SMA-13改性沥青混凝土施工及质量控制

发表时间:2020/7/1   来源:《城镇建设》2020年第3月第9期   作者:韩飞飞 陈理想 蔡云飞
[导读] 以 SMA-13 沥青混凝土为例,总结介绍了 SMA 沥青混凝土特点。从 SMA 沥青混凝土的拌和、运输、摊铺与压实施工全过程进行全面阐述,总结了施工技术要点,并提出了施工质量控制措施。
        摘要:以 SMA-13 沥青混凝土为例,总结介绍了 SMA 沥青混凝土特点。从 SMA 沥青混凝土的拌和、运输、摊铺与压实施工全过程进行全面阐述,总结了施工技术要点,并提出了施工质量控制措施。
关键词:SMA-13沥青混凝土;施工技术;质量控制
1 SMA特点及优势
1.1特点
        SMA具有高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒的组成特点。高含量的粗骨料在混合料中颗粒面与面直接接触、相互嵌锁构成的骨架直接承受了荷载作用,这种骨架对温度敏感性小。含量较高的矿粉与沥青形成粘聚力很高的胶凝状物—玛蹄脂,使得混合料的整体力学性质提高。这两方面的作用使混合料具有足够的竖向与侧向约束,在车辆荷载的作用下,不产生或只产生微小的永久性变形[1]。
1.2优势
        SMA沥青路面具有以下优势[2~3]:
        (1)较高的抗车辙能力和温度稳定性;
        (2)优良的抗裂性能;
        (3)良好的耐久性能,与传统的AC相比,SMA的使用寿命增加40%左右。若使用改性沥青,可进一步提高其性能;
        (4)较好的抗滑性能;
        (5)初期投入较高,但考虑使用寿命后年平均投入较低。
        SMA主要用于重交通道路、高等级公路、一级公路面层。
2 原材料选择
2.1沥青
        SMA 沥青混凝土所选用的沥青比普通沥青混合料的沥青粘度和稠度更高,最好选用改性沥青。在配合比设计与施工过程中应对沥青的各方面性能进行严格检验,以保证 SMA 沥青混凝土的施工质量。
2.2 粗集料
        为了保证 SMA 沥青混凝土的高温稳定性和抗滑性能等要求,提高集料间的嵌挤作用,设计与施工中选用形状规则、质地坚硬、表面粗糙、抗磨耗的骨料。一方面可以保证骨料间的嵌挤作用,提高 SMA 沥青混凝土路面结构的强度; 另一方面提高路面结构表层的构造深度,提高路面结构的抗滑性能。
2.3纤维稳定剂
        SMA 沥青混凝土中添加的纤维稳定剂应选择环保、不危害工作人员身体健康的材料。常用的纤维稳定剂有木质素纤维和矿物纤维,其中矿物纤维应选用玄武岩等制作的,不应选用对环境和人体有害的石棉纤维。
3施工准备
3.1施工前应做好技术、机具、材料及作业面等各项准备工作
        1、施工前对图纸进行全面复核,对侧平石平面位置、高程、相邻两块平石高差进行全面自检,确保SMA沥青砼上面层摊铺质量;
        2、下承层过程验收及成品质量验收。应检查下卧沥青层的质量,不符合要求的不得铺筑SMA面层。下卧层已被污染时,必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑沥青混合料。
3.2合理安排组织机械设备、仪器、人员
        1、应对沥青混合料拌和机、摊铺机、压路机等各种施工机械和设备进行调试,对机械设备的配套情况、技术性能、计量设备等进行检查。
        2、应准备施工过程中所需要的各种记录表格和现场温度、厚度检测设备,根据摊铺长度估算当日生产吨位,明确拌和站、施工现场、试验室责任联系人,实现拌和站与施工现场畅通联系、动态控制。
        3、施工前对项目部技术人员、施工劳务人员、机械操作人员进行安全技术交底。
4 试验段施工
        试验段施工包括试拌和试铺两个阶段,需要决定以下内容:
        1、确定适宜的施工机械、机械数量与组合方式。
        2、通过试拌决定
        (1)拌和机的控制参数:拌和数量、时间、温度及上料速度等;
        (2)试验段施工过程中,试验人员及时取料进行混合料性能试验,验证沥青混合料的配合比设计和沥青混合料的技术性质,确定正式生产用的矿料配合比和油石比。
        3、通过试铺决定
        (1)压实机具的选择、组合,压实顺序,碾压温度,碾压速度及遍数;
        (2)施工缝处理方法;
        (3)松铺系数。
        5、确定施工产量及作业段的长度。
        6、全面检查材料及施工质量是否符合要求。
        7、修订施工组织计划,确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及组织方式。


5 施工工艺
5.1拌和
        在粗细集料放料的同时加入纤维,与集料进行干拌,干拌时间为15s,喷入沥青后的湿拌时间为40~45s,总拌和时间控制在60~70s,保证纤维能充分均匀地分散在混合料中,并与沥青结合料充分拌和。
        逐盘监测各热料仓的集料、矿粉、沥青以及混合料总量的称量数据,观察是否超差现象,及时分析原因避免超差。
5.2运输
        由于SMA的沥青玛蹄脂黏性较大,运料车的车厢底部要涂刷较多的油水混合物。
        SMA混合料的运输采用25t以上的大型运料车,车厢能够保温,运输时必须覆盖保温篷布。
        运至摊铺现场的混合料应保持在170℃以上,温度过低,将会直接影响路面的密实度和平整度。在混合料装卸时应尽量避免离析,运料车装料时应采用前后移动运料车、分三次装载的方式。
5.3摊铺
        SMA混合料的摊铺原则与常规混合料没有本质的区别,但在摊铺温度与工艺的控制上应更为严格。
        为了保证平整度,要按照规范要求做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。在摊铺过程中,不得随意变换速度或中途停顿。摊铺速度的选择应根据混合料的供应和生产能力而定,以避免摊铺机停工等料,并保证压路机能及时碾压。根据已有经验表明,SMA混合料的摊铺速度不要超过3m/min,比较理想的摊铺速度为1.5~2m/min。
5.4碾压
        碾压遵循原则:紧跟、慢压、高频、低幅、少水。
        碾压必须有足够数量的压路机,初压和复压都不宜少于2台。碾压段的长度控制在20m~30m为宜,待碾压面不超过10m。
        碾压的折回点应逐次错开,不得在同一个断面上,避免在横断面上形成门坎。压路机跟踪碾压的折返点与摊铺机保持不大于3m的距离(采用滑靴或浮动基准梁的不大于5m),应并列成梯队循环碾压作业。为保证SMA路表的粗糙度,终压时不得振动。为防止过度碾压,碾压过程中应注意表面构造,以确保构造深度。
        严格控制碾压遍数,在压实度达到马歇尔密度的98%以上,或者路面现场空隙率不大于6%后不再作过度的碾压。如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压现象时,应停止碾压。
6质量控制
1、拌和站的质量管理和检查按下列规定进行[4]:
        (1)随时检查沥青、集料的加热温度,逐车检查并记录SMA的出厂温度。
        (2)按规定检查混合料的矿料级配、油石比及纤维量。
        (3)按要求制作马歇尔试件和车辙试件,进行马歇尔试验,测定密度、空隙率、动稳定度等指标,各项指标应达到配合比设计要求。
        (4)每天混合料拌和结束后,应统计当天出库的纤维总量,并填表备查,以控制纤维用量。
        (5)SMA路面如出现“油斑”等现象,应分析原因,仔细检查纤维添加的方式、数量、时机,是否漏放及拌和是否均匀等,严重的应予以铲除。
2、现场铺筑的质量管理和检查按下列规定进行[5~6]:
        (1)随时检查沥青混合料的施工温度。
        (2)路面钻孔取样,检查压实度和空隙率。为弥补钻孔实测压实度的困难,必须配备专职技术人员严格控制碾压遍数,观察碾压情况,既达到压实度要求,又防止过碾。
        (3)检测路面渗水情况。应随时直接往碾压成型的路面上倒少量水,观察渗透情况,并及时用渗水仪检测。
        (4)用铺砂法检测路表构造深度。
7结语
        铺筑高质量的SMA路面,应遵循以下原则:合格的材料、必要的设备、合理的工艺以及严格的检测及质量控制。
        施工过程中各个环节要严格把控,本文所列各项内容均为实际施工过程中总结的经验,望能够给工程人员在铺筑SMA路面时提供参考。
参考文献
        [1] 杨建立.彰武至阿尔乡高速公路表面层 SMA 配合比设计与施工工艺[J].北方交通,2012,35( 8) : 25-27.
        [2] 罗士彬.SMA 改性沥青混凝土配合比设计及路用性能分析 法[J].交通世界,2018,25( Z2) : 256-258.
        [3] 龚鸽. SMA 沥青混凝土路面的配合比设计要点及施工质量控制[J]].工程设备与材料,2020(1):117-118.
        [4] JTG F40-2004,《公路沥青路面施工技术规范》[S].
        [5] JTG E20-2011, 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[S].
        [6] JTG E60-2008,《公路路基路面现场测试规程》[S].
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