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摘要:SMA沥青路面具有高温抗车辙、低温抗裂、抗水损害、抗老化和抗滑等特点,目前被广泛的应用于高速公路和一些重载交通的抗滑表层。笔者通过工作实践,调查以往已成功的SMA路面,对改性沥青SMA路面施工质量控制及施工中应注意的一些问题进行了说明。
关键词:SMA质量控制措施
1 SMA的組成特性
SMA是一种间断级配沥青混合料。具有粗集料多、矿粉多、沥青用量多 、细集料少、添加纤维、材料要求高等特点。粗集料用量达矿料用量的75%以上,而细集料仅占矿料总量的20%以内,矿粉用到了8%~12%左右(一般为10%)。大量的粗集料形成紧密嵌挤的骨架结构,纤维、矿粉、沥青和少量的细集料组成的马蹄脂填充空隙,细集料很少,马蹄脂部分刚好填充了粗集料之间的孔隙,混合料中粗集料相互之间的接触面很多,主要交通荷载由粗集料骨架承受。这种结构组成使得SMA有很好的耐久性、抗车辙、抗裂、抗滑及较好的排水性能,尤其是抗高温车辙和低温裂缝以及疲劳性能尤为突出,同时还具有降低噪音,减少溅水和水雾等功能,这在一定程度上又提高了路面的能见度。SMA路面在使用上虽有很大的优势,但在其施工工艺和控制上也提出了更高的要求和标准,要想铺出一条高性能的SMA路面,就必须在每一个环节对其进行严格的质量控制。
2 SMA的施工技术质量控制措施
2.1在施工之前应对各种材料进行调查试验, 选择符合沥青路面使用要求的各种原材料, 经确认合格的材料方能进场。
(1)进场材料检验。尽可能加大抽检密度,不合格的材料坚决不用。堆料场要进行场地硬化,避免将堆料场的土混入碎石中。不同规格的料堆间设置隔离墙,以免不同规格的碎石混杂在一起。料堆要有明显标示,防止上料时装错料。经常检查集料规格、品种、扁平细长颗粒、含泥量、含水量和风化石含量等。如果外观检查认为颗粒组成不正常,则进行必要的筛分试验。
(2)木质素纤维必须在室内架空堆放,严格防潮,保持干燥;对木质素纤维添加设备进行计量标定,木质素纤维添加设备应防潮。经常检查矿粉的色泽是否正常,有无结块和明显的粗颗粒情况。
(3)改性沥青的运输温度不得低于150℃,保温贮存温度不得低于140℃,不得长时间存放,对现场加工的改性沥青,必须不间断地搅拌,以防改性剂离析。制作好的改性沥青温度应该满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求,在满足施工要求的前提下,沥青的加热温度不能太高,一般控制在17O~180℃。
2.2 SMA沥青混合料的拌和。
(1)由于SMA为间断级配,粗集料用量多,细集料用量少,矿粉用量多,因此,在冷热料仓配置上数量应匹配。
(2)为保证细集料配料数量准确,其不能露天堆放,宜加盖棚布,保持干燥、清洁。
(3)适当增加干拌和湿拌的时间,保证混合料的拌和均匀性。
(4)SMA混合料必须在较高的温度下拌和,用MAC改性沥青的沥青混合料出厂温度宜控制在170~175℃范围内。
(5)SMA拌和料不宜长存,当天拌和的,必须当天使用完毕。
2.3混合料的运输
混合料应采用大吨位自卸车运输, 载重量应在15 t以上, 为防止沥青与车厢板粘结, 车厢侧板和底板可涂一薄层掺水柴油,油与水的比例为1:3, 但不得有余液积聚在车厢底部。为了保证连续摊铺, 开始摊铺时, 现场待卸料车辆不得太少, 运输车的运量应比拌合厂的生产能力及摊铺能力有所富余。在卸料时, 运输车辆不得撞击摊铺机, 如有可能最好采用间接输送的办法或沥青混合料转运车, 以保证摊铺出的路面的平整度。为减少运输途中的热量损失, 防雨或防止污染环境, 沥青混合料在运输过程中必须加盖篷布, 防止混合料表面结硬。
2.4改性沥青SMA混合料的摊铺和碾压
(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)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。
(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。
(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。
(4)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 接缝处理
(1)摊铺机全幅施工,不存在纵向接缝,所以应保持匀速、不间断连续摊铺以减少横向接缝,尽量做到一天只有一个接缝。
(2)一般采用平接缝,即切割成垂直面的方法。可在路面完工后,稍停一停,在其尚未冷却之前,就切割好。要求缝直且与路线方向垂直,避免锯进下层。
(3)在下一次施工搭机前,涂刷薄层乳化沥青,即可接下去铺筑混合料。
2.6 SMA路面质量管理措施
SMA路面质量管理应贯彻于施工的全过程中的每一道工序。应遵循的原则为:
(1)优质的材料
SMA对材料的要求较高,材料的选择、采购、进场的试化验必须认真,并满足规定的质量技术要求。
(2)必备的施工及检验设备
SMA路面铺筑设备等基本与普通沥青砼相同,最好配备纤维稳定剂机械添加设备。检测设备可采用与普通沥青相同仪器即可。
(3)最佳的施工工艺
严格地说,SMA的施工工艺要求很严,对每道工艺均应指导在前。大面积施工前,必须先铺筑试验路段,解决合理出料温度、摊铺温度、碾压温度、碾压组合和碾压控制。
(4)严格的检测及质量控制
检测应严格从级配开始,因为种种拌和机型不一,生产配比必须合格,质量控制可按交通行业指南进行。
3 结语
SMA结构能全面提高沥青路面的路用性能。尽管初期投资较大,但延长了沥青路面的使用质量和寿命。所以从长期看仍将产生很好的经济效益。
关键词:SMA质量控制措施
1 SMA的組成特性
SMA是一种间断级配沥青混合料。具有粗集料多、矿粉多、沥青用量多 、细集料少、添加纤维、材料要求高等特点。粗集料用量达矿料用量的75%以上,而细集料仅占矿料总量的20%以内,矿粉用到了8%~12%左右(一般为10%)。大量的粗集料形成紧密嵌挤的骨架结构,纤维、矿粉、沥青和少量的细集料组成的马蹄脂填充空隙,细集料很少,马蹄脂部分刚好填充了粗集料之间的孔隙,混合料中粗集料相互之间的接触面很多,主要交通荷载由粗集料骨架承受。这种结构组成使得SMA有很好的耐久性、抗车辙、抗裂、抗滑及较好的排水性能,尤其是抗高温车辙和低温裂缝以及疲劳性能尤为突出,同时还具有降低噪音,减少溅水和水雾等功能,这在一定程度上又提高了路面的能见度。SMA路面在使用上虽有很大的优势,但在其施工工艺和控制上也提出了更高的要求和标准,要想铺出一条高性能的SMA路面,就必须在每一个环节对其进行严格的质量控制。
2 SMA的施工技术质量控制措施
2.1在施工之前应对各种材料进行调查试验, 选择符合沥青路面使用要求的各种原材料, 经确认合格的材料方能进场。
(1)进场材料检验。尽可能加大抽检密度,不合格的材料坚决不用。堆料场要进行场地硬化,避免将堆料场的土混入碎石中。不同规格的料堆间设置隔离墙,以免不同规格的碎石混杂在一起。料堆要有明显标示,防止上料时装错料。经常检查集料规格、品种、扁平细长颗粒、含泥量、含水量和风化石含量等。如果外观检查认为颗粒组成不正常,则进行必要的筛分试验。
(2)木质素纤维必须在室内架空堆放,严格防潮,保持干燥;对木质素纤维添加设备进行计量标定,木质素纤维添加设备应防潮。经常检查矿粉的色泽是否正常,有无结块和明显的粗颗粒情况。
(3)改性沥青的运输温度不得低于150℃,保温贮存温度不得低于140℃,不得长时间存放,对现场加工的改性沥青,必须不间断地搅拌,以防改性剂离析。制作好的改性沥青温度应该满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求,在满足施工要求的前提下,沥青的加热温度不能太高,一般控制在17O~180℃。
2.2 SMA沥青混合料的拌和。
(1)由于SMA为间断级配,粗集料用量多,细集料用量少,矿粉用量多,因此,在冷热料仓配置上数量应匹配。
(2)为保证细集料配料数量准确,其不能露天堆放,宜加盖棚布,保持干燥、清洁。
(3)适当增加干拌和湿拌的时间,保证混合料的拌和均匀性。
(4)SMA混合料必须在较高的温度下拌和,用MAC改性沥青的沥青混合料出厂温度宜控制在170~175℃范围内。
(5)SMA拌和料不宜长存,当天拌和的,必须当天使用完毕。
2.3混合料的运输
混合料应采用大吨位自卸车运输, 载重量应在15 t以上, 为防止沥青与车厢板粘结, 车厢侧板和底板可涂一薄层掺水柴油,油与水的比例为1:3, 但不得有余液积聚在车厢底部。为了保证连续摊铺, 开始摊铺时, 现场待卸料车辆不得太少, 运输车的运量应比拌合厂的生产能力及摊铺能力有所富余。在卸料时, 运输车辆不得撞击摊铺机, 如有可能最好采用间接输送的办法或沥青混合料转运车, 以保证摊铺出的路面的平整度。为减少运输途中的热量损失, 防雨或防止污染环境, 沥青混合料在运输过程中必须加盖篷布, 防止混合料表面结硬。
2.4改性沥青SMA混合料的摊铺和碾压
(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)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。
(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。
(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。
(4)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 接缝处理
(1)摊铺机全幅施工,不存在纵向接缝,所以应保持匀速、不间断连续摊铺以减少横向接缝,尽量做到一天只有一个接缝。
(2)一般采用平接缝,即切割成垂直面的方法。可在路面完工后,稍停一停,在其尚未冷却之前,就切割好。要求缝直且与路线方向垂直,避免锯进下层。
(3)在下一次施工搭机前,涂刷薄层乳化沥青,即可接下去铺筑混合料。
2.6 SMA路面质量管理措施
SMA路面质量管理应贯彻于施工的全过程中的每一道工序。应遵循的原则为:
(1)优质的材料
SMA对材料的要求较高,材料的选择、采购、进场的试化验必须认真,并满足规定的质量技术要求。
(2)必备的施工及检验设备
SMA路面铺筑设备等基本与普通沥青砼相同,最好配备纤维稳定剂机械添加设备。检测设备可采用与普通沥青相同仪器即可。
(3)最佳的施工工艺
严格地说,SMA的施工工艺要求很严,对每道工艺均应指导在前。大面积施工前,必须先铺筑试验路段,解决合理出料温度、摊铺温度、碾压温度、碾压组合和碾压控制。
(4)严格的检测及质量控制
检测应严格从级配开始,因为种种拌和机型不一,生产配比必须合格,质量控制可按交通行业指南进行。
3 结语
SMA结构能全面提高沥青路面的路用性能。尽管初期投资较大,但延长了沥青路面的使用质量和寿命。所以从长期看仍将产生很好的经济效益。