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【摘要】:本文通过宁连一级公路泥马段、宁连高速公路淮连段旧水泥混凝土路面加铺改造工程,论述了SBS改性沥青SMA的生产、摊铺、碾压等施工工艺,并结合工程的现场监理工作阐述了SMA的质量控制措施及施工中应注意的问题。
关键词:SMA施工控制监理
中图分类号:U416.217 文献标识码:A
沥青马蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt),是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青马蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。使用情况表明,SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低,而且低温性能良好。80年代初石棉纤维禁用而引进木质纤维素后,SMA性能提高并得到广泛应用。
2008年宁连一级公路泥马段水泥混凝土路面加铺改造工程,在加铺层的上面层采用4cm改性沥青SMA-13型路面结构,路面施工于2008年8月结束;淮连段采用直接在沥青面层上加铺4cm改性沥青SMA-13(局部挖补)方案,路面施工于2008年9月结束。上述两条路自交付使用至今运行状况良好。
1 SMA的施工控制
1.1施工前准备工作
SMA施工前除按普通沥青混合料进行常规检查外,还应检查以下几个方面:
(1)木质纤维素必须在室内架空堆放,严格防潮,保持干燥。
(2)对于现场加工SBS改性沥青的工程,改性剂SBS的存放时间不宜太长,以防老化。
(3)对木质纤维素添加设备进行计量标定,木质纤维素添加设备不得受潮。
(4)改性沥青加热温度不大于175℃,并不得长时间存放;对现场加工的改性沥青必须不间断搅拌,以防改性剂离析。
(5)制作好的改性沥青的温度应满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求,在满足施工的前提下,沥青的加热温度不应太高,一般控制在160℃~165℃之間。
1.2 SMA的拌制
生产SMA采用的间歇式沥青拌和机额定生产能力为400t/h,实际生产能力为315~345 t/h。在采用间歇式沥青拌和机时,SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是:
(1)木质纤维素的分散拌匀非常重要,干拌时间延长5~15S,加入沥青后的拌和时间延长5~10S,总生产时间延长15~25S。
(2)由于沥青可能离析,SMA不应在贮料仓里储备时间过长,储料仓里SMA数量不宜过多。
(3)采用人工添加木质纤维素易产生由于人为因素而少加或多加的现象,从而影响SMA的使用品质;采用机械添加木质纤维素应防止输送管道堵塞。
(4)由于SMA使用了SBS改性沥青,拌和温度比普通沥青混合料提高了10℃~20℃左右。沥青加热温度掌握在165℃~175℃;矿料加热温度在190℃~220℃;矿粉和纤维素不加热;混合料出料温度控制在170℃~185℃,实践证明,这样的温度施工没有困难;当混合料超过195℃时,予以废弃。
1.3 SMA的摊铺与碾压成型
SMA的摊铺与沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂,混合料的摊铺温度宜为160℃~180℃,温度低于140℃时的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时,不宜摊铺改性沥青SMA;SMA的摊铺厚度应根据试验路段的数据来确定(SMA的松铺系数通常在1.15~1.20之间)。SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实,不得等候。压路机应以2~4km/h的速度进行均匀的碾压,碾压按初压(1遍)、复压(2遍)终压(1遍)三阶段进行,终压温度一般控制在110℃~130℃(实际施工时的温度范围),终压时不得振动。在碾压过程中,可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥,碾压成形后表面有足够的构造深度又基本上不渗水(经测定,SMA的路面构造深度在0.9~1.25之间)。SMA的碾压与普通沥青混凝土相比,有以下几点值得注意:
(1)为了防止混合料粘轮,可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿,水中掺少量的清洗剂或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。
(2)压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3~1/4轮宽,碾压工作面长度30~50m。
(3)SMA面层一旦达到足够的密度后,碾压即应停止,实践证明过度碾压可能导致沥青马蹄脂结合料被挤压到路表面,影响构造深度。施工中应密切注意路表情况,防止过度碾压。
(4)由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高,因而粘度大,不得使用轮胎压路机碾压,以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青马蹄脂挤到表面达不到压实效果。
1.4SMA混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量过多,将造成粗骨料之间的分离,易产生油斑;沥青用量过少,混合料将难以压实,空隙过高,骨料之间的沥青膜过薄,从而影响其耐久性。因此,在实际操作过程中应随时控制每天SMA混合料的沥青用量,每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验,及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标,并作相应调整。
1.5油斑的成因及处理方法
在SMA路面摊铺、碾压转型过程中,路面可能会出现油斑。产生油斑的原因有以下几点:
(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)纤维素掺加剂拌和不均匀;
(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)拌和料(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。
摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补,碾压中出现的油斑应及时在油斑区域撒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时严禁进行摊铺工作。
2SMA的施工现场监理
2.1重视施工前期的监控
在宁连公路泥马段和淮连段监理工作过程中,监理首先对已确定和施工单位的资质、人员、设备、组织系统进行了解,提出建议和意见,并在施工过程中对前期工作完成情况进行检查。如对施工组织设计的审查、监理大纲实施细则的交底等,并召开业主、承包商、监理单位参加的协调会,现场解决施工中可能出现的问题。
2.2实行预防为主的原则
在监理过程中,我们把握好各工序的质量验收,还对施工过程中较易出现的质量问题向施工单位提出监理意见,尽可能的将隐藏在施工过程中的一些事故因素消灭在萌芽状态,使施工单位不返工或尽量少返工。监理组每天将《监理日志》及结果汇总,打印后交给业主,明确施工中注意预防的问题,及时指出施工中的不足,使施工单位在施工中对改性沥青混合料的施工有了明确的认识,为确保施工质量打下良好的基础。
2.3及时检测,把握工程质量
为了确保SMA沥青罩面的施工质量,充分利用监理的各种试验设备和现场试验室的条件,对沥青路面平整度、压实度、渗水系数、厚度、弯沉、摩擦系数、构造深度、油石比等进行检测,做到当天进行钻芯取样,第二天出报告,以便对前一天的施工质量进行及时评定,作为第二天的施工指导。
2.4对施工现场实行跟踪监理
施工过程中加强现场巡视,跟踪监理,有利于发现问题并及时予以解决。驻地监理组经常对后场堆料场进行巡视,要求承包商将各种材料分别堆放整齐,对细集料做好防雨工作,一旦发现细集料受潮,即要求施工单位进行处理。驻地监理组一般开拌后就在拌和操作间,现场观察拌和情况,逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及一盘混合料的总质量,及时计算出矿料级配,与标准及试验数据进行对照。控制拌和时间,检查出料温度,发现问题及时处理。
3结束语
(1)从SMA使用效果上来看,上面层若采用5cm厚SMA能更好的发挥SMA的水稳定性和耐疲劳性。
(2)SMA在沥青路面上面层使用较多,中面层及下面层使用SMA还不普遍有待于进一步实践开发。
(3)SMA混合料温度在190℃~200℃时的性能有待于铺筑试验路时进一步检查。
(4)添加木质纤维素后SMA路面结构比普通沥青混凝土路面成本高20%左右。
参考文献
1沈金安.改性沥青与SMA路面.北京:人民交通出版社。1999.7;
2公路沥青路面施工技术规范.JTG F40-20042004.9。
关键词:SMA施工控制监理
中图分类号:U416.217 文献标识码:A
沥青马蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt),是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青马蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。使用情况表明,SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低,而且低温性能良好。80年代初石棉纤维禁用而引进木质纤维素后,SMA性能提高并得到广泛应用。
2008年宁连一级公路泥马段水泥混凝土路面加铺改造工程,在加铺层的上面层采用4cm改性沥青SMA-13型路面结构,路面施工于2008年8月结束;淮连段采用直接在沥青面层上加铺4cm改性沥青SMA-13(局部挖补)方案,路面施工于2008年9月结束。上述两条路自交付使用至今运行状况良好。
1 SMA的施工控制
1.1施工前准备工作
SMA施工前除按普通沥青混合料进行常规检查外,还应检查以下几个方面:
(1)木质纤维素必须在室内架空堆放,严格防潮,保持干燥。
(2)对于现场加工SBS改性沥青的工程,改性剂SBS的存放时间不宜太长,以防老化。
(3)对木质纤维素添加设备进行计量标定,木质纤维素添加设备不得受潮。
(4)改性沥青加热温度不大于175℃,并不得长时间存放;对现场加工的改性沥青必须不间断搅拌,以防改性剂离析。
(5)制作好的改性沥青的温度应满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求,在满足施工的前提下,沥青的加热温度不应太高,一般控制在160℃~165℃之間。
1.2 SMA的拌制
生产SMA采用的间歇式沥青拌和机额定生产能力为400t/h,实际生产能力为315~345 t/h。在采用间歇式沥青拌和机时,SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是:
(1)木质纤维素的分散拌匀非常重要,干拌时间延长5~15S,加入沥青后的拌和时间延长5~10S,总生产时间延长15~25S。
(2)由于沥青可能离析,SMA不应在贮料仓里储备时间过长,储料仓里SMA数量不宜过多。
(3)采用人工添加木质纤维素易产生由于人为因素而少加或多加的现象,从而影响SMA的使用品质;采用机械添加木质纤维素应防止输送管道堵塞。
(4)由于SMA使用了SBS改性沥青,拌和温度比普通沥青混合料提高了10℃~20℃左右。沥青加热温度掌握在165℃~175℃;矿料加热温度在190℃~220℃;矿粉和纤维素不加热;混合料出料温度控制在170℃~185℃,实践证明,这样的温度施工没有困难;当混合料超过195℃时,予以废弃。
1.3 SMA的摊铺与碾压成型
SMA的摊铺与沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂,混合料的摊铺温度宜为160℃~180℃,温度低于140℃时的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时,不宜摊铺改性沥青SMA;SMA的摊铺厚度应根据试验路段的数据来确定(SMA的松铺系数通常在1.15~1.20之间)。SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实,不得等候。压路机应以2~4km/h的速度进行均匀的碾压,碾压按初压(1遍)、复压(2遍)终压(1遍)三阶段进行,终压温度一般控制在110℃~130℃(实际施工时的温度范围),终压时不得振动。在碾压过程中,可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥,碾压成形后表面有足够的构造深度又基本上不渗水(经测定,SMA的路面构造深度在0.9~1.25之间)。SMA的碾压与普通沥青混凝土相比,有以下几点值得注意:
(1)为了防止混合料粘轮,可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿,水中掺少量的清洗剂或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。
(2)压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3~1/4轮宽,碾压工作面长度30~50m。
(3)SMA面层一旦达到足够的密度后,碾压即应停止,实践证明过度碾压可能导致沥青马蹄脂结合料被挤压到路表面,影响构造深度。施工中应密切注意路表情况,防止过度碾压。
(4)由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高,因而粘度大,不得使用轮胎压路机碾压,以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青马蹄脂挤到表面达不到压实效果。
1.4SMA混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量过多,将造成粗骨料之间的分离,易产生油斑;沥青用量过少,混合料将难以压实,空隙过高,骨料之间的沥青膜过薄,从而影响其耐久性。因此,在实际操作过程中应随时控制每天SMA混合料的沥青用量,每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验,及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标,并作相应调整。
1.5油斑的成因及处理方法
在SMA路面摊铺、碾压转型过程中,路面可能会出现油斑。产生油斑的原因有以下几点:
(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)纤维素掺加剂拌和不均匀;
(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)拌和料(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。
摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补,碾压中出现的油斑应及时在油斑区域撒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时严禁进行摊铺工作。
2SMA的施工现场监理
2.1重视施工前期的监控
在宁连公路泥马段和淮连段监理工作过程中,监理首先对已确定和施工单位的资质、人员、设备、组织系统进行了解,提出建议和意见,并在施工过程中对前期工作完成情况进行检查。如对施工组织设计的审查、监理大纲实施细则的交底等,并召开业主、承包商、监理单位参加的协调会,现场解决施工中可能出现的问题。
2.2实行预防为主的原则
在监理过程中,我们把握好各工序的质量验收,还对施工过程中较易出现的质量问题向施工单位提出监理意见,尽可能的将隐藏在施工过程中的一些事故因素消灭在萌芽状态,使施工单位不返工或尽量少返工。监理组每天将《监理日志》及结果汇总,打印后交给业主,明确施工中注意预防的问题,及时指出施工中的不足,使施工单位在施工中对改性沥青混合料的施工有了明确的认识,为确保施工质量打下良好的基础。
2.3及时检测,把握工程质量
为了确保SMA沥青罩面的施工质量,充分利用监理的各种试验设备和现场试验室的条件,对沥青路面平整度、压实度、渗水系数、厚度、弯沉、摩擦系数、构造深度、油石比等进行检测,做到当天进行钻芯取样,第二天出报告,以便对前一天的施工质量进行及时评定,作为第二天的施工指导。
2.4对施工现场实行跟踪监理
施工过程中加强现场巡视,跟踪监理,有利于发现问题并及时予以解决。驻地监理组经常对后场堆料场进行巡视,要求承包商将各种材料分别堆放整齐,对细集料做好防雨工作,一旦发现细集料受潮,即要求施工单位进行处理。驻地监理组一般开拌后就在拌和操作间,现场观察拌和情况,逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及一盘混合料的总质量,及时计算出矿料级配,与标准及试验数据进行对照。控制拌和时间,检查出料温度,发现问题及时处理。
3结束语
(1)从SMA使用效果上来看,上面层若采用5cm厚SMA能更好的发挥SMA的水稳定性和耐疲劳性。
(2)SMA在沥青路面上面层使用较多,中面层及下面层使用SMA还不普遍有待于进一步实践开发。
(3)SMA混合料温度在190℃~200℃时的性能有待于铺筑试验路时进一步检查。
(4)添加木质纤维素后SMA路面结构比普通沥青混凝土路面成本高20%左右。
参考文献
1沈金安.改性沥青与SMA路面.北京:人民交通出版社。1999.7;
2公路沥青路面施工技术规范.JTG F40-20042004.9。