安徽省路桥工程集团有限责任公司
摘要:本文针对SMA沥青路面施工技术与质量控制进行了探讨。施工工艺过程对SMA沥青路面的质量影响很大,必须充分认识SMA沥青混合料的特点,强化施工工艺过程,提高施工质量。
改性沥青SMA路面作为一种新型路面结构,相对于传统的悬浮式AC结构路面而言具有更加优越的耐久、抗滑、抗水损害、抗老化、疲劳抗裂、低温抗裂、高温抗车辙的性能。随着我国高速公路建设的发展,根据中国实际情况其设计理念及施工方法都在不断的完善,作为施工单位在具体实施过程中,一定要采取有力措施,加强施工质量控制,确保路面的质量与安全。
1、SMA混合材料的技术性能
1.1高温抗车辙性
SMA由粗集料骨架和沥青玛蹄脂两个部分组成,而且它的组成颗粒的粒径≥4.75mm的粗集料,其在混合料中的比例高达70%~80%,而矿粉用量为10%左右,细集料较少,一般为10%~20%左右。因骨架嵌挤作用,混合料高温条件下抵抗荷载变形能力较强,所以SMA材料有着较强的高温抗车辙能力。
1.2低温抗变形性
在低温条件下,由于SMA混合料中有着相当数量的沥青玛蹄脂,当温度下降时,沥青玛蹄脂具有较高的粘结能力,它的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温变形能力。
1.3耐久性
在SMA混合料中,粗集料骨架空隙被富含沥青的玛蹄脂密实填充,并将集料颗粒粘结在一起,沥青在集料边、面形成较厚的沥青膜。此外,SMA混合料空隙之间缝隙太小,与水或空气的接触少,所以SMA混合料的水稳定性,抗老化性和抗疲劳性较普通沥青混合料好。又由于SMA混合料基本是不透水的,所以对中、下面层和基层有着较好的保护作用和隔水作用,使沥青路面保持较高的整体强度和稳定性。
1.4表面独特性
SMA混合料一方面要求使用坚硬、粗糙、耐磨的高质量碎石,另一方面采用间断级配的矿料,构造深度大,一般超过1mm,而摩擦系数也能满足8BBM以上,这使得沥青面层具有良好的抗滑性和耐磨性能,还能减少溅水,减少噪声,从而提高道路行驶质量。
2SMA路面的施工技术及质量控制
2.1施工前准备工作
检查调试各施工设备的的使用性能,了解生产能力、材料供应与运输能力、确定摊铺进度与碾压设备的匹配,确定松铺系数。
2.2改性沥青SMA混合料的拌制
2.2.1SMA混合料宜使用间歇式拌和机,根据试验室提供的生产配合比进行生产控制,严格控制各料仓的材料用量,特别注意冷料细集料的进料情况,因为SMA的细集料用量很少其料仓开口自然很小,如果细集料潮湿,下料困难,需要加大料仓开口,但这样细集料用量就会增大。所以应尽可能让细集料保持干燥。
2.2.2改性沥青SMA混合料的温度控制;沥青的加热温度到160℃以上,一般不超过沥青软化点以上100℃;集料的加热温度一般在210℃~220℃;总拌和时间控制在60S~70S之间;混合料的出厂温度不宜低于180℃;高于195℃的混合料应废弃。拌和出厂的混合料应均匀,目测无花白料、冒青烟、纤维团、离析、结块或析漏等现象。对于过度加热的混合料或已经炭化、起泡或含水的混合料都应废弃。拌和好的SMA混合料应立即使用,如需存放,以不发生析漏为度,且不得储存到第二天使用。
2.3改性沥青SMA混合料的运输
2.3.1改性沥青SMA混合料的粘性较大,自卸车厢内要清理干净、并在车厢底部和车厢四周喷洒一层隔离剂,如油水混合物,使混合料不能与车厢粘结。拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动,分三堆装料,以减少粗集料的分离现象。在任何情况下,运输车在运输过程中都应加盖蓬布,以防表面混合料降温结硬壳。运输途中不得随意停歇,残留在车上的低于规定摊铺温度的混合料应予以废弃。运到现场的混合料温度不低于175℃,最好在180℃以上。
2.4改性沥青SMA混合料的摊铺和碾压
2.4.1改性沥青SMA混合料的摊铺。改性沥青SMA混合料不应在气候寒冷、阴雨的季节施工。施工的最佳温度在20℃以上,低于15℃不宜摊铺改性沥青SMA混合料,当外界温度较低时可适当提高混合料的搅拌和摊铺温度。
2.4.2改性沥青SMA混合料的摊铺速度应调整到工料速度平衡,必须缓慢、匀速、连续不断的摊铺;摊铺速度视拌和楼的生产率而定,一般为1~3m/min;摊铺前应预热烫平板100℃以上,摊铺机的熨平板和夯锤尽可能采用较大的震级,使铺面的初始压实度达到85%以上。改性沥青混合料的摊铺温度比普通沥青混合料的摊铺温度要高10℃~20℃,改性沥青SMA混合料的摊铺宜在此基础上在适当提高,试验证明一般不低于175℃,最好在180℃左右。SMA混合料是间断级配,施工很容易造成离析,当道路双车道以上宜采用半副两台摊铺机错开同时铺设SMA混合料,并尽可能地缩短两台摊铺机之间的距离,以保证两机搭接的纵逢是真正的热接缝。
2.4.3改性沥青SMA混合料的碾压。SMA混合料必须采用钢轮振动压路机碾压,碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行;为防止混合料因轮胎压路机的搓揉挤压作用而使沥青马蹄脂上浮,使构造深度降低或泛油,SMA混合料不得使用轮胎压路机碾压。混合料摊铺后,应紧跟着在尽可能高的温度下碾压,不得在低温状态下反复碾压,以防止磨掉石料棱角或压碎石料、破坏石料嵌挤。
2.4.4压实分为初压、复压和终压三个环节,且尽可能在高温条件下碾压。SMA混合料的初压温度宜不低于170℃,复压温度不低于165℃,终压温度不低于120℃。初压尽可能采用大吨位的压路机在高温状态振动碾压,以提高压实效率且避免石料被压碎。压路机碾压尽可能的靠近摊铺机,以减少碾压前温度散失过多;初压遍数为一遍,复压紧跟在初压后进行,采用与初压同类压路机振动碾压,碾压遍数不少于2~4遍;终压采用刚性静压,紧接在复压后进行以消除轮迹。在整个碾压过程中如有粗集料的压碎、棱角、嵌挤、马蹄脂上浮等现象,应立即停止碾压。同时不得在低温下反复碾压,以免造成集料的棱角磨损、破碎、破坏集料的嵌挤。为防止混合料粘附在轮子上,应适当喷涂清水或含有隔离剂的水溶液,喷洒应呈雾状,以不粘轮为度,严禁使用油水混合物。碾压应均衡,速度不得超过4.0Km/h,以人的正常行走速度为宜,倒退时要关闭振动,端部方向要渐渐地改变,严禁急转弯。
2.4.5开放交通应在路面碾压完成或路表温度在50℃以下,方能允许开放交通。
2.5施工过程中的质量控制
2.5.1改性沥青SMA应特别重视原材料的质量检查、施工温度和压实工序的管理。重点控制SMA混合料的试件的密度、空隙率、VMA、VFA、VCA等四大体积指标,应使其保持一定的稳定性。
2.5.2改性沥青SMA混合料的制作施工过程中的质量控制,主要是混合料的拌和温度、出厂温度、到现场温度、摊铺温度、初压温度、终压温度、混合料拌和均匀性、矿料级配和沥青用量。检测矿料级配和沥青用量,每天每台拌和机取样进行抽提及筛分试验不少于两次,矿料级配的偏差应符合规范容许范围的要求,木质纤维的质量误差不应超过要求数量的±10%,油石比误差不能超过标准配合比最佳油石比的±0.3%。2.5.3改性沥青SMA路面的质量检测,主要是压实度、厚度、平整度、构造深度和摩擦系数等。
3结束语
SMA沥青混合料的施工质量与施工工艺有着密切的关系,因而在施工中必须明确SMA沥青混合料所具有的相关特性后,确定合理设备,在规定的要求下完成SMA沥青混合料的施工及质量控制工作,只有这样才能有效的提升施工质量,提高路面的使用性能。
参考文献:
[1]沙蔚,刘筠.SMA路面的若干问题研究[J].外国建材科技,2008
[2]张成全.SMA在浙江高等级公路中的应用研究.陕西西安,长安大学,2009