探析高速公路SMA改性沥青混合料路面施工技术

探析高速公路SMA改性沥青混合料路面施工技术

(安徽省公路桥梁工程有限公司,安徽合肥230031)

摘要:高速公路作为交通运输的重要形式之一,在经济发展的带动下,它的施工建设量逐渐增多,与此同时,它的施工技术和施工工艺也得到了进一步的创新和完善。SMA改性沥青混合料路面在高速公路的建设施工中应用具有一系列的优势,可以提高路面的耐久性和抗滑性,抗撤能力也会得到加强,从而提高了路面行车的安全性和稳定性,是当前高速公路建设中的重要施工技术,对于其的研究具有重要的现实意义。本文就通过实际的工程案例对高速公路施工建设中的SMA改性沥青混合料路面施工技术的应用进行了分析。

关键词:公路建设;SMA改性沥青混合料;施工技术

前言

传统的高速公路建设施工中,路面铺设的材料是常规的沥青混凝土,这种性质的道路路面在当前经济发展形势下已远远不能满足道路路面的行车要求。SMA改性沥青混合料路面在高速公路的建设施工应用具有重要的作用,不仅可以提高道路路面的使用性能,而且还可以保障道路行车的安全性,在具体的应用中对于施工建设单位来说,就需要重点把握这种施工技术的要点,提高施工现场的技术水平,延长道路使用的寿命。

1SMA改性沥青混合料施工材料的构成分析

所谓的SMA改性沥青混合料路面属于是间断级配混合料,它对于施工现场的控制技术要求较高,那么它的主要构成成分包含有三个方面:

1.1SMA改性沥青混合料中的细集料成分

在SMA改性沥青混合料成分构成中,细集料是重要的一种,在对其进行选择时,需要由专业的技术人员严格按照适当级配的要求进行精细化选择,最后所确定的细集料也必须要是干燥、无风化且无杂质的米砂。在天然砂中含有一定的有害物质,质量不是很稳定,并且和沥青之间的粘结性也很差,导致细集料之间的嵌挤摩擦作用得不到切实有效的发挥,进而导致SMA改性沥青混合料质量下降,基于此,在高速公路沥青混合料中的天然砂用量就要始终控制在20%以内。

1.2SMA改性沥青混合料成分中的粗集料

在对粗集料进行选择时,必须要严格依据工程施工的具体状况,按照不同的地质条件进行合理化选择,这样可以确保粗集料在SMA改性沥青混合料中有一个合理的配比,最后所选定的粗集料必须要干净,质地坚硬,没有风化颗粒,在外观上尽可能接近立方碎石,例如常见的玄武岩等。制作过程中的轧制工序,要采用反击式破碎机,并且还要对粗集料中的细长扁平颗粒的含量大小进行严格控制,以确保粗集料满足SMA改性沥青混合料的技术标准要求。

1.3SMA改性沥青混合料成分中的沥青结合料

在SMA改性沥青混合料级配的过程中,需要优先选择SBS改性沥青来作为SMA改性沥青混合料的沥青结合料材料。在这一过程中,还要以沥青温度敏感性的改善为出发点,对于沥青结合料的改性级配进行调整的目的是为了提高沥青软化点的参数指标,一般主要包括延度、闪点、溶解度以及软化点等等的相关技术指标,与此同时,还要对各项指标进行严格测试,进而保证所有的指标都达到规定的标准,再进入到施工现场活动中。

2SMA改性沥青混合料施工材料的应用案例

2.1工程概况

某一高速公路施工的全长是55公里,在施工中很容易受到周围地形和建筑物的制约,本次的设计工作不考虑加宽,但是要采取超高措施来保证主干道的行车安全性和可靠性。这一工程项目所处的地理位置光照条件很好,气候差异较为明显,降水量较少,在对SMA沥青混合料的选择时就要综合考虑地形、低温等的因素。

2.2SMA道路路面的施工工艺

2.2.1路面的结构

这一工程的路面设计是按照双轮单轴载100KN为标准轴载进行设计的,采用的是双圆均布垂直和水平荷载作用下的三层弹性体系理论,也包括路表回弹弯沉、弯拉应力以及剪应力等三项设计指标,柔性路面的厚度是78cm,使用的期限是15年,设计弯沉累计当量轴次是1200万次,拉应力设计累计当量轴次是1185万次,设计弯沉值是23(0.01mm)。具体的组合形式如下表所示:

2.2.2原材料的确定

在铺设SMA路面时,要选择优质的施工原材料,沥青的结合料设计采用SBR改性沥青,基质沥青的标号是AH-90重交通道路石油沥青,SBR改性剂掺入量是5%,油石的比例在5.8%~6%,由事前的试验来确定。对于粗集料的选择必须采用质地坚硬且纹理粗糙的石料为主,石料的压碎值也要控制在25%以下,针片状颗粒含量指标要始终控制在15%以下,吸水率是在2%以下,具体的磨光值是在42以下;酸性治疗需要掺入15%的消石灰粉,它的填料是磨细后的石灰石粉,并且满足规定的要求。

2.2.3SMA沥青混合料的具体设计

沥青玛蹄脂碎石混合料表面层施工之前需要经历三个阶段,即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段以及生产配合比检验阶段。其中配合比试验常用的方法是马歇尔试验法,这种方法主要包含有四个指标,即空隙率、矿料间隙率、粗骨料骨架间隙率以及沥青饱和度。在这三个阶段的配合协调作用下,保证SMA改性沥青混合料的配置科学合理,在经过碾压之后是不透水的。

在马歇尔试验确定了矿料级配和沥青的用量之后,再进行试验来确定和验证它的各项指标。开始对下面层进行铺筑时,基层顶面需要撒布一层透层油,还需要在各个沥青面层之间增设两层粘层油,用以增强面层之间的粘结力。它的透油层采用的是慢裂型乳化沥青,具体的用量是1kg/m2,粘层油采用的是快烈性乳化沥青,用量是0.5kg/m2。如果沥青混凝土面层属于是粗集料的话,就需要掺入经过磨细的消石灰粉,例如常见的玄武岩、花岗岩等酸性石料,具体的掺入量是总的矿料量的1.5%左右,这样可以促进石料和沥青之间粘结性的提高。此外,对于抗滑落剂的选择也要有严格的标准,不能采用没有经过标准检验和验收的,而且长期使用时性能较差的抗滑落剂,要保证其性能作用处于最佳状态。

3SMA路面层的施工措施

3.1混合料拌制过程的控制

改性沥青和SMA混合料在进行拌制的过程中,需要控制的方面较多,例如改性剂、矿料以及掺入量等,改性剂必须要保存在室内环境中,防止其受潮和老化。很多的SMA是间断级配,它的粗集料粒径较为单一,并且量也很大,相对来说,细集料就很少,矿粉的用量也很多,在对混合料进行搅拌时会有一定的难度,需要做好料斗和料仓的安排工作,采用专用的机械自动化来投入纤维。

3.2SMA碾压成型的高温要求

一般来说,这种技术的碾压成型最低需要的温度是130℃,具体的碾压方式是刚性碾压,不能采用轮胎压路机来进行碾压,在进行碾压的过程中,SMA需要对压实度的变化进行实时的观察和控制,通常情况下,初压采用10t钢碾紧随摊铺机来碾压至少2遍以上,第二次再采用刚性碾静压至少在3次以上,也可以是振动碾压机碾压至少在2次以上,最后再经过一次较宽的刚性碾终压就可以完工。

3.3改性沥青和SMA混合料充当路面表面层

需要注意的是,横向接缝对于平整度的影响很大,一般为了提高它的平整度,采用的是切割垂直平面的方法,也就是在改性沥青SMA层在每一天施工结束之后,在它还没有完全冷却之前就进行切割[7],并在切割完成之后,再用水把接缝部位进行冲洗和冲刷,使其干净整洁,经过涂刷粘层油之后,就可以进行新的混合料的摊铺施工。

4结语

随着我国交通运输事业的不断发展,高速公路建设工程量也逐渐增多,公路的施工工艺和施工技术也得到了进一步的创新和完善。从当前的高速公路路面施工现状来看,采用最为广泛的技术是SMA改性沥青混凝土技术,这种技术的应用具有一系列的优势特点。SMA沥青混合料属于是一种新型的施工材料,它对于施工技术和质量监控有很高的要求,它不仅可以提高道路路面的平整性和坚固性,而且也可以通过使用寿命,减少外界影响因素的干扰,进而确保了道路行车的安全性和稳定性,在具体的应用过程中,需要施工单位掌握施工现场的基本状况,了解SMA沥青混合料的基本特点,做到高效合理的利用。

参考文献:

[1]李彤春,杨大伟.改性沥青及SMA混合料路面施工技术控制分析[J].现代商贸工业,2013(6)

[2]李小磊,刘亚伟.试论高速公路SMA改性沥青路面施工技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2015(20)

[3]罗小刚.高速公路SMA改性沥青混凝土路面施工技术探讨[J].华东公路,2014(6)

[4]张辉.浅谈高速公路SMA改性沥青混凝土路面施工技术[J].经营管理者,2012(16)

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