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1、高速公路改扩建工程沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）面层施工技术指南二零二零年六月目录一、原材料1二、SMA配合比设计4三、SMA拌合7四、SMA运输10五、SMA摊铺11六、SMA压实12七、SMA接缝15八、施工质量管理和验收 16原材料1.1 粗集料用于SMA的粗集料应采用质地坚硬、表面粗糙、形状接近立方体、有良好的嵌挤能力的破碎集料，在细破作业时不得采用颚式破碎机加工。其质量应符合表1的技术要求。表1 表面层用粗集料质量技术要求指标技术要求石料压碎值不大于（）22洛杉机磨耗损失不大于（）24视密度不小于（t /m32.60吸水率不大于（）2.0对沥青的粘附性不小于4级坚固性不大于（）121
2、:3细长扁平颗粒含量不大于（）151:5细长扁平颗粒，不大于（）5水洗法0.075mm颗粒含量不大于（）1软石含量不大于（）1石料磨光值不小于（BPN）42粗集料具有一定数量破裂 面颗粒含量1个破裂面（）三1002个及以上破裂面（）三901.2 细集料细集料应符合表2的技术要求。表2沥青面层用细集料质量扌技术要求项目单位技术要求表面相对密度，不小于2.50坚固性（0.3mm部分），不小于%12含泥量（小于0.075mm的含量），不大于%3砂当量，不小于%60亚甲蓝值，不大于g/kg25棱角性（流动时间），不小于s301.3 填料填料必须采用由石灰石等碱性岩石磨细的矿粉。矿粉必须保持干燥，能从石
3、 粉仓自由流出，其质量应符合表3的技术要求。为改善沥青结合料与集料的粘附 性，本项目使用水泥替换部分矿粉，替换量为集料总重量的3%。表3 矿粉质量指标指标单位标准视密度（g/cm3）t /m3三2.5含水量（）%W1粒度范围0.6mm （5）%1000.15mm (%)%901000.075mm (%)%75100外观无团粒结块亲水系数1塑性指数4加热安定性实测记录1.4 沥青结合料表面层聚合物 SBS 改性沥青的技术要求应符合公路沥青路面施工技术规范（JTG F40 2004）中I-D的要求及招标文件要求，即表4。表4聚合物SBS改性沥青的技术要求检验项目技术要求针入度(251, 100g,
4、 5s)(0.1mm)4060延度 5C, 5cm/min不小于（cm）30针入度指数PI不小于0软化点TR&B不小于（C）75闪点不小于（C）230运动粘度135C(Pa.s)最大3溶解度不小于（）99弹性恢复25 （C）不小于（）80RTFOT 后残留物质量变化(%)1.0针入度比25C不小于（）65延度（5C）不小于（cm）151.5 纤维稳定剂本项目使用絮状木质素纤维，以吸附沥青，减少析漏。木质素纤维的质量应符合表5 的技术要求。表 5 木质素纤维质量标准试验指标筛分析（冲气筛分析）： 纤维长度通过0.15mm筛6mm(7010)%灰分含量（185）%，无挥发物PH值7.51.0吸油率
5、三纤维质量的5.0倍含水率5%（以质量计）纤维应能承受250*以上的环境温度不变质，且对环境不造成公害，不危害身体健康。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，不能在拌和时充分分散的纤维，不得使用。、SMA 配合比设计配合比设计采用马歇尔法，目标配合比控制应满足马歇尔试验各项技术指标 要求，如表6。表6 沥青混合料马歇尔试验技术标准技术指标SMA-13击实次数（双面）各50稳定度（kN）三6.0流值（0.1mm）空隙率（）34沥青饱和度（%）7585残留稳定度（%）三80矿料间隙率VMA （%）三17冻融劈裂强度比（%）三80动稳定度（次/mm）三30
6、00低温弯曲破坏应变卩三2800渗水系数（ml/min）W80谢伦堡析漏试验，%W0.1肯塔堡飞散试验，%W15沥青混合料配合比设计分三阶段，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。三阶段设计合格后即可开展大规模施工。2.1 SMA-13沥青混合料的目标配合比设计（1）选定初试级配。公称最大粒径等于或小于9.5mm的SMA混合料，以 2.36mm作为粗集料骨架的分界筛孔，公称最大粒径等于或大于13.2mm的SMA混 合料以4.75mm作为粗集料骨架的分界筛孔。在工程设计级配范围内，调整各种 矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的粗集料骨架分界筛孔的通过 率处于级配
7、范围的中值、中值3%附近，矿粉数量均为10%左右。选择三个集料 级配的目的是选择三个不同的沥青混合料集料空隙率VMA，以便满足VMA的要求。（2）测定粗集料骨架部分的集料间隙率VCA。粗集料骨架部分的集料间隙DRC率VCA 是将大于4.75 mm的粗集料部分装入容量筒中捣实的状态，测定出松散DRC的粗集料的间隙率。沥青混合料中的粗集料骨架间隙率VCA是在压实沥青混合 mix料试件中，4.75 mm以上的粗集料颗粒形成一个骨架，骨架以外的间隙占整个试 件的体积的百分数。（3）选择初试沥青用量。以三种初试级配确定的矿料组成和根据粗集料毛体积相对密度估算的油石比。(4) 进行马歇尔试验，根据VMA和
8、VCA确定设计级配。每种油石比时试mix件数量不少于4个， 分别测定毛体积相对密度。理论最大相对密度计算方法参 见公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)。将三组初试级配的试验结果 VCA与VCA比较，从中选择符合VCA W VCA要求的级配，以4.75mm通过 mixDRCmixDRC率最大的一组级配为设计级配。此时应该注意，尽量选择VMA稍大于17%的级配 为设计级配，以防在施工过程中VMA可能会有降低。在压实混合料中，同样4.75mm以上的粗集料因为经过了 50次击实，比捣实所形成的间隙率VCA必然要小一些，如果反过来，VCA比VCA反而大了，那DRCmixDRC就说明粗集料一
9、定是被填充的细集料、矿粉、玛蹄脂撑开了，粗集料也就形成不 了嵌挤作用，那也就不称其为SMA 了。所以VCA是否小于VCA是检验粗集料 mixDRC是否形成骨架嵌挤效应，确定设计级配的关键判别准则。(5) 进行马歇尔试验，根据体积参数确定沥青用量。根据设计级配，按 0.2%0.4%间隔变化，取35个不同的油石比，分别进行马歇尔试验，每种油 石比时试件数量为46个。根据体积参数，其中以空隙率最为关键的体积参数 满足设计要求来确定最佳沥青用量。对任何一种沥青混合料，空隙率都是最重要的参数。空隙率决定了混合料的 一系列性能和使用寿命。对SMA来说，经常困惑着施工单位的是路面的“油斑” 问题，产生油斑与
10、粗级配、高沥青用量、缺乏稳定剂(纤维)、过高的施工温度有 关。所有这些因素都与空隙率有关。现场使用的试验表明，较低的空隙率易导致 路面发生车辙。据美国的调查，1990年起建设的86个工程都显示了很高的抗车 辙性能，路面车辙都发生在空隙率小于3的情况下。研究表明，实验室压实条 件下的SMA试件的空隙率经常会在2%3%的范围内，设定3%的最小空隙率看 来是适宜的。为了最大限度地减小油斑和车辙，根据气候条件，空隙率可以放宽 到4%。在我国，由于油石比略小一些，在炎热地区和重交通路段，空隙率可放 宽到4.5%。因此，美国规定空隙率VV设计标准为3%-4%，要求在南方炎热地 区的设计空隙率为4%，北方寒
11、冷地区的设计空隙率为3.5%。因此，安新高速 SMA-13的设计目标空隙率取3.5%是合适的。(6) SMA的配合比设计检验。SMA混合料在由马歇尔试验确定了矿料级配和沥青用量后，还必须进行下列试验确认和验证。检验包括： 用谢伦堡析漏试验检验沥青用量； 用肯塔堡飞散试验检验沥青用量； 用车辙试验进行高温稳定性检验； 用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验进行水稳定性检验； 低温弯曲试验；透水性检验；表面构造深度检验。2.2 生产配合比设计阶段对间隙式拌和机，必须从二次筛分后的各热料仓分别取样进行筛分，筛分必 须采用水洗法，以确定各热料仓的材料比例，使矿料合成级配接近规定级配，供 拌和机控制室使用，同时
12、反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡。由于不同的 拌和机各振动筛孔径不同，以及振动筛的倾角和震动强度均有差别，各相应热料 仓的矿料筛分结果也不相同，因此应对每台拌和机进行沥青混合料生产配合比的 计算，并取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量0.3%等三个沥青用 量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。如果以上三个油石比的混 合料试件的各项试验结果符合规定，则取 OAC 为生产配合比的最佳油石比；如果 其中一个油石比不能符合规定，则应再补做油石比相差0.3%的一组混合料试件 进行检验，并取符合规定中间油石比做为生产配合比的最佳油石比。2.3 生产配合比验证阶段拌和机采用生产配合比进
13、行试拌、铺筑试验段，并用拌和的沥青混合料及路 上钻孔的芯样进行马歇尔试验检验，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比 应作为生产控制的依据和质量检验的标准，一旦确定就不应随便更改，只有当材 料发生变化时才进 行 必要的 调 整。标 准 配合比的 矿料级 配应严格控 制在 0.075mm、2.36mm、4.75mm 和 4.75mm 与最大粒径的中间粒径（如果 4.75mm 与最 大粒径之间的档次为偶数，取两个中值中较小一级的粒径）四档的筛孔通过率接 近要求级配。当所有指标经检验均合格后即可正式施工，如果有的指标不合格应 分析原因，进行适当调整后再进行验证。三、SMA拌合3.1 施工温度SMA路
14、面宜在较高的温度条件下施工，当气温或下卧层表面温度低于10C时 不得铺筑SMA路面。施工温度应根据沥青标号、粘度、改性剂的品种及剂量、气 候条件及铺装层的厚度确定。经试验段或施工实践证明表中规定温度不符合实际 情况时，容许作适当调整。较稠的沥青、改性剂剂量高、厚度较薄时，选用高值， 反之选低值。气温或下卧层温度较低时，施工温度应适当提高。表7沥青混合料的施工温度（C）沥青加热温度170175矿料温度185195混合料出厂温度175185，超过195者废弃混合料运输到现场温度不低于170摊铺温度正常施工不低于160170低温施工不低于165170初压温度正常施工155170,不低于155低温施工150155,不低于150复压温度正常施工145150,不低于140低温施工150155不低于145终压温度正常施工125135,不低于125低温施工125135,不低于120沥青混合料的出料温度应采用具有金属探测针的插入式数显温度计或红外 线温度枪测量（所有温度计使用前必须校
