储昭兵
安徽省路桥试验检测有限公司 安徽合肥 230088
摘要:SMA沥青混合料主要是由沥青、矿粉、纤维稳定剂和细集料构成的沥青玛蹄脂,将其填充在由间断级配粗集料构成的骨架间隙中,形成密实结构的路面。目前,SMA沥青混合料已在高速公路工程中得到广泛应用,并表现出良好的效果与效益。
关键词:改性沥青;SMA混合料;路面施工;质量控制
前言:在SMA沥青混凝土路面施工中,存在与普通沥青混凝土路面同样的压实度、平整度、路面油斑及面层离析问题。基于其独特的原材料,还易出现原材料配比不合理问题,使SMA沥青混凝土质量不符合施工要求,影响路面质量。因此,对SMA沥青混凝土路面施工技术进行分析是很有必要的。
1SMA沥青混凝土分析
SMA具体而言就是沥青玛蹄脂碎石混合料,原材料涉及内容较多,包括沥青、矿粉、细集料等,将这些原材料混合于一起,就形成了沥青玛蹄脂,再将得到的材料填充在空隙中就是SMA。基于其制作过程可知,SMA沥青混凝土属于石-石嵌挤结构,粘结性较高,表现出较强的稳定性、耐高温性和表面性能,如抗车辙性能、平整度、抗滑性能等,可延长路面的使用寿命,减少路面的后期运维,经济效益显著。为发挥SMA沥青混凝土的优势,施工单位需规范路面施工技术。
2工程概况
G30高速公路位于我国某地区,该工程为山临段铣刨修复,原路面结构中粒式沥青混凝土,规格是4厘米,上面层加入了5厘米中粒式沥青混凝土,中面层加入了6厘米粗粒式沥青混凝土,下面层加入了30厘米水泥稳定碎石,基层加入了20厘米水泥石灰稳定土底基层(垫层)。近些年,随车高速建成通车时间的增长,加之交通量以及交通组成的不断变化,大交通流状态下,重载车辆比例的不断提升,造成车辙、龟裂、网裂等路面病害,据统计,严重路段车辙深达2~5cm,龟裂、网裂等病害高达30%,路面破损率超过0.4。本项目面层铣刨修复方案为:5cm改性沥青玛蹄脂碎石(SMA-13)+10cm密级配沥青碎石(ATB-25)进行车辙处治,恢复路面路用性能。
3SMA改性沥青混合料路面施工质量控制
3.1SMA改性沥青混合料配合比设计
在设计的过程中,应遵循“三多一少”原则,粗集料用量多(70%~80%),沥青用量多(6%),矿粉用量多(10%),细集料用量少(15%~20%)。采用马歇尔试件体积设计方法,保证马歇尔试件的VCAmix小于捣实状态下的粗集料骨架间隙率VCADRc,粗集料级配达标并相互嵌挤。以最小沥青用量为基准,将马歇尔试件的空隙率控制在规定范围内,一般为4%,满足VMA>17%,VCAmix<VCADRY。综合采用肯塔堡飞散试验、谢伦堡沥青析漏试验、水稳定性试验、车辙试验等,全面检验SMA配合比设计。
3.2SMA混合料拌和
分散均匀木质纤维的,选择拌和锅,15s为干拌时间,湿拌应加入沥青,时间为40s~50s。先用白料拌和,采用装载机接料,对温度进行检测,使其达到规定范围,然后进行黑料的拌制,保证首盘拌和质量。190℃~195℃为集料加热温度,170℃~175℃为沥青加热温度,明确配合比要求,将SMA混合料沥青含量控制在最佳范围内,需要注意的是,所有矿料颗粒都必须包裹在沥青内,防止出现花白料。
3.3混合料运输
3.3.1以拌和站实际生产能力为依据,结合运输距离对运输车辆进行合理安排。在车厢两侧与底板相距30~50cm的位置大孔,用于混合料出厂与进场时的温度检测。
3.3.2装车前将运输车清洗干净,为避免车厢与混合料黏结,可在表面涂抹一层水和柴油混合液,但要注意不能在车厢底部产生余液。
3.3.3装料应遵循三段放料原则,即先装车的前部,再装车的尾部,最后装中间,以此避免混合料离析。
3.3.4装完车后用篷布覆盖运输车,以起到保温、防雨和防污染等作用,同时利用温度计准确测定出厂时混合料的温度,确保进入施工现场的混合料温度保持在165℃以上。
3.3.5运输到施工现场的混合料,需在摊铺机的前方挂空挡等待卸料,进场的运料车数量应始终不少于2~3辆。
3.3.6运料车通过摊铺机的推动作用前进,现场应安排专人负责指挥,避免运料车和摊铺机发生碰撞,对摊铺后面层的平整度造成影响。
3.4混合料摊铺
3.4.1摊铺的松铺系数确定为1.2,对应4.8cm的虚铺厚度。施工开始前,先在与边线相距3m、6m和9m的位置测量高程。摊铺完成后,同样在与边线相距3m、6m和9m的位置测量高程,根据高程测量结果通过计算确定适宜的松铺厚度及压实厚度。
3.4.2混合料的摊铺必须连续、缓慢且均匀,速度不能超过1.5~2.0m/min。混合料输出量与运送量要保持匹配,在摊铺时不允许更改速度,也不可中途停顿。
3.4.3混合料温度以沥青标号及气温条件为依据调节,要求不低于165℃。
3.4.4摊铺开始前预热熨平板30min,使其温度保持在100~130℃范围内,避免过热变形。
3.4.5摊铺时应安排专人检查摊铺层的宽度、厚度与平整度,当发现离析时,应立即处理。当产生以下情况时,应采用人工进行找补:在半径相对较小的圆曲线段,若局部缺料,需安排专人进行补料,使线形保持圆顺;当摊铺层表面存在离析与拖痕时,采用人工及时找补;在人工找补过程中,应使用铁锹扣锹,不可平甩。在摊铺的同时进行刮平时,用力应保持一致,以免离析。
3.4.6在摊铺机无法到达的部位,可在经现场监理工程师检查认可后采用人工进行摊铺。
3.4.7在雨季进行路面摊铺施工时,应掌握好天气情况,摊铺时如遇降雨未能压实,需将其铲除后重铺。
3.4.8为避免停机,如果拌和站出现异常,需立即通知施工现场,现场在收到通知后需立即放慢摊铺的速度,保证混合料前后之间良好衔接。
3.5SMA改性沥青混合料碾压控制
3.5.1压实分为静压和振压两种,分为初压、复压、终压三个环节,钢轮和胶轮两种形式,其碾压一般遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的八字原则,对碾压形式、碾压速度、碾压变数进行有效的组合。G30山临高速公路铣刨修复养护工程中采用的是两台双钢轮组合,初压:静压2遍+复压:高频低幅振压3~4遍+终压:静压2遍收光。
3.5.2SMA改性沥青混合料的碾压温度也控制较普通沥青混合料更为严格。G30山临高速公路铣刨修复养护工程采取的是按照初压(160℃~170℃)+复压(>140℃)+终压(>120℃),碾压终了温度>110℃来控制的。
3.5.3SMA改性沥青混合料一般不采用轮胎式压路机进行碾压,是由于轮胎式压路机的揉搓式碾压易导致集料上浮。所以碾压要满足要求又要防止过压。如在碾压过程中发现石料压碎或者是集料上浮形成油斑,应停止碾压,更要避免低温反复碾压造成的集料破坏,碾压结束后,路面温度降至50℃以下,完成标线施划后方可解除交通限制,给予放行。
结语:
总而言之,SMA改性沥青混合料路面面临的风险因素较多,施工过程复杂、多变。但是因为SMA具有维修费用低、耐久性高、使用寿命长等特点,受到了各大工程的喜爱,并已广泛应用。在具体的施工过程中,相关人员必须结合路面具体情况,掌握SMA改性沥青混合料的特点,对整个施工阶段予以全面把控,严格按照相关规定开展作业,从而为公路路面施工质量予以有效保障。
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