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交通物流畢業(yè)論文-SMA施工控制與現(xiàn)場監(jiān)理
SMA施工控制與現(xiàn)場監(jiān)理發(fā)布時間： 2003-6-14 作者：秩名
摘 要：本文通過寧揚(yáng)、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(chǎn)、攤鋪、碾壓等施工工藝，并結(jié)合寧揚(yáng)公路揚(yáng)州段后場 監(jiān)理、寧合公路B標(biāo)段前場監(jiān)理闡述了SMA的質(zhì)量控制措施及施工中應(yīng)注意的問題。
關(guān)鍵詞：SMA 施工 控制 監(jiān)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(wěn)定劑、礦粉及少量細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)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(jié)構(gòu)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(jìn)木質(zhì)素纖維后，SMA性能提高并得到廣泛應(yīng)用。
1998年寧揚(yáng)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(jié)構(gòu)（寧揚(yáng)公路揚(yáng)州段采用現(xiàn)場加工SBS改性瀝青），路面施工于1998 年1 0月結(jié)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(jié)構(gòu)（寧合公路采用成品SBS改性瀝青），路面施工于1999年10月結(jié) 束。上述兩條路自交付使用至今運(yùn)行狀況良好。
1 SMA的施工控制
1.1 施工前準(zhǔn)備工作
SMA施工前除按普通瀝青混合料進(jìn)行常規(guī)檢查外，還應(yīng)檢查以下幾個方面：
�。�1） 木質(zhì)素纖維必須在室內(nèi)架空堆放，嚴(yán)格防潮，保持干燥。
�。�2） 對于現(xiàn)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(zhì)素纖維添加設(shè)備進(jìn)行計量標(biāo)定，木質(zhì)素纖維添加設(shè)備不得受潮。
�。�4） 改性瀝青運(yùn)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(xiàn) 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(yīng)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(yīng)太高，一般控制在170℃～180℃之間。
1.2 SMA的制拌
生產(chǎn)SMA采用的間歇式瀝青拌和機(jī)額定生產(chǎn)能力為200t/h，實(shí)際生產(chǎn)能 力為133～155t/h。在采用間歇式瀝青拌和機(jī)時，SMA與普通瀝青混合料生產(chǎn)的主要區(qū)別是：
（1）木質(zhì)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(chǎn)時間延長15～25s。
(2)由于瀝青可能會離析，SMA不應(yīng)在貯料倉里儲備時間過長，貯料倉里SMA的數(shù)量不宜過多。
（3）采用人工添加木質(zhì)素纖維易產(chǎn)生由于人為因素而少加或多加的現(xiàn)象，從而 影響SMA的使用品質(zhì)；采用機(jī)械添加木質(zhì)素纖維應(yīng)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(shí)際施工時的溫度范圍）, 當(dāng)混合料超過195℃時，予 以廢棄。實(shí)踐證明，這樣的溫度施工沒有困難。
寧揚(yáng)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(chǎn)配合比油石 比寧揚(yáng)公路為6.5%，寧合公路為6.2%；穩(wěn)定劑為木質(zhì)素纖維，寧揚(yáng)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(yáng)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(wěn)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(dāng)路表溫度低于15℃時，不 宜攤鋪改性瀝青SMA；SMA的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)路的數(shù)據(jù)來確定（SMA的松鋪系數(shù)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(yīng)立即壓實(shí)，不得等候。壓路機(jī)應(yīng)以2～4km/h的速度進(jìn)行均勻的碾壓，碾壓按初壓（1遍）、復(fù)壓（2遍）、終壓（1遍）三階段進(jìn)行，終壓溫度一般控制在110℃～130℃（實(shí)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(fā)現(xiàn)混合料能在高溫狀態(tài)下用振動壓路機(jī)碾壓 而不產(chǎn)生推擁，碾壓成型后表面有足夠的構(gòu)造深度又基本上不透水（經(jīng)測定，SMA路面構(gòu) 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(diǎn)值得注意：
�。�1） 為了防止混合料粘輪，可在鋼輪表面均勻?yàn)⑺蛊浔３殖睗�，水中摻少量的清洗�?nbsp;或其它適當(dāng)?shù)牟牧稀５乐惯^量灑水引起混合料溫度的驟降。
�。�2） 壓路機(jī)碾壓時相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/3～1/4輪寬，碾壓工作面長度30～50m。
�。�3） SMA面層一旦達(dá)到足夠的密度后，碾壓即應(yīng)停止，過度碾壓可能導(dǎo)致瀝青瑪蹄脂結(jié)合 料被擠壓到路表面，影響構(gòu)造深度。工作中應(yīng)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(jī) 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(dá)不到壓實(shí)效果。
1.4 SMA混合料瀝青含量的控制
設(shè)計瀝青混合料的難點(diǎn)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(chǎn)生油斑；瀝青用量過少，混合料將難以壓實(shí)，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(shí)際操作過程中應(yīng)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(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、抽提試驗(yàn)，及時了解瀝青混合料的油石比、空隙率、穩(wěn)定度等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并作相應(yīng)調(diào)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(jié)合料 為度，拌和時間視實(shí)際情況可相應(yīng)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(xiàn)油斑。產(chǎn)生油斑的原因有以下幾點(diǎn)：
（1）運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，SMA混合料中骨料與瀝青產(chǎn)生離析；
�。�2）SMA混合料溫度過高，改性瀝青發(fā)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(jī)碾壓遍數(shù)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(jī)等料時間過長及運(yùn)料車積壓過多，發(fā)生瀝青析漏。
攤鋪中出現(xiàn)的油斑應(yīng)及時鏟除并用熱料填補(bǔ)，碾壓中出現(xiàn)的油斑，應(yīng)及時在油斑區(qū)域?yàn)C(jī)制砂。當(dāng)攤鋪時遇雨或下層潮濕時，嚴(yán)禁進(jìn)行攤鋪工作。
2 SMA的施工現(xiàn)場監(jiān)理
2.1 重視施工前期的監(jiān)控
在寧揚(yáng)公路和寧合公路監(jiān)理工作過程中，監(jiān)理應(yīng)首先對已確定的施工單位的 資質(zhì)、 人員、設(shè)備、組織系統(tǒng)等進(jìn)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(jìn)行檢查。如對施工組織設(shè)計的審查、監(jiān)理大綱的交底 等，并召開由業(yè)主、承包商、監(jiān)理單位參加的協(xié)調(diào)會，現(xiàn)場解決施工中可能出現(xiàn)的問題。
2.2 實(shí)行預(yù)防為主的原則
在監(jiān)理過程中，我們除把握好各工序的質(zhì)量驗(yàn)收，還對施工過程中較易出現(xiàn)的質(zhì) 量問題 向施工單位提出監(jiān)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(tài)， 使施工單位不返工或盡量少返工。在寧揚(yáng)線揚(yáng)州段施工監(jiān)理過程中，短短22d時間共發(fā)出書 面監(jiān)理通知4份；在寧合線B標(biāo)段施工監(jiān)理過程中，每天將《監(jiān)理日記》打印后交給業(yè)主，明 確施工中注意預(yù)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(rèn)識，為確保施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。
2.3 依托科技優(yōu)勢，確保工程質(zhì)量
監(jiān)理組利用江蘇省交通科學(xué)研究院信息靈、人員素質(zhì)高的優(yōu)勢，及時解決施 工中出現(xiàn) 的問題。如在寧揚(yáng)線SMA加鋪過程中，監(jiān)理組利用德國JRS公司SMA施工專家講學(xué)機(jī)會，請德國專家來施工現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)。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(jīng)驗(yàn)，提出了“先重 后輕”的碾壓原則。實(shí)踐證明，使用該方法能夠減少碾壓遍數(shù)，節(jié)省施工單位機(jī)械臺班， 施工中效果較為理想，既提高了經(jīng)濟(jì)效益，又確保了工程質(zhì)量。
2.4 及時檢測，把握工程質(zhì)量
為了確保SMA瀝青罩面的施工質(zhì)量，充分利用江蘇省交通科學(xué)研究院 的試驗(yàn) 設(shè)備和現(xiàn)場試驗(yàn)室的條件，對瀝青路面平整度、密實(shí)度、厚度、彎沉、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度 、油石比等進(jìn)行檢測，做到當(dāng)天施工當(dāng)天進(jìn)行鉆蕊取樣，第二天出報告，對前一天的 施工質(zhì)量進(jìn)行評定，指導(dǎo)第二天的施工，如發(fā)現(xiàn)鉆蕊取樣后測定的密實(shí)度效果沒有預(yù)期的理 想，第二天及時調(diào)碾壓順序及遍數(shù)，使密實(shí)度達(dá)到滿意的效果。
2.5 對施工現(xiàn)場實(shí)行跟蹤監(jiān)理
施工過程中加強(qiáng)現(xiàn)場巡視，跟蹤監(jiān)理，有利于發(fā) 現(xiàn)問題并及時予以解決，如在寧揚(yáng)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(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理及時干預(yù)后問題才得以解決，避免了工程質(zhì)量事故的發(fā)生。
駐地監(jiān)理經(jīng)常對后場堆料場進(jìn)行巡視，要求承包商將各種材料分別堆放整齊，對細(xì)集料作 好防雨工作，一旦發(fā)現(xiàn)細(xì)集料受潮，即要求施工單位進(jìn)行處理。駐地監(jiān)理一般開拌后就在拌 和操作間，現(xiàn)場觀察拌和情況，逐盤打印各個熱料倉的材料質(zhì)量、礦粉質(zhì)量及一盤混合料的 總質(zhì)量，及時計算出礦料級配，與標(biāo)準(zhǔn)配合比進(jìn)行對照。控制拌和時間，檢查出料溫度，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。例如，由于拌和機(jī)只有四種拌和進(jìn)料倉，且倉門開啟快、關(guān)閉慢，這樣造成用量少的細(xì)集料偏多，拌和料配合比不能滿足要求，通過及時調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例，保證了配合比的設(shè)計要求。
通過現(xiàn)場巡視，對發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸車輛有剩余廢料及油水混合物過多的情況，及時阻止運(yùn)料車運(yùn)入施工現(xiàn)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(zhì)量。
3 結(jié)束語
（1）從SMA使用效果來看，上面層采用5cm厚SMA能更好地發(fā)揮SMA的水穩(wěn)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(jìn)一步 開發(fā)。
�。�3）SMA混合料溫度在190℃～200℃時的性能有待于鋪筑試驗(yàn)路進(jìn)一步檢驗(yàn)。
�。�4）添加木質(zhì)素纖維后，SMA路面結(jié)構(gòu)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(jī)場高速公路、八達(dá)嶺高速公路、保津高速公路等國內(nèi)多條高 速公路得到應(yīng)用。我省大規(guī)模使用SMA僅限于寧揚(yáng)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(xiàn)
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(shù)規(guī)范.JTJ036-98,1998.12
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