寒冷地区沥青(SMA)路面施工工法

寒冷地区改性沥青SMA路面施工工法
1 工法特点
1.1针对寒冷地区沥青混凝土路面低温裂缝病害严重特点，主要考虑沥青路面低温抗裂性能。

在改性沥青SMA混合料配合比设计中，改性沥青用量、纤维稳定剂掺量、矿粉用量采用高限，提高混合料中改性沥青马蹄脂数量，增强结合料拉伸性能，提高混合料的低温抗裂性能。

1.2寒冷地区施工期间平均温度较低，改性沥青SMA用于表面层，厚度较薄，温度散失快。

施工过程中保证混合料温度处于较高状态很关键，沥青加热温度、集料加热温度采用高值，混合料运输严密覆盖，减少热量损失，使混合料摊铺时处于高温状态，压路机紧跟摊铺机碾压，使混合料在高温条件下快速成型，确保SMA路面整体质量。

2 适用范围
本工法适用于寒冷地区高等级公路、城市干道、机场跑道等使用热拌改性沥青SMA路面施工。

3 工艺原理
3.1改性沥青、矿粉、纤维稳定剂采用高限，SMA中改性沥青马蹄脂数量增加，使改性沥青马蹄脂的韧性和柔性更好，混合料低温变形性能增强，结合料的拉伸性能提高，大幅提高混合料的低温抗裂性。

3.2寒冷地区施工期平均气温相对较低，SMA一般用于表面层，温度散失快，混合料温度较低时，影响路面平整度及碾压质量，在拌
和、运输、摊铺、碾压过程中强调温度控制，使混合料在高温下快速成型，确保SMA路面的施工质量。

4 施工工艺流程及操作要点
4.1 工艺流程
图4.1施工工艺流程图
4.2.1施工准备
1混合料配合比设计
SMA混合料配合比设计方法与热拌沥青混合料配合比过程大致相同，区别在于SMA混合料不只将马歇尔试验的稳定度、流值作为重要控制指标，还必须进行谢伦堡析漏试验和肯特堡飞散试验, 室内试验要注意保持高温进行。

为提高混合料低温抗裂性能，在配合比设计中，沥青、矿粉、纤维稳定剂用量要采用高限，沥青用量采用5.8-6%,矿粉用量采用12%，纤维稳定剂用量0.3%。

抗剥落剂、石料质量应严格要求，采用改性沥青，增加沥青玛蹄脂与集料间的粘附性，减小空隙率，减少低温产生的裂缝。

另外对构造深度、渗水性能严格检测，保证路面抗滑性能及渗水指标。

表4.2.1-1改性沥青SMA路面与改性沥青砼路面比较
表4.2.1-2 低温抗裂性能检测结果
采用烘干法进行沥青析漏损失，谢伦堡析漏损失为0.07%，符合
要求，肯特堡飞散损失为5.6%，符合要求。

高温稳定性（车辙试验）：从实验结果看出（表5-1），SMA混合料高温稳定性远远大于改性沥青混合料；所以改性沥青SMA混合料具有极大的高温抗车辙能力，由于哈双高速公路车流量大，大型货车、超载车辆较多，在夏季高温时，这种抗车辙能力就显得尤为重要。

低温抗裂性能：黑龙江位于北纬42度左右，冬季寒冷、最底气温可达-37℃，夏季炎热，全年温差达70℃，沥青路面低温收缩开裂是相当严峻的问题，通过检测结果看（表5-2），沥青通过SBS改性以后，针入度减少、软化点升高、高温粘度增大、低温延度增大，沥青各项指标在高温及低温两个方面都有大幅度提高。

抗滑：从表中可以看出，SMA路面构造深度可达到1.02mm以上，而普通沥青混凝土路面的构造深度一般为0.60mm左右，在抗滑方面SMA路面具有很大的优势。

2拌和站选址及建设
选址合理，具有较好运输条件，能连续拌和供料满足现场摊铺要求。

场地应有足够大的空间，符合国家环保、安全、环境、消防等有关规定。

防雨设施齐备，保证集料（尤其是细集料、填料）的防潮；料场、道路采用粒类材料硬化，保证矿料不被污染，各种集料间要砌筑隔离墙，保证各规格材料不相互混杂。

3下承层检查及验收
应对下承层进行检查验收，其各项技术指标均应合格后方可进行摊铺工序。

摊铺改性沥青混合料时，应对下层进行认真清理、打扫干
净，喷洒透层油或粘层油后进行。

在铺筑上层时应对下承层喷洒粘层油，喷洒时严格控制油质和用油量，路面不干净、潮湿，气温低于10℃时禁止喷洒，喷洒与涂刷粘层油时都要均匀，并防止污染，采用乳化沥青粘层油时须等待乳化沥青破乳水分蒸发后，才能进行上面层摊铺。

4施工放样
改性沥青混合料多用于表面层，放样只需控制平面轮廓或行走路线即可。

在摊铺机上将摊铺厚度和横坡度控制准确。

5机械准备
施工前均应对机械设备进行检查和准备，保证机械设备的完好率。

4.2.2混合料的拌和
1在保证混合料出场温度的前提下，沥青的加热温度不要太高，一般控制在170℃-175℃，防止沥青老化。

根据当时施工现场实测的气温、地温、风速等情况，综合来确定集料加热温度一般为205℃，改性沥青混合料的出厂温度易控制在180-190℃，高于200℃废弃。

2 SMA与普通沥青混凝土不同在于SMA为间断级配，5mm以上粗集料（含量）占75%以上，通过试验确定粗集料仓的材料比例，保证粗集料的供应；SMA混合料矿粉使用比例是普通混凝土的两倍，采用两个螺旋升送器供料，通过试验确定矿粉供料设备和人力安排；废粉通过管道排放至到预设水塘清除；纤维稳定剂在粗集料放料的同时投
入，利用粗集料拌和的打击力将纤维打散，同时增加干拌时间10s，纤维稳定剂的投放要专人负责，保证投入的数量、时间准确。

3拌和机配备配合比和温度的自动检测和记录设备，了解矿料级配和拌和温度的真实数据。

SMA混合料储存不能过夜，拌和当天必须使用完毕。

4.2.3混合料的运输
1改性沥青混合料的运输应考虑拌和能力、运距、道路情况、车辆吨位等因素，合理确定车辆数量，易使用40T以上自卸翻斗车。

2运输车辆的车厢应严密并保持清洁，因SMA的沥青玛蹄脂粘性较大，应在车厢内涂刷或喷洒防粘液（柴油：水=1：3），喷涂后不能有多余液体聚集于车厢底。

每次卸料后安排专人检查，车厢内必须保证卸料干净。

3装车时，应尽量缩小混合料的出口与车厢的距离，装车时按前、后、中三次装满，每装一次移动一次车位，以减少混合料离析。

4从拌和站到施工现场，无论运距远近，无论气温高低，都采用两层帆布中间夹棉毯覆盖混合料，且摊铺时不掀开覆盖，以减少运输温度下降。

5混合料现场等候待摊铺时，现场施工人员应对每车混合料目测检查和温度测量，签收运料单，发现混合料不满足要求立即废弃。

4.2.4混合料摊铺
1选择大功率摊铺机（DF145CS），按工程要求选择确定摊铺机熨平板宽度、设定摊铺厚度和拱度，并将其调整准确。

2摊铺速度一般不超过3m/min。

3自卸汽车中的混合料经检查符合要求后，卸料车缓慢后退至机前卸料，摊铺机边授料，边将混合料分送到分料室，并按事先选定的摊铺速度摊铺，卸完混合料自卸车要立即驶离摊铺机，第二台料车应立即倒至摊铺机前20-30cm，挂空挡等候卸料，以保证摊铺机匀速不停地摊铺，摊铺温度控制在170℃以上。

4.2.5混合料碾压成型
1混合料碾压成型是保证改性沥青混凝土路面质量的关键，改性沥青SMA使用在表面层，厚度一般较薄，混合料温度下降较快，高温碾压尤为重要；要特别注意，改性沥青SMA路面只能用钢轮压路机碾压，因为轮胎压路机碾压时的揉搓作用将使玛蹄脂上浮，使构造深度降低，造成泛油，影响路面的抗滑性能；在碾压过程中要严格贯彻“紧跟、慢压、高频、低幅”原则；严格控制碾压速度和碾压遍数，严防过压造成粗集料棱角的破损。

压实标准宜采用马歇尔试验密度97%-98%和最大理论密度93%-97%控制。

2混合料碾压按照初压、复压、终压三阶段进行。

初压时的温度宜控制在155-165℃的范围内，低温施工时，应提高5-10℃。

宜用激振力180KN双钢轮、双振动压路机紧跟碾压，前进时关闭振动装置静压，以2-3km/h的速度碾压，返回时沿前进轮迹振动碾压，速度3-4km/h。

复压宜紧跟初压，与初压无明显界限，在较高温度下进行，利于碾压密实。

复压温度控制在145-155℃。

通常使用双钢轮、双振动压
路机碾压，碾压遍数参照试铺段结果，通常2-3遍，碾压速度可以控制在3-4km/h。

终压紧跟复压之后，一般双钢轮静碾1遍，终压结束时混合料温度宜不低于140℃。

为保证不漏压，宜安排专人对压路机进行管理，并设置明显标志，划分出初压、复压、终压区。

4.2.6接缝处理
SMA路面接缝处理十分重要，直接影响路面的平整度和外观，施工中要严格控制，保证接缝质量。

4.2.7开放交通。

SMA路面应待摊铺层完全自然冷却，表面温度低于50℃后，方可开放交通，需要提早开放交通时，可洒水冷却降低路面温度。

5 人员、材料与设备
5.1人员
表5.1主要劳动力组织表
5.2材料
5.2.1改性沥青
改性沥青是混合料胶凝材料，其品质优劣对改性沥青混凝土路面质量至关重要。

成品改性沥青在到达现场储存时，改性沥青罐中必须加设搅拌设备，使用前搅拌均匀，在施工过程中要定期取样检验产品质量，发生质量不合格时不得使用。

SMA路面宜采用比当地常用沥青标号偏小的沥青。

5.2.2粗集料
从料源入手，选择优质碱性石料为原料，破碎机采用锤式破碎机破碎，选用酸性石料时要考虑粘附性的要求，掺加适量消石灰或抗剥落剂。

粗集料宜用石质坚硬、粗糙、清洁、不易风化的颗粒。

严格控制集料的含泥量及表面粉尘量，减少拌和过程中废粉数量，提高拌和机的工作效率。

表5.2.2-1 SMA使用粗集料质量要求
5.2.3细集料
细集料宜采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当颗粒级配的人工轧制的米砂或石屑，宜采用石灰岩轧制，不能使用轧石场的下脚料，可使用适量优质天然砂。

表5.2.3-1 SMA使用细集料质量要求
5.2.4填料
宜采用石灰岩或强基性岩石等憎水性石料类，磨细的矿粉，要求原石料必须干净无杂质，矿粉必须干燥、清洁。

表5.2.4-1 SMA使用填料质量要求
5.2.5纤维稳定剂
根据设计要求，确定稳定剂类型，并保证稳定剂的质量，在250℃的干拌温度下不变质、不发脆，使用的纤维必须符合环保要求。

5.3设备
表5.3-1 主要机械设备配备表
表5.3-2 主要试验仪器配备表
6 质量控制
6.1引用规范标准
6.1.1《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）6.1.2《公路工程集料试验规程》(JTG E42—2005)
6.1.3《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009) 6.1.4《公路路基路面现场试验规程》（JT GE60—2008）
6.1.5《公路工程岩石试验规程》（JTG E41—2005）
6.1.6《公路工程施工安全技术规范》(JTGF9—2015）
6.1.7《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）
6.1.8《公路工程质量检验评定标准》（JTG F801-2012）
6.1.9《公路工程沥青及沥青结合料试验规程》（JTJ
052-2000）
6.2控制措施
6.2.1对施工过程温度检测，保证混合料在高温条件下成型。

6.2.2进场改性沥青按规定进行取样，对改性沥青质量严格检测。

6.2.3试验室要准确控制配合比，通过每天检测数据进行调控，严格控制改性沥青、矿粉、纤维稳定剂用量。

6.2.4拌和站应严格按配合比通知的比例配料开盘，不得改变，发现问题及时反馈停机，做好计量校准和数量分析与验证，严格控制拌和温度与拌和时间。

6.2.5摊铺速度应与拌和能力匹配，按碾压组合，碾压工序与遍数进行碾压。

6.2.6认真按照规范要求的质量检测项目、频率、方法进行检测控制。

6.2.7对纤维的质量误差要严格控制，不应超过要求数量±10%。

严格添加纤维程序，控制纤维投放时间、数量，保证拌和时间，确保纤维均匀分散到混合料中，避免SMA路面通车后，因纤维不能均匀分散，造成沥青用量不均，出现油斑等病害。

6.2.8控制碾压过程，避免过碾压，保证SMA路面的构造深度、抗滑性能。

6.2.9施工季节合理安排，根据寒冷地区气候特点，选择在温度较高月份施工，宜在6-8月份。

7 安全措施
7.1应遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路工程施工安全技术规范》(JTGF9—2015）的要求执行。

7.2应遵照国家颁布的有关安全技术规程和安全操作规程办理。

7.3参与沥青路面施工的人员应穿戴劳保用品，防止烫伤，夏季高温季节施工，应采取防暑降温措施。

7.4改性沥青拌和厂应经常检查导热油，防止泄入沥青储存罐中而引发火灾，拌和厂内应采取有效的防火、防爆、防毒措施，场内禁止烟火，设置醒目防火警示牌，并配备一定数量的消防器材。

7.5拌和场的燃油罐和加油站应与导热油载体炉有足够的距离，防止发生火灾。

7.6拌和站、施工区出入道路安排设置明显安全标志，安排专人指挥交通，保证施工安全。

8 环保措施
8.1选择拌和站场地时，应远离居民区及村庄，无法避开居民区或村庄时应选在主风向下方。

8.2拌和设备必须有良好的二级除尘装置并能有效地进行除尘，使空气质量标准符合当地环保部门的要求。

8.3废弃的粉尘和沥青混合料存放在指定地点，粉尘可采用湿排法或采用经常洒水及覆盖等措施，防止粉尘扩散。

8.4拌和楼和发电机等设备的噪音，应符合当地环保部门的要求，不符合者应采取有效措施。