p公路沥青玛蹄脂碎石路面施工作指导书.docx
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p公路沥青玛蹄脂碎石路面施工作指导书
靖安高速公路（延安段）
SMA路面施工作业指导书
概况
安塞至靖边高速公路（延安段）K49+777.858—K67+845段上面层工程,采用4cm厚SBS改性沥青玛蹄脂碎石路面13型（以下简称SMA-13），全长为18.067公里，另包括镰刀湾互通区部分，施工面积为平方米。
SMA具有较好的高温稳定性和低温抗裂性，能保持较好抗滑能力和平整度、减少噪音、提高路面舒适度等优点。
为正确指导上面层SMA-13的施工作业，规范其操作规程，特制定本指导书。
1.总则
1.1铺筑SMA-13面层时，除本指导书外，应遵照交通行业标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032）及《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036）的规定执行。
1.2SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架组成一体的沥青混合料，是一种嵌挤密实结构。
2.SMA的特点
2.1在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，因而有较强的高温抗车辙能力。
2.2SMA使用矿粉多（8-12%），沥青多（5.5-6.5%），又使用纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，充全填充集料间隙，对骨架有较好的粘结作用，因此具有较好的低温抗裂性能。
2.3SMA混合料的内部空隙率很小（4%左右），渗水很少，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也较大改善。
2.4SMA一方面要求采用坚硬的耐磨的优质石料；另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成较大的空隙，构造深度大，同时解决了抗滑与耐久的问题。
2.5SMA的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，空隙率小，沥青与空气接触少，因而具有良好的耐久性。
2.6SMA路面密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使用权路面能保持较高的整体强度和稳定性。
2.7造价高，对路基与路面的施工质量要求较高。
2.8改性剂必须完全分散在沥青中，才能充分发挥其效能。
2.9材料要求高的特点，特别是对粗集料的坚韧性、颗粒形状和棱角性的要求很高；
2.10只有在高温状态下碾压才能达到密实效果，且不产生推拥，这是SMA的一个重要特征；
3、材料
3.1粗集料
3.1.1粗集料应采用质质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，且质地坚硬，有足够强度，表面粗糙，形状接近立方体，有良好的嵌挤能力的破碎集料，本工程采用的粗集料为陕西蓝田科旺达石料厂生产的辉绿岩碎石。
其质量符合下表要求：
SMA表面层用粗集料质量技术要求
指标
单位
技术要求
实测指标
石料压碎值不大于
%
20
12.3
洛杉矶磨耗损失不大于
%
28
视密度不小于
2.60
2.776
吸水率不大于
%
2.0
0.75
与沥青的粘附性不小于
5
5
坚固性不大于
%
12
2.3
针片状颗粒含量不大于
%
15
8.2
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于
%
1
0.4
软石含量不大于
%
3
1.0
石料磨光值不小于
BPN
38
具有一定数量破碎面颗粒的含量不小于
具有一个破碎面的颗粒
具有2个或2个以上破碎面的颗粒
%
100
90
符合要求
3.1.2用于SMA的粗集料应为反击式破碎机进行二次破碎加工的碎石。
3.1.3粗集料颗粒良好，针片状含量小于10%。
3.1.4经检验，上面层所采用的粗集料能够满足级配要求。
3.2细集料
3.2.1细集料采用专用的细料破碎机现场生产的机制砂。
应干净、坚硬、干燥、无风化，有适当的级配，并与改性沥青有良好的粘附性。
其质量要求符合下表的技术要求：
SMA面层用细集料质量技术要求
指标
单位
技术要求
试验方法
视密度不小于
2.50
随时
坚固性不大于
%
12
随时
砂当量不小于
塑性指数
粗糙度
3.3矿粉
3.3.1矿粉使用铜川骊山水泥厂生产的磨细石灰石粉。
3.3.2矿粉含水量不得大于1%，贮存必须采取防水措施，保证进料时能自由流出。
3.3.3矿粉的技术指标和检验频率见下表
矿粉的技术指标和检验频率表
序号
指标
单位
指标值
频率
备注
1
表观密度
g/cm3
≥2.5
随时
2
含水量
%
≤1
随时
3
亲水系数
--
<1
随时
4
塑性指数
%
<4
随时
5
粒度范围
<0.6mm
%
100
随时
<0.15mm
90-100
<0.075mm
75-100
6
外观
--
无团粒结块
随时
7
加热安定性
--
实测记录
随时
3.4沥青结合料
3.4.1用于SMA的沥青结合料必须具有较高的粘度，与集料具有良好的粘附性，以保证有足够的高温稳定性和低温韧性。
本工程中采用性能优越的新疆金石沥青公司生产的“金石”牌SBS改性沥青作为结合料。
SBS改性沥青技术要求和检测频率如下表
SBS改性沥青技术要求和检测频率表
序号
沥青状态
常规指标
单位
指标值
频率
1
原
样
针入度（25℃，5s，100g）
0.1mm
70-80
每批/每1000桶一次
2
针入度指数PI）
≥-0.6
每批/每1000桶一次
3
延度（5℃）
cm
≥35
每批/每1000桶一次
4
软化点（环球法）
℃
≥70
每批/每1000桶一次
5
135℃运动粘度
Pa.s
≤3
每4000桶一次
6
闪点
℃
>230
每批/每1000桶一次
7
溶解度
%
>99
每批/每1000桶一次
8
弹性恢复（25℃）
%
≥80
每批/每1000桶一次
9
储存稳定度离析，48h软化点差
℃
≤2.5
每批/每1000桶一次
10
细度
μm
≤5
每4000桶一次
11
老
化
后
质量变化
%
≤1.0
每批/每1000桶一次
12
残留针入度比（25℃）
%
≥65
每批/每1000桶一次
13
延度（5℃
cm
≥25
每批/每1000桶一次
3.4.2现场接收沥青材料时，必须同时验收产品质量合格文件、产品说明书（产品名称、代号、标号、运输和存放条件、使用方法、生产工艺、环保安全等）
3.4.3本工程使用的改性沥青为成品改性沥青，通过沥青脱桶设备进行加热后，送入沥青储存罐内进行储存。
3.4.4在沥青储存过程中，应经常检验改性沥青的离析情况，各项指标应符合规范规定的技术要求，为防止离析，在沥青罐顶端分别加装电动搅拌器，对改性沥青进行定期二次搅拌，搅拌器每三小时搅拌一次，每次搅拌20分钟。
同时采用在不同的沥青罐中间互相交流的方法，也可以在不同程度上防止储存改性沥青的离析。
3.5纤维稳定剂
3.5.1本工程采用北京垦特莱公司生产的“垦特莱”牌木质素纤维作为纤维稳定剂，以改善沥青混合料性能，吸附沥青，减少析漏。
其质量应符合下表的技术要求：
木质素纤维质量技术要求
试验项目
指标
试验方法
纤维长度
<6mm
灰分含量
18±5%，无挥发物
PH值
7.5±1.0
吸油率
不小于纤维质量的5倍
含水量
<5%（以质量计）
3.5.2木质素纤维能承受250℃以上的环境温度不变质，不发脆，且对环境不造成危害，不危害身体健康。
3.5.3纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于0.3%，必要时可适当增加纤维用量。
纤维掺加量的允许误差宜不超过±5%。
3.5.4纤维应存放在室内或有棚盖的地方，在运输及使用过程中应防止受潮、结团，已经受潮、结团不能在拌合时充分分散的纤维，不得使用。
4、配合比设计
4.1设计原则
4.1.1SMA混合料的配合比设计，应遵循现行规范关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳沥青用量。
4.1.2SMA配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法。
其必须具有互相嵌挤紧密的粗集料骨架。
对SMA-13，SMA的粗骨架是4.75mm以上的粗集料。
填充在SMA的粗集料骨架间隙中的沥青结合料，应符合最小沥青用量的要求，马歇尔试件的空隙率必须在要求的范围内。
4.2设计标准
4.2.1SMA-13矿料级配采用间断级配，其级配范围应符合下表要求：
SMA-13混合料矿料级配范围表
筛孔
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
通过筛孔的百分率
100
90-100
50-75
20-34
15-26
14-24
12-20
10-16
9-15
8-12
4.2.2改性沥青SMA-13的配合比设计，应符合下表要求：
SMA马歇尔试验配合比设计技术标准
试验项目
单位
技术要求
马歇尔试件击实次数
两面击实50次
空隙率
%
3-4
矿料间隙率不小于
%
17.0
粗集料骨架间隙率VCAmix不大于
VCAdrc
沥青饱和度
%
75-85
最小油石比，合成集料毛体积相对密度2.9不小于
2.8不小于
2.7不小于
2.6不小于
%
%
%
%
5.6
5.8
6.0
6.2
稳定度不小于
kN
6.0
4.2.3改性沥青SMA-13设计配合比检验，应符合下表要求：
SMA配合比设计检验指标
检验项目
单位
技术要求
谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失
%
不大于0.1
肯塔堡飞散试验的混合料损失（20℃）
%
不大于15
车辙试验动稳定度
次/mm
>3500
水稳定性：
残留马歇尔稳定度
冻融劈裂试验残留强度比
%
%
90以上
80以上
试件渗水系数
ml/min
≤80
低温弯曲试验破坏应变
με
2500
4.2.4沥青混凝土面层的设计空隙率范围为3-4%，控制粉胶比在1.8-2.0。
4.2.5合成的级配曲线必须严格控制，不得有锯齿形交错。
4.2.5SMA-13采用改性沥青加抗剥落剂，掺加木纤维素含量为混合料总重量的0.3%。
5、施工工艺
5.1施工温度
5.1.1改性沥青SMA路面宜在较高的温度条件下施工，当气温或下承层的表面温度低于10℃时不得铺筑SMA路面。
其正常的施工温度范围见下表：
SMA路面的正常施工温度范围
工序
使用SBS改性沥青（℃）
测量部位
改性沥青加热温度
170-180
沥青加热罐
改性沥青加工最高温度
190
储存罐
集料加热温度
190-200
热料提升斗
SMA混合料出厂温度
170-185
运料车
混合料最高温度
195
运料车
混合料贮存温度
拌合出料后降低不超过10
贮存罐和运料车
摊铺温度
不低于165
摊铺机
初压开始温度
不低于155
摊铺层内部
复压开始温度
不低于140
碾压层内部
碾压终了温度
不低于130
碾压层内部
开放交通时的路表温度
不高于50
路表面
5.1.2沥青结合料的加热温度或改性沥青的加工温度不得超过180℃。
5.1.3沥青混合料的温度应采用具有金属控测针的插入式数显温度计测量，不得采用玻璃温度计测量。
在运料车上测量时宜在车厢板下方打一个小孔插入不少于15cm量取。
碾压温度可借助于金属改锥在路面上打洞后迅速插入温度计测量得到。
5.2拌和
5.2.1改性沥青SMA混合料采用CA-LONG3000型间隙式沥青拌和机拌和，配备有材料配比和施工温度的自动检测和记录设备，逐盘打印各传感器的数据，每个台班作出统计，计算矿料级配、油石比、施工温度、铺装层厚度的平均值、标准差和变异系数，进行总量检验，并作为施工质量检测的依据。
5.2.2施工中，应坚持天气情况调查，每天拌合站开盘前，应掌握天气情况是否符合施工SMA路面，不符合时，不能强行进行混合料的拌合。
5.2.3拌和机应配备专用的纤维稳定剂投料装置，直接将纤维自动加入拌和机的拌和锅或称量斗中。
添加纤维应与拌和机的拌和周期同步进行。
松散的絮状纤维应采用风送设备自动打散上料，并在矿料投入后干拌及喷入沥青的同时一次性喷入拌和机内。
5.2.4SMA混合料拌合方法：
将粗集料加入到拌和机的同时，加入纤维，适当干拌保证纤维能充分均匀地分散在混合料中再加入矿粉，干拌15S左右，喷入沥青后湿拌50S左右，使所有集料全部裹覆沥青结合料，使混合料拌和均匀为标准。
5.2.5每天开盘前应对拌合设备进行检查，仪表显示的数据和实际数据是否相符。
停拌后要对设备进行及时保养、检修，使设备经常处于完好状态。
5.2.6正式施工前，应对冷料仓反复调整，使热料仓和冷料仓进料互相匹配，防止待料，减少溢料。
5.2.7混合料装车前，贮存仓要贮存一定数量的混合料，不能随拌随装，应一次装满一车为宜，贮存仓有自动保温设备，可以防止温度损失。
5.2.8拌和好的SMA混合料应随拌随用，不宜储存时间过长，以免发生析漏，造成沥青用量不均匀。
5.2.9要严格控制沥青加热温度、集料加热温度、拌和温度、出厂温度。
出厂温度高于195℃的混合料必须废弃。
要随时观察出料冒烟的情况，如果冒的是白烟属正常情况，如果冒浓浓的青烟，就应特别注意，立即检查温度是否超过规定值。
5.2.10为方便检查人员、上料车辆、指挥人员和拌合站操作室之间能及时勾通拌合过程中出现的各种情况，检查人员和指挥人员配备对讲设备，拌合站操作室外安装高音喇叭。
5.2.11每天上、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和沥青混合料的物理力学性质。
要严格控制沥青用量和矿料的级配，保证油石比与设计值的允许偏差为±0.2%以内。
5.2.12每周分析一次检测结果，计算油石比、各级矿料通过量和沥青混合料的物理力学指标检测结果的标准差和变异系数，检验生产是否正常。
同时经监理试验工程师签认后上报管理处试验室。
5.3运输
5.3.1SMA上面层混合料采用12-15台载重大于20吨运料车运输，车况良好，正常施工中，应保证摊铺机前方有3辆以上运料车等候卸料。
运料车在开始运输前，应在车厢及底板上涂刷一层油水混合物，使混合料不致与车厢粘结。
5.3.2运料车从拌合站受料时，应分三次前后移动运输车的位置，以防止装车时混合料发生离析。
5.3.3任何情况下，运料车在运输过程中车顶都应加盖苫布，并在车厢两外侧覆盖棉被，以防表面及两侧混合料降温结成硬壳。
5.3.4运料车在运输途中，不得随意停歇。
5.3.5运料车卸料必须倒净，如发现有剩余的残留物，应及时清除。
5.3.6运料车到达现场后，应严格检查SMA混合料的温度，不得低于摊铺温度的要求。
5.3.7运料车在从拌合站受料过程中，有专人观察混合料有无异常，有无糊料、花白料。
如有异常时，应及时通知操作室停止装料，已经装好的混合料视情况作废弃处理。
5.3.8运料车装好料，驶离拌合站出料口后停车，设专人配合监理人员进行二次表观检查，并进行温度检测，出厂温度合格后，签发混合料出厂单，同意混合料出厂。
主车司机对车上混合料进行覆盖周密后，才能驶出拌合站向摊铺现场。
5.3.9拌合站检查处应有检查梯或检查平台，以方便检查人员能快速进行检查工序。
5.3.10连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10-30cm处停止，不得撞击摊铺机。
5.4摊铺
5.4.1在铺筑SMA路面之前应对下承层（中面层）表面作以下处理：
对不平整的地点进行洗刨处理，对油脂污染进行切割、修补处理，用森林灭火器和内燃式空压机彻底清洁下承层表面，当使用水洗时，应允全凉干。
施工前必须喷洒符合要求的SBR型改性乳化沥青粘层油，用量宜为0.3-0.4L/m2。
5.4.2每天施工前，应对前天留下的接缝处进行清洁，并检查平整度，然后涂刷改性乳化沥青，以保证接头紧密。
5.4.3本工程SMA上面层采用一台德玛克DF145CS型摊铺机摊铺，摊铺机应具有足够的压实能力。
同时，为避免摊铺过程中温度离析和装料过程中的离析，采用一台沥青混合料转运车，摊铺过程中进行二次搅拌，以提高路面混合料的铺筑质量。
5.4.4摊铺机开始铺筑前应提前0.5—1.0小时，对熨平板预热到100℃以上，铺筑过程中应开动熨平板的振动或捶击等夯实装置。
5.4.5SMA混合料的摊铺速度应调整到与拌和站、转运车供料速度平衡，必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。
摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。
由于SMA生产延长了干拌和湿拌时间，影响拌和机的正常的产量，摊铺机的摊铺速度应放慢，通常不超过2-3m/min。
当供料不足时，宜采用运料车集中等候，集中摊铺的方式，尽量减少摊铺机的停顿次数。
5.4.6改性沥青SMA混合料的摊铺温度应比普通沥青混合料的摊铺温度高10-20℃。
当气温低于15℃时，不得摊铺改性沥青SMA混合料。
5.4.7SMA混合料的松铺系数应通过试铺试验路段确定。
5.4.8SMA混合料在运输、等候及铺筑过程中，应注意观察，如发现有沥青析漏情况，应停止卸料，分析原因，采取降低施工温度、减少沥青用量或增加纤维用量等措施。
5.4.9不得在雨天或下层潮湿的情况下铺筑SMA路面。
5.4.10改性沥青SMA路面施工找平采用非接触式平衡梁。
5.4.11根据摊铺厚度、宽度、摊铺速度，调整输料料门的开度，保证输料和分料相匹配，且左右均衡。
另外，调整分料螺旋的高度，保证混合料的充满高度不低于分料螺旋的2/3，使分料螺旋处的混合料压力保持稳定。
且使分料螺旋均匀缓慢分料，以避免离析。
5.5压实
5.5.1为避免温度损失，保证碾压紧跟、快速完成，SMA改性路面施工必须有足够数量、足够重量的压路机，铺筑双车道高速公路SMA改性沥青路面时，用于初压、复压、终压的双钢轮振动压路机数量不得少于4-5台。
本工程拟采用的压路机如下表：
序号
规格
吨位
数量
备注
1
英格索兰DD130型
13吨
1
2
宝马YZC12型
12吨
1
3
英格索兰DD110型
11吨
1
4
CC42型
9吨
1
5
宝马RW202型
12吨
1
5.5.2混合料摊铺后，压路机必须紧跟摊铺机在尽可能高的温度状态下开始碾压。
同时不得在低温状态下反复碾压SMA，以防止磨掉石料棱角或压碎石料，破坏集料嵌挤。
5.5.3SMA路面的初压采用1台DD110压路机静压，每次碾压应直至摊铺机跟前，遍数为1遍，保证尽快进入复压。
5.5.4SMA的复压应紧跟在初压后进行，复压宜采用12-13吨重型的振动压路机进行，碾压遍数不少于3-4遍，其碾压以不压碎集料，又能达到压实度为宜。
5.5.5终压采用12吨刚性碾紧接在复压后进行，以消除轮迹，保证路面有良好的平整度和粗糙度，终压遍数通常为一遍。
5.5.6通常情况下SMA不能采用轮胎压路机碾压，以防搓揉过度造成沥青玛蹄脂挤到表面，产生泛油和油汀。
5.5.7振动压路机碾压SMA应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则。
5.5.8压路机应该紧跟摊铺机阶梯形向前推进地碾压，碾压段长度大体相同，每次碾压到摊铺机跟前后折返碾压，折返停机前1-2m提前关闭振动。
SMA的碾压速度不得超过5km/h。
5.5.9SMA路面应防止过度碾压，在压实度达到98%以上或者现场取样的空隙率不大于6%后，宜中止碾压。
如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂部分上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的现象时，碾压即应停止，并分析原因。
5.5.10压路机碾压过程中不得在当天铺筑的路面上长时间停留或过夜。
5.5.11SMA混合料在碾压过程中，应随时观察混合料有无推移现象，有推移时，说明混合料存在问题，达不到质量要求，应停止施工，分析原因。
5.6接缝
5.6.1SMA混合料的铺筑采用1台摊铺机施工，无避免了出现纵缝。
其每天产生的横向施工缝采用平接缝。
5.6.2切缝：
在已成型沥青路面的端部，先用6m直尺检查，将平整度超过3mm厚度不足的部分趁未冷透时用人工垂直刨除，用水冲洗干净，等干燥后涂刷粘层油，方可铺筑新混合料。
5.6.3接缝处碾压开始前，将原路面上的沥青混合料浮渣清理干净，保持线条顺直，固定1台压路机处理接缝，路面中间采用横向碾压，两侧采用纵向碾压，横向碾压时钢轮大部分在原路面上，逐步移向新路面，前后5-6遍，纵压时应使压路机的压轮超出接缝3-6cm，一般振压2遍，静压2-3遍，并对接缝处进行压实度和平整度的检测。
5.7开放交通及其它
SMA路面施工结束后，应在路表温度下降到50℃以下，方允许开放交通。
6、施工质量管理和验收
6.1试验段铺筑
6.1.1在没有取得铺筑SMA的成功的经验和成熟的施工工艺之前，不宜大面积铺筑SMA面层。
6.1.2在确定铺筑SMA面层的工程正式铺筑前，必须针对当地的情况，铺筑试验路段，长度宜为200-500m，验证配合比设计的沥青混合料用量、矿料级配，试验施工工艺，检查SMA表面的均匀性、构造深度和渗水情况。
6.1.3铺筑试验段后，提出配合比设计及试验段铺筑报告，确定标准配合比及最佳油石比，经主管部门批准，下达开工令才能正式铺筑。
6.2、施工质量管理
6.2.1对SMA面层，应特别重视材料质量、施工温度和压实工艺的管理，使混合料形成充分嵌挤并达到稳定的状态，切忌片面追求平整度而降低压实度。
6.2.2ＳＭＡ路面如出现油汀，应分析原因，仔细检查纤维添加的方式、数量、时间，是否漏放及拌和是否均匀等，严重的应予铲除。
产生的原因一般有以下几个因素：
（1）运输距离较远，SMA混合料中骨料与沥青产生离析；
（2）SMA混合料温度过高，改性沥青发生老化；
（3）纤维掺加剂拌和不均匀；
（4）拌和时间太短，SMA混合料拌和不够充分；
（5）用油量过高；
（6）压路机碾压遍数过多，使路面超压；
（7）混和料（特别是纤维掺加剂）及路表含有一定的水份；
（8）摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。
6.2.3改性沥青产品应具有产品质量检验单。
产品到场后，应按照规定取样检查，不得以样品的质检报告代替。
6.2.4SMA混合料施工生产过程中，应按下表要求频率进行日常施工过程中的检查：
施工过程中材料质量检查的项目和频率表
材料
检查项目
检查频率
试验规程规定的平行试验次数或一次试验的试样数
粗集料
外观（石料品种、含泥量等）
针片状颗粒含量
颗粒组成
压碎值
磨光值
洛杉矶磨耗值
含水量
随时
随时
随时
必要时
必要时
必要时
必要时
-
2-3
2
2
4
2
2
细集料
颗粒分析
含水量
松方单位重
随时
必要时
必要时
2
2
2
矿粉
外观
小于0.075mm含量
含水量
随时
必要时
必
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