溫度要求的瀝青混合料堅決予以廢料，保證了瀝青混合料的質量。
3 結束語
�。�1）從SMA使用效果來看，上面層采用5cm厚SMA能更好地發揮SMA的水穩定性和耐疲 勞性能。
�。�2）SMA在瀝青路面上面層使用較多，中面層及下面層使用SMA還不普遍，有待于進一步 開發。
�。�3）SMA混合料溫度在190℃～200℃時的性能有待于鋪筑試驗路進一步檢驗。
（4）添加木質素纖維后，SMA路面結構比普通瀝青混凝土路面成本高20%左右。
�。�5）目前，SMA在我國首都機場高速公路、八達嶺高速公路、保津高速公路等國內多條高 速公路得到應用。我省大規模使用SMA僅限于寧揚線和寧合線加鋪改造工程，高速 公路路面使 用SMA至今仍為空白（截止1999年底）。相信在不久 的將來，SMA將在我省高等級公路路面上得到大力推廣使用。
參考文獻
1 沈金安.改性瀝青與SMA路面.北京：人民交通出版社,1999.7
2 公路改性瀝青路面施工技術規范.JTJ036-98,1998.12
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