SMA沥青混凝土（共9篇）
SMA沥青混凝土 篇1
摘要：为了确保SMA混合料能够满足工程需要, 在正式施工之前一定要进行反复的试验, 在保障施工质量的前提下减少经济损失。本文从SMA混合料的制作和施工两个方面着手, 详细地介绍了SMA沥青混凝土路面施工工艺, 其中重点强调了混合料的配合比设计以及配合比确定的方法。
关键词：SMA沥青混凝土,路面施工,施工工艺
在制作上, SMA沥青混凝土比一般的混凝土更为复杂一些, 其要求也较高。根据SMA沥青混凝土的配制过程, 可以总结出四点:粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。在施工组织上, 在大规模铺路之前要先进行300m试验路的铺设, 从而确定SMA沥青混凝土的相关因素, 作为施工方案的制作依据。
1、施工前准备工作
和普通沥青混合料一样, 在施工前, 要进行常规检查, 不同的是, 对SMA施工还要增加以下几点的检查:
1.1 对木质素纤维的要求是保持干燥, 受潮的木质纤维不能用于施工上, 在生产前不仅要对木质素纤维添加设备进行计量标定, 还要对其进行防雨防潮的保护工作。
1.2 由于SMA的高要求, 各种材料必须具有中心试验室的检查报告, 才能允许进入场内, 并且场内要配备防尘、防雨设施。
1.3对于温度的要求如下:加热温度最好在170℃~180℃的范围内, 运输温度要高于150℃, 贮存温度要高于140℃, 并且要定期进行搅拌, 防止出现离析现象。
1.4 抗剥落剂的添加量要严格控制, 并且做好记录。
2、SMA混合料配合比设计
2.1 SMA的目标配合比设计
SMA混合料组成设计的试验方法是马歇尔试验方法, 也是目前较为规范的试验方法, 而最佳油石比则根据空隙率、车辙试验结果确定。以下是SMA-13配合比设计。
2.2 矿料中碎石是玄武岩石质的, 粒径为10mm~15mm和5mm~10mm, 人工砂同样选用相对应地玄武岩石质, 矿粉选用石灰石粉, 质量指标如表1。
2.3 沥青是以70号A级道路石油沥青作为基质沥青, 以SBS改性作为改性沥青, 质量指标如表2。
2.4 经过对不同种类纤维进行经济技术比较, 最后选用德国JRS公司生产的絮状木质纤维素作为稳定剂, 用量则根据国内的成功范例确定的0.3%。
2.5 抗剥落剂选用扬中市文昌电子化工有限公司生产的文盛牌TW-1型沥青抗剥落剂, 用量是沥青质量的0.3%。
2.6 确定矿料级配图
根据SMA-13的级配标准, 得出三组符合设计级配的组配, 材料配比时是:
级配1:10~15:5~10:0~3:矿粉=38%:36%:16%:10%
级配2:10~15:5~10:0~3:矿粉=41%:36%:13%:10%
级配3:10~15:5~10:0~3:矿粉=44%:36%:10%:10%
根据这3组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度及全部矿料的毛体积相对密度, 计算粗集料的VCADRC, 结果如表3所列。
以油石比为例, 测定VMA, VCAmix所用集料毛体积相对密度均在2.8~2.85, 按6.4%油石比成型马歇尔试件, 测定三组级配的理论最大密度、毛体积相对密度、空隙率、VMA以及VCAmix, 如表4。
根据表4可以得出结论, 这三组级配能实现粗集料的嵌挤, 也有足够的间隙可供玛蹄脂填充。由于级配1最接近空隙率的要求, 所以建议选择级配1作为设计级配。
根据6.4%油石比成型马歇尔试件选择了级配1, 下面可以将油石比分别设置为6.2%和6.6%进行马歇尔试验, 最后根据三次试验的结果确定最佳油石比, 结果如表5.
根据表5可以确定最佳油石比是6.2%, 下面用烧杯法进行沥青析漏试验, 结果如表6。
根据表6得出:析漏损失为0.05%, 车辙试验动稳定度平均为4847次/mm符合要求, 飞散试验测得飞散率平均1.61%, 浸水马歇尔试验残留稳定度89.5%, 均符合要求, 最终确定最佳油石比为6.2%。
3、SMA的施工配合比的确定
3.1 在不喷油的情况下根据目标配合比调整好各冷料仓的上料比例, 对矿料加热后进行筛分验证级配, 并根据结果不断调整。
3.2 根据目标配合比试验结果确定用油量, 并且用电脑控制喷油量。拌和后, 取适量的SMA-13混合料进行马歇尔试验验证配合比的可行性, 最后才能投入生产。
4、SMA的生产拌和
采用的韩国SPECO3000型间歇式沥青拌和机生产SMA, 其额定生产能力为250t/h。在生产之前, 要熟悉SMA的特点, 这对SMA生产有一定的影响作用, 并且在生产中注意以下几点:
4.1木质素纤维的分散拌匀。沥青混合料的干拌时间为10s, 加入沥青后的拌和时间为35-45s, 总生产时间为70-80s。
4.2人工添加木质素纤维容易出现误差, 所以建议机械填加。首先对设备进行剂量标定, 然后与其他喂料设备联锁, 最后是安排猿人进行检查, 防止出现堵塞和未喷情况。
4.3 SMA使用SBS改性沥青时, 拌和温度要相对提高10℃~20℃左右。不管是沥青加热, 还是矿料, 都要严格控制好温度。如果混合料的出料温度超过190℃时, 该混合料就不能用于施工。
4.4 SMA混合料的矿物填料储备要干燥, 添加量要精确。
4.5在SMA混合料中, 沥青含量要严格控制, 过多或过少都会对混合料的质量造成影响。在实际中, 要每天进行沥青混合料的试验, 随时掌握沥青混合料的相关参数, 以便及时作出调整。
4.6组织好混合料的搅拌时间, 根据混合料的技术要求和运输距离, 最好将混合料的出厂温度控制在170℃~180℃, 以保证混合料达到施工现场时温度不低于150℃。
5、SMA混合料的摊铺
摊铺速度为2.4m/min, 摊铺宽度为10.25m, 摊铺机夯实为4级、振动4.5级, 也可以根据碾压设备、路面宽度以及SMA沥青混合料的具体参数, 进行适当地调整。混合料的摊铺温度在165℃~175℃的范围内, 改性沥青SMA适宜在路面表层温度超过15℃的情况下进行摊铺, 如果遇上雨天或是下层潮湿的情况, 要停止摊铺作业。
6、SMA混合料的碾压
SMA混合料降温速度较快, 在120℃以下的情况下就会凝固, 所以初压温度要高于140℃, 终压温度要高于110℃。SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则, 压实方法是跟在摊铺机后面反复碾压。
压路机的速度为2~4km/h, 并且保持匀速, 碾压分为初压、复压以及终压三个阶段。初压是用DD110宽体双钢轮碾压1遍, 碾压温度为160℃~175℃;复压是用双钢轮碾压3遍;终压是用宽体双钢轮碾压2遍, 温度是110℃~130℃。混合料不超过100℃的情况下, 不得进行碾压工艺。
对于加铺部分是用2台摊铺机纵向接缝, 采用热接缝施工方法。如果路面的油斑直径超过了5㎝, 要及时撒机制砂和碾压。在碾压过程中要注意以下几点:
6.1在水中掺入适量的清洗剂, 并均匀洒在钢轮表面, 避免混合料粘轮。
6.2时相邻碾压带要重叠1/3~1/4轮宽, 碾压工作面长度为30~50m。
6.3避免过度碾压, 当SMA面层的密度符合要求时, 要立即停止碾压。
6.4使用轮胎式压路机碾压, 防止粘轮。
6.5安排专人检查掺加剂的剂量是否正确。
7、施工质量检测
检测的重点是压实度、表面构造深度和透水性。
8、开放交通
当沥青混凝土路面摊铺层温度自然冷却到周围地面的温度时才能开放交通, 通常这个过程至少需要24小时。
结束语:
要控制好沥青混凝土路面的施工质量, 最重要的是要把握好沥青混凝土的配制和施工工艺, 并且做好相关的养护工作, 从根本上解决那些常见的问题。
SMA沥青砼路面现场操作和管理 篇2
【关键词】SMA；摊铺；碾压；油斑；接缝
由目前SMA施工方面的经验表明，只要按照适当的施工方法和合理的管理，SMA可以成功地施工。和常规的粗集料相比，SMA混合料就要对一些潜在因素进行考虑，这些因素包括：减少离析、减少软弱混合料问题、限制人工操作以达到所需密度等。下面就SMA路面摊铺、碾压的现场操作和管理进行叙述。
1、沥青混合料的摊铺
SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同，摊铺厚度应根据试验路的数据来确定。
（1）在下面层经监理工程师验收合格的基础上，方可铺筑SMA上面层。
（2）运料车浆料倒在沥青混合料转运车内并经充分拌和后再输入摊铺机的受料斗。
（3）一律用不小于15米的浮动基准梁自动找平装置或无接触自动找平装置来自动控制厚度及平整度。自动找平装置要严格按照规程安装，安装误差不超过允许误差。
（4）每个作业面选用进口摊铺机联铺，摊铺时，必须缓慢、均匀、连续不间断的摊铺，摊铺速度从摊铺开始至摊铺结束是一个不变数，摊铺过程中不允许随意变换速度或中途停顿。要求在摊铺前至少有3台以上的运料车等候，但不得超过五台，以避免待摊时间长，降低温度。必须做到宁可料车等摊铺机，不能摊铺机等料车。摊铺速度不可超过3m/min。
（5）松铺系数通常在1.15～1.20之间。
（6）摊铺温度一般控制在160℃～180℃，温度低于140℃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。
（7）沥青混合料摊铺过程中随时检查其宽度、厚度、平整度、路拱及温度，对不合格之处应及时进行调整。
（8）对外形不规则、路面厚度不同、空间受到限制以及人工构造物接头等摊铺机无法工作的地方，经监理工程师批准可以采用人工操作。
2、沥青混合料的碾压
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、复压、终压三阶段进行，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。在碾压过程中不可产生推拥，碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水（经测定，SMA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碾压相比，有以下几点值得注意：
（1）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。
（2）SMA面层一旦达到足够的密度后，碾压即应停止，过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合料被挤压到路表面，影响构造深度。工作中应密切注意路表情况，防止过度碾压。
（3）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，不得使用轮胎式压路机碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面而达不到压实效果。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。
SMA的碾压应使用钢轮压路机，压路机型号的选择不能仅从吨位上考虑，可按RF=P/ld2（式中：RF—轮碾参数，Kpa；P—轮载，KN；L—轮长度，m；D—轮直径，m）计算轮碾参数RF，一般用RF为22左右的压路机为宜，对于软一些大石料，可稍低一些。
（4）SMA混合料必须在摊铺后立即均匀的压实，不得等候。压路机应以≯5km/h的速度进行均匀的碾压。碾压方案如下：
方案一：10～20吨压路机静压4～5遍，终压1遍；
方案二：10～20吨压路机静压1遍，振压1～2遍，静压2遍，终压1遍。
正式施工前，进行试铺段施工，对两种碾压方案进行试验。如果采用方案一可以达到规定的压实度要求，那么正式施工就采用方案一；如方案一达不到规定的压实度，可采用方案二，振动碾压的遍数可根据试验段施工时予以调整，原则上不超过2次。
（5）沥青混合料的碾压温度应符合招标文件要求，并应根据混合料种类、压路机、气温、层厚等情况经试压确定。初压、复压、终压应在尽可能高的温度下进行，严禁低温碾压。
（6）压路机不得在未碾压成型或未冷却的路段上转向、制动或停留。同时，应采取有效措施防止油料、润滑脂或其他杂质在压路机操作或停放期间落在路面上。
（7）在沿着缘石或压路机压不到的地方，应采用振动夯板把混合料充分压实。已经完成碾压的路面不得修补表皮。
（8）应待摊铺层完全自然冷却，路表温度低于50℃后，方可开放交通。
3、油斑的形成与防治
在SMA路面碾压成型过程中，路面可能会出现油斑，当油斑直径大于5cm时，应及时在油斑区域洒机制砂。摊铺后即出现的油斑，应在碾压前铲除、换填。油斑的产生可能是纤维掺加剂拌和不均匀所致，因此需检查纤维加入量是否正确，拌和时间是否够长；当由于碾压过度产生油斑时，应正确掌握碾压遍数及振动力的大小；过高的用油量也会产生油斑，因此要及时检查拌和楼沥青计量器的准确性；拌和料（特别是纤维掺加剂）及路表含有一定的水份也会产生油斑，因此掺加剂必须干燥，严禁路表带水施工。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。
4、接缝处理
1）纵向施工缝
采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝，应在前部已摊铺混合料部分留下10-20cm宽暂不碾压作为后高程基准面，并有5-10cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接碾压以消除缝迹，上下层纵缝应错开15cm以上。
2）横向接缝
由于横向接缝为冷接缝，处理难度较大，但处理的好与坏直接影响路面的平整度，为此应采取以下措施：
（1）在已成型沥青层的端部，先用6m直尺检查，将平整度超过3mm的部分切去，挖除干净，并将切面上的污染物用水洗刷干净，再除以粘层沥青，基本干后，摊铺机再就位。
（2）在熨平板开始预热前，量出接缝处沥青层的实际厚度，根据松铺系数算出松铺厚度。熨平板应预热15-20min，使接缝处原路面的温度在65℃以上。开始铺筑的速度要慢，一般为2m/min。
（3）碾压开始前，将原路面上的沥青混合料清除干净，接缝处保持线条顺直，固定1台振动压路机处理接缝，路面中间部分采用横向碾压，两侧采用纵向碾压。横压时钢轮压路机大部分压在原路面上，逐渐移向新铺路面，前后约5-6遍；纵压时应使压路机的后轮超出接缝3-6m，一般振压2遍，静压2-3遍就能符合要求。
结束语
SMA已在我国高等级公路路面上得到大力推广使用，其施工工艺还需进一步研究和改进。
参考文献
[1]PAUL J.MARK.AASHTO LEAD STATE GUIDELINE ON SUPERPAVE IMPLEMENTATION，1998
[2]沈金安.改性沥青与SMA路面.北京：人民交通出版社，1999.7
SMA沥青混凝土 篇3
一种引人注目的新型沥青混合料路面结构—SMA, 近年来在国际上出现了。这是一种用沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙, 从而组成一体的沥青混合料。由于SMA具有较好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑和耐久性及表面服务性能等特点。被广泛应用在铺筑新建公路路面层或者旧路面加铺磨耗层使用。
2 SMA沥青混凝土路面施工工艺
SMA的生产施工流程如下:备料、配合比验证调整、沥青混合料生产、混合料运输、摊铺、碾压、保养。
2.1 施工前准备工作
除要进行按普通沥青混合料的常规检查外, 以下几个方面检查和控制方针还要在SMA施工前进行: (1) 必须对木质素纤维严格防潮, 堆放要严密覆盖, 保证其干燥。木质素纤维添加设备加设防雨设施不得受潮, 受潮木质纤维应当废弃不用。木质素纤维添加设备生产前要计量标定, 只有这样填加量的准确性才能保证。 (2) 对材料SMA的要求很严格, 进场的原材料一定要具备材料批次的检验报告, 场内必须配有防尘防雨的措施。 (3) 不低于140℃的改性沥青保温贮存温度, 不低于150℃运输温度, 并不得长时间存放;为防改性沥青离析, 在使用前应对存放一段时间的改性沥青进行搅拌。 (4) 生产时一般控制在170℃~180℃之间的沥青加热温度, 不得太高。 (5) 使用抗剥落剂时要记录, 填加时必须严格按计量进行, 并在充分沥青搅拌均匀后才能使用。
2.2 SMA混合料配合比设计
2.2.1 目标配合比设计
以空隙率、车辙试验为主确定最佳油石比, SMA混合料组成设计按现行规范的马歇尔试验方法进行。
2.2.2 SMA的施工配合比的确定
(1) 各冷料仓的上料比例, 在干拌 (不喷油) 的条件下根据目标配合比做出相应的调整, 须各仓的矿料在经加热后进入拌和锅中拌和后的热料进行筛分验证级配, 在以筛分结果为依据对冷料配比做出合理的调整, 较优热料的级配曲线达到为止, 对于各级矿料, 施工配合比中的与目标配合、比中的会有一些出入。 (2) 通过电脑控制喷油量须按照目标配合比阶段确定的用油量, 喷油试拌应在矿料级配调整好后进行, 马歇尔试验在SMA混合料试拌取样后才能进行, 配合比的可行性以此得到验证, 在施工配合比确定后SMA混合料的生产才能进行。
2.3 SMA的生产拌和
SMA混合料细料少, 矿粉多, 级配为间断级配, 粗粒径多, 这使得集料放料、排料时间长, SMA生产量通常仅有密级配混合料的2/3左右约140~150t/h。与普通沥青混合料不同, SMA混合料的生产具体有如下几点需要注意。 (1) 木质素纤维在拌合楼拌缸中应分散拌匀。沥青混合料干拌的时间延长至10s, 延长至35-45s是加入沥青后的拌和时间, 延长至70-80s总生产时间。 (2) 由于人为因素而少加或多加甚至漏加的现象会在人工添加木质素纤维时易产生, SMA混合料的质量品质从而受到影响。为确保加入纤维剂量准确, 首先应对采用的木质素纤维添加机械在填加前进行标定, 以确定试验设备的加入剂量。控制在设计用量的±10%以内纤维加入量, 并使其它喂料设备与该设备联锁。安排专人在生产期间进行观察, 防止输送管道堵塞或出现未喷现象。 (3) 矿物填料用量方面, SMA混合料与普通沥青混合料相比要大些, 根据设计用量精确均匀地添加, 在储备时要按要求保持干燥。 (4) 与普通沥青混合料相比, 拌和SMA时的温度提高了10℃~20℃左右, 之所以提高了是因为用了SBS改性沥青的缘故。沥青加热温度应控制在170℃~180℃;加热矿料的温度应为185℃~195℃;控制在170℃~180℃混合料出料温度, 不加热矿粉和纤维;超过190℃时的混合料不应使用, 应废弃。与普通沥青混和料生产的温度控制相同, 使用普通重交沥青摊铺SMA面层。 (5) 保证其合适的坚硬的矿物骨架和沥青用量, 沥青含量是SMA混合料要严格控制的。粗骨料之间会因为沥青用量过多而造成分离, 油斑也因此易产生;混合料会因为沥青用量过少变得难以压实, 骨料之间的沥青膜由于过高的空隙率变薄, 会对结构的耐久性造成不利影响。对于实际施工来说, 试验室实时控制SMA混合料每天的沥青用量, 特别要严格控制上午和下午的用量, 每天从后场分别取一组沥青混合料用于马歇尔试验和抽提试验, 不管是沥青混合料的稳定度、空隙率, 还是其油石比, 试验人员必须将每一项技术指标都烂熟于心, 并做出相应的调整。以所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料、混合料拌和均匀、在混合料中纤维均匀分布为度控制SMA混合料出料。 (6) SMA混合料比普通沥青混合料的拌和时间长, 这对于拌和站的产量和实际施工都不利, 而且由于施工组织不到位, 造成施工过程中频繁停机。鉴于SMA混合料的技术要求及运输距离, 出厂后混合料没有沥青析漏现象, 把SMA混合料的出厂温度控制在170℃~180℃之间。 (7) 混合料的运输做为一个中间环节, 若组织不好, 会直接影响到路面的的施工质量。因此, 到施工现场时, 不低于150℃的混合料温度要保证, 摊铺机保证不能因缺料而停机, 摊铺机和运输车的接触次数要减少。
2.4 SMA混合料的摊铺
根据路面宽度、碾压设备以及SMA沥青混合料供料情况, 必要时调整摊铺机速度, 方便以后的碾压作业, 但要注意摊铺作业最好一气呵成, 以免产生质量问题。改性沥青SMA不足15℃的路表温度条件不宜摊铺, 宜为165℃~175℃的混合料摊铺温度;参照试验路的数据来设计SMA的摊铺厚度。摊铺作业严禁在遇雨或下层潮湿时进行。
2.5 碾压SMA混合料
MA混合料的碾压流程相较于一般的沥青混合料来说比较特殊, SMA混合料降温速度很快, 120℃以下的温度环境是凝固的, 摊铺时要将路面整平非常困难, 所以终压和初压的温度分别超过110℃和140℃猜可以正常施工。碾压时必须注意“紧跟、慢压、高频、低幅”几个要点。碾压温度越高, 取得的施工效果越好, 所以完成路面摊铺以后必须立即进入压实阶段。可通过往复错轮的办法碾压SMA混合料, 指派专人实时观察碾压过程, 防止振动压路机作业时沥青泛上来, 同时指挥压路机作业。在碾压施工阶段, 压路机应该保持2~4km/h的速度匀速作业, 而且要经过一遍初压、三遍复压、两遍终压才能达到要求。压路机进行斜向碾压处理横向接缝时, 压路机碾压时位于已压实的面层上, 然后进入新铺的工作面以斜方向进行, 在横缝碾压全部完成后改为纵向碾压。施工超宽段时采用热接缝, 用两台摊铺机处理纵向接缝, 施工过程中, 预留宽约10~20cm的施工缝, 并将其作为以后摊铺时高程的基准面, 再跨缝碾压将施工缝填平。路面在SMA路面碾压成型过程中, 可能有油斑, 若发现有的油斑直径达到了5cm, 可将机制砂撒在出现油斑的路段, 及时碾压。要着重在SMA碾压过程中注意以下几点: (1) 可在钢轮表面采用均匀洒水的方式来避免混合料粘轮, 始终保持钢轮的湿润状态, 可将适量的清洗剂等加入水中。另外, 水量太多会快速降低混合料温度, 所以还要控制洒水量。 (2) 当用压路机碾压相邻碾压带时, 长度30~50m的工作面时应重叠1/3~1/4轮宽。 (3) 当碾压在SMA面层压实度满足施工要求后应立即停止碾压, 否则碾压过度会将沥青玛蹄脂结合料挤压到路表面, 最终影响构造深度。在实际施工过程中必须注意这个问题, 不要过度碾压。 (4) SMA混合料具有很强的粘度, 沥青玛蹄脂为防止被轮胎揉搓而挤到表面或粘轮现象, 应禁止使用轮胎式压路机碾压。 (5) 主要是纤维添加剂拌和不均匀而引起的油斑, 需安排专人检查。如果产生油斑, 应及时掌握碾压遍数、振动力的大小, 同时检查拌和楼沥青计量器的准确性, 过量的用油量也会产生油斑。
2.6 施工质量检测
压实度、表面构造深度和透水性是施工期间项目检测的重点, 这与一般的路面相同。
2.7 开放交通
摊铺层应待完全自然冷却到周围地面温度时, 沥青玛蹄脂混合料路面才可开放交通, 最少24小时。
3 结语
SMA沥青混凝土路面, 在当今的沥青混凝土路面的施工当中应用很广泛, 其优点也得到了业内人士的认可, 但在施工过程中存在一些质量问题, 会影响投入后的使用, 因此, 施工时必须按施工工艺严格施工, 保证SMA沥青混凝土路面的施工质量。
摘要：SMA作为一种新型的沥青混合料, 针对其独特的材料组成及施工生产环节要求较高的特点, 详细说明SMA的施工工艺, 特点, 质量要求等重点, 以保证工程质量。
关键词：SMA沥青混合料,路面施工工艺
参考文献
[1]JTJ036-98:公路改性沥青路面施工技术规范[S].北京人民交通出版社.
[2]JTJ052-93:沥青及沥青混合料实验规程[S].北京人民交通出版社.
SMA沥青混凝土 篇4
关键词：SMA—13；混合料；施工；控制
一、概述
（一）项目背景。京台高速公路山东段是国道主干线北京至福州高速公路的一段，也是山东省“五纵四横一环”综合交通网中的“一纵”，起自鲁冀交界处的主线收费站，终点为鲁苏交界处的主线收费站。本路的开通，为国家的南北方向交通提供了一条主要的快速通道，促进了华北、华东地区经济的交流与发展，对推动山东省经济的发展起到了重要的促进作用。
京台高速公路济南段于2000 年12 月建成通车，随着京台高速公路及京沪高速公路在山东段的全线贯通及与江苏段高速公路的联网，客货车流量迅猛增加，车辆超载严重，路面出现沥青老化、车辙、拥包、泛油、纵裂、横裂、唧泥、沉陷、坑槽、网裂等病害现象。影响了高速公路功能的正常发挥，降低了道路的通行能力，只有进行维修才能满足不断增长的交通量的需求。
（二）青川新型岩沥青简介。新型岩沥青改性沥青采用海瑞集团拥有自主知识产权的新型加工技术，其独特的加工工艺能够将毫米级的颗粒状改性剂加工至微米级，增加反应面积，使改性剂和沥青达到均匀混合不离析的效果，从而提高改性沥青的性能，改进改性沥青的生产、施工和应用效果。新型岩沥青改性沥青混合料具有高温稳定性好、抗水损害能力强、抗老化、抗疲劳等特点，可进一步改善沥青路面的使用性能。
（三）SMA-13混合料的特性。SMA-13混合料路面是一种新型的路面，具有如下特性：（1）造价高，对路基与路面的施工质量要求较高；（2）改性剂必须完全分散在沥青中，才能充分发挥其效能：（3）改性沥青及SMA混合料具有粗集料多，矿粉多，改性沥青结合料多，细集料少，掺纤维稳定剂，材料要求高的特点，特别是对粗集料的坚韧性、颗粒形状和棱角性的要求很高；（4）只有在高温状态下碾压才能达到密实效果，且不产生推拥，这是SMA的一个重要特征；（5）改性沥青及SMA混合料致冷后非常坚硬，强度高。
（四）沥青路面的功能特性。SMA-13混合料路面具有以下功能特性：（1）高温稳定性。（2）低温性能。（3）水稳定性。（4）抗滑性。
二、青川新型岩改性沥青混凝土配合比设计
（一）沥青。配合比采用的沥青为山东高速建设材料有限公司生产的青川新型岩改性沥青，检查的结果为：
技术指标为：针入度（25 ℃，5s，100g）35～50，135℃运动粘度≯3 Pa·s，软化点R&B≥52 ℃，闪点≮260℃，溶解度≮98%。实测沥青技术指标：针入度（25 ℃，5s，100g，0.1mm）41，135℃运动粘度2.4 Pa·s，软化点TR&B为60.5 ℃，闪点318℃，溶解度98.6%。
（二）粗细集料。上面层SMA-13沥青混凝土，配合比设计采用粗集料为昌乐江北建材有限公司生产的10～15mm、章丘普集镇玉岩石料厂生产5～10mm玄武岩；细集料为章丘普集镇玉岩石料厂生产的0～3mm玄武岩。对于粗集料，其基本特点为石质坚硬、耐磨、洁净，不含风化岩粒，形状接近立方体的优质石料（不能采用非坚硬石料，如石灰岩），粒径大于4.75mm。针片状颗粒含量不大于15%。针对采用硅质石英砂岩的，由于石质坚硬，纹理紊乱，破碎集料的几何形状较差，针片状颗粒含量波动较大，石料表面粉尘较多，与沥青的黏附性较差。对于细集料，颗粒级配较好，洁净干燥，小于0.075mm的含量为0.43%，与沥青的黏附性较差。采取了控制其细度摸数为2.0～2.3的措施，在满足混合料级配的前提下，达到有效减少其用量的目的。
（三）填料。配合比采用的填料是济南乾森贸易有限公司生产的矿粉，要求矿粉始终保持干燥不起团，能自由地从矿粉仓中流出，不得使用回收矿粉，为减少粉尘的排出量，在轧制石屑及碎石时，应尽量采用洁净的块石料加工。当使用消石灰粉和水泥改善沥青结合料与集料的粘附性时，其用量不宜超过矿料总质量的2%。
三、青川新型岩改性沥青混凝土室内评价结果
（一）级配选定。生产配合比设计级配，矿料比例为11～15mn碎石：5～11mm碎石：3～5mm碎石：0～3mm石屑：矿粉=33：42：0：14.5：10.5。
（二）最佳油石比确定。在根据目标配比的最佳沥青含量，采用理论计算并结合生产实际预估合适的沥青用量，利用拌和机按正常生产方式拌料、取样，取样进行马歇尔试验，根据马歇尔设计结果和设计指标的要求，采用理论分析再进一步优化设计级配。用该优化的级配进行试验段铺筑，进行相应的体积指标和性能验证，确定最终的级配和最佳沥青含量。
检查指标如下：稳定度要求值为大于6KN，实测值为10.82KN，满足；流值要求值为2—5mm，实测值为2.83mm，满足；孔隙率要求值为3.0—4.5%，实测值为3.4%，满足；矿料间隙率要求值为大于17%，实测值为17.1%，满足；沥青饱和度要求值为75—85%，实测值为79.8%；谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失要求值为小于0.1%，实测值为0.03%，满足；肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验要求值为小于15%，实测值为4.4%，满足。由此可见SMA-13新型青川岩沥青混合料马歇尔技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中“SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求”的要求。
（三）车辙试验。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）对青川岩沥青改性沥青混凝土进行车辙动稳定度试验。试验中采用3个试件，求其平均值为动稳定为4613次/mm。
（四）冻融劈裂试验。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）对新型岩沥青改性沥青混凝土进行冻融劈裂试验。试验中采用8个试块，冻融组的四个试块的劈裂抗拉强度均值為0.905，非冻融组的四个试块的劈裂抗拉强度均值为0.9775，冻融劈裂强度比为92.4%。
（五）青川新型岩沥青改性沥青混凝土配合比设计结论。青川新型岩沥青改性沥青混凝土，马歇尔试验指标符合JTG F40-2004SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求及设计要求；沥青混凝土水稳定性符合JTG F40-2004改性沥青SMA混合料水稳定性检验技术要求；沥青混凝土车辙试验动稳定度符合JTG F40-2004改性沥青SMA混合料车辙试验动稳定度技术要求。
四、结论
2014年8月29日，在京台高速泰安至济南方向K447+810-K448+110超+行1车道铺设了长度为300m的青川新型岩沥青改性沥青混合料试验路，该路段纵坡大于2%。
SMA-13青川新型岩沥青改性沥青混合料试验路段，经室内试验和现场检测，热拌沥青混合料马歇尔试验指标符合JTG F40-2004 SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求；热拌沥青混合料水稳定性符合JTG F40-2004改性沥青混合料水稳定性检验技术要求；热拌沥青混合料车辙试验动稳定度符合JTG F40-2004改性沥青混合料SMA车辙试验动稳定度技术要求及设计文件技术要求；热拌沥青混合料矿料级配、沥青含量满足JTG F40-2004热拌沥青混合料的质量要求；沥青路面芯样厚度、压实度和渗水系数满足JTG F40-2004公路热拌沥青混合料路面施工过程中工程质量的控制标准的要求，构造深度、平整度满足设计文件要求。
参考文献：
[1]公路工程质量通病防治指南[M]，北京：人民交通出版社，2002。
[2]高速公路路面设计与施工[M]，北京：人民交通出版社，2001。
[3]公路路基路面现场测试规程JTJ059-95 [S]，北京：人民交通出版社，1995。
[4]公路工程石料试验规程JTJ-054-94 [S]， 北京：人民交通出版社，1994。
[5]公路沥青路面设计规范JTGD 50-2004 [S]，北京：人民交通出版社，2004。
SMA沥青混凝土 篇5
车辙是车辆长时间在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。随着我国高等级道路交通量不断增长、轴载的日渐增大和行车的渠道化, 路面车辙已成为影响路面使用性能的主要病害。据调查统计, 高速公路路面维修和罩面的原因, 80%以上是由于车辙引起的。
路面车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标。路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。路面车辙深度的检测能为决策者提供重要的信息, 使决策者能为路面的维修、养护及翻修等作出优化决策。为了减少和避免车辙病害的出现, 提高路面的高温稳定性及抗滑性能, 我国已经进入了大面积推广应用SMA路面的阶段。
SMA路面作为一种新型路面结构, 其材料品质和质量控制方面比普通类型路面要求严格。SMA沥青混合料在使用过程中, 也遇到了被当前国内外视为普遍存在的路面抗滑性的技术难题。部分路段在碾压过程中出现了不同程度的沥青上移现象, 从而导致路面的构造深度和摩擦系数的明显衰减, 路面抗滑性能有所下降, 为日后车辙产生埋下了隐患。
1 车辙形成原因分析
车辙分为四种类型:磨耗型车辙、结构型车辙、失稳型车辙、压密型车辙。
其中压密型车辙是由于路面施工时碾压不足, 开放交通后被车辆压密而形成车辙, 这类车辙如果是由于路面施工质量控制不严造成的非正常病害, 一般在讨论车辙时, 多不考虑。其他三类车辙均是由于交通荷载和环境条件的综合作用下形成的, 环境条件包括:基层等路面结构层或路基强度不足、气温过高时导致沥青混合料永久变形, 以及冬季的路面铺撒防滑料等条件。
另外值得一提的是, 水损害也是产生严重车辙的重要因素之一。由于水的侵蚀, 导致沥青与集料脱离, 是路面出现麻面、松散、坑洞等病害, 导致沥青混合料出现软化和剥落。在车轮的碾压下, 混合料因抗剪强度不足, 产生侧向流动形变, 产生严重的车辙。
为了更好的预防和减少车辙, 在路面施工过程中必须严格控制原材料、混合料及路面摊铺碾压时的质量。由于SMA混合料在施工中的变易性比较大, 通常的情况是SMA骨架型混合料可能存在的问题。往往与材料、配合比设计及施工管理等诸多因素有很大的关系。
1.1 粗细集料的因素
粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石, 粒径大于4.75mm, 粗集料必须采用反击式破碎机轧制的玄武岩碎石。细集料最好采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的机制砂。
我们在试验中研究发现, 沥青混合料对粗细集料的外观要求是:对于表面粗糙洁净的集料, 它的形状越接近立方体, 嵌挤能力就越强, 同沥青的结合越好。而SMA路面中广泛采用的玄武岩则因受石质和轧制机械的制约, 外观呈立方体的较少, 细长扁平含量较多, 集料间的嵌挤能力差, 在行车荷载作用下矿料间隙率容易降低, 导致混合料的稳定性不足。再者矿料表面如果不是很洁净, 它同沥青的粘结力就会较差, 在这种情况下, 路面一旦受到水损害, 沥青膜很容易脱落, 当受到外力作用时, 沥青就会向上迁移及至车辙。
1.2 配合比偏差
在油石比检测中, 用燃烧法沥青含量测试仪检测油石比及筛分试验可看出, 有超出设计沥青用量范围值, 这是造成可能出现车辙的主要原因。受拌和设备的制约, 通常拌和设备的沥青计量仪表指示同实际用量经常出现误差, 矿粉填加量难以达到设计的要求, 生产配合比的矿料级配同目标配合比设计仍有差距, 特别是矿粉填加量不足, 粗集料偏多、细集料偏少, 从而导致矿料总体比表面积减少, 沥青增多, 高温季节在行车荷载作用下, 游离沥青很容易被挤出。游离出的沥青在很大程度上起到润滑剂的作用, 在车辆荷载的作用下导致矿料滑动。
2 试验分析
高温稳定性是沥青混合料的重要性能。我国规范中评价沥青混合料高温性能的指标为车辙动稳定度试验。
2.1 浸水车辙试验
浸水车辙试验是一种正在探索中的用于评价沥青混合料水稳性的试验方法, 通常以混合料出现破坏所需的时间作为衡量剥落的指标。试验主要检验不同的集料品种、不同的沥青品种和不同的油石比对沥青路面车辙的影响。
常用浸水车辙试验有两种方式:一种是将试件放在60℃空气中保温6~12h, 再放入60℃ (或50℃) 恒温水槽中进行浸水车辙试验;另一种是先将试件放入放入60℃ (或50℃) 恒温水槽中饱水6h后, 再进行浸水车辙试验。根据浸水车辙试验的试验步骤, 再借鉴残留稳定度的试验方法, 同时考虑混合料水损坏的外界影响因素, 本试验用条件试件 (浸水试件) 与标准试件的辙槽深度或发展趋势的对比关系作为评价指标, 来表征沥青混合料的水稳定性。通过大量的室内试验, 对沥青混合料高温性能进行了比较分析及有关沥青路面车辙预防方法的研究。
2.2 试验结果分析
通过试验数据, 可以得出如下结论:
(1) 在车轮的作用下, 抗剪切变形能力下降, 变形增长速度在逐渐上升。
(2) 浸水车辙试验是考虑到交通影响的水稳性试验方法。这与浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验的试验结果有很好的一致性。证明了大交通量道路的剥落损坏和相同材料的浸水车辙试验的结果之间存在很好的相应关系。所以, 利用浸水车辙试验来评价沥青混合料的水稳性是行之有效的。
(3) 试验证明了沥青膜厚度与水稳性的关系, 即沥青膜越厚, 水稳性越好。
(4) 沥青混合料配合比设计要同时注意材料的抗车辙能力及抗剪切流动特性。级配曲线及配合比应具有良好的抗车辙能力及整体强度。
3 预防措施
结合SMA混合料的组成特点及路用性能, 为了保证沥青与矿粉、木质纤维形成的玛蹄脂有效填充粗集料骨架的间隙, 避免沥青向上迁移形成泛油现象, 从而提高SMA路面的高温稳定性及抗车辙能力, 满足SMA路面的使用性能。我们应重点注意以下几点:
(1) 选择优质原材料。SMA之所以能够有较大的构造深度, 主要来源于其石料嵌挤结构和粗集料的棱角。所以, 在施工中必须采用坚韧、粗糙、有棱角的玄武岩碎石并采用大型反击式破碎机破碎。严格控制集料的扁干颗粒含量, 以减小石料的针片状含量, 从而增加了粗集料之间的嵌挤能力, 提高SMA的高温稳定性。细集料采用坚硬岩石反复破碎制成的机制砂, 具有良好的棱角性和嵌挤性能, 对提高混合料的高温稳定性也有好处。矿粉采用石灰石磨细的矿粉, 沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜, 才能对其他粗、细集料产生吸附作用。因此矿粉的质量尤为重要。另外, 粗集料在使用前最好经过水洗。
(2) 控制拌和质量。由于改性沥青的粘度的增大, 保证较高的施工温度成了施工中的最重要的技术关键。SMA改性沥青混凝土在拌和时加入的矿粉及纤维数量很大, 如果温度不够高就不能充分拌和均匀, 造成铺筑的SMA表面有油斑, 影响抗滑性。为了提高混合料的拌和质量, 在混合料的拌和过程中, 必须严格控制沥青的加热温度和矿粉的加热温度, 同时增加拌和时间, SMA混合料总的拌和时间控制在60s。一般干拌15s (且加入木质纤维后的干拌时间不小于8s) 湿拌45s, 以使混合料拌和均匀, 并使木质纤维在混合料中均匀分布, 以充分发挥木质纤维的作用, 避免车辙的发生。强化施工管理及质量控制, 严格执行公路沥青路面施工技术规范及有关SMA施工技术规程, 拌和设备要进行准确的调试, 其计量部分必须定期标定, 否则再好的目标配合比设计也无法转变成符合设计要求的生产配合比。
(3) 沥青的选择。根据当地的气象资料计算出该路段所在地区的最高路面温度和最底路面温度, 结合气候条件和交通量的大小, 选用改性沥青作为沥青胶结料, 提高SMA路面的高温稳定性及抗车辙能力。为了保证沥青与矿粉、木质纤维形成的玛蹄脂有效填充粗集料骨架的间隙, 避免沥青向上迁移形成泛油现象, 要特别防止玛蹄脂过量和通车后逐步泛油, 使构造深度丧失。
(4) 纤维稳定剂使用。加入纤维稳定剂不仅起到加筋作用, 更关键作用在于充分吸附表面沥青及吸收内部沥青, 使胶团适当分散, 增加沥青用量, 促成沥青油膜变厚, 尤其是对高温稳定性和提高粘结力也有好处。纤维使沥青膜处于比较稳定的状态, 通过油膜的粘附性, 增强沥青与集料之间的粘结力。从防止析漏的角度出发, 纤维的效果比聚合物改性剂要好的多。但对抗车辙能力来说, 纤维的作用远不如集合物改性剂。
(5) 严格控制SMA混合料碾压。SMA混合料必须采用刚性碾压, 不容许采用轮胎压路机碾压。因为轮胎压路机的揉搓将使沥青玛蹄脂上浮, 造成构造深度降低甚至泛油。对SMA混合料结构来说, 过度碾压或压实温度过高是个大忌。过度碾压会使SMA表面层出现弹簧难以压实, 无法稳定, 也会导致沥青向上迁移, 在施工时出现泛油迹象, 从而导致结构最终破坏。
结束语:随着SMA这种路面结构在我国各地区的进一步推广, 必将在我国的道路建设中发挥更重要的作用, 而对于SMA沥青混凝土路面车辙的控制和防治是目前迫切需要解决的问题, 必须给予充分的关注。
摘要：通过对SMA沥青路面车辙成因的分析, 从原材料和配合比试验的角度提出预防SMA沥青路面车辙的相应措施。
SMA沥青混凝土 篇6
评判高级路面质量的重要标准是平整度。目前，高等级公路建设力度正随着社会经济发展需求的不断增加而呈现上升趋势，人们对车辆通行的安全性、耐久性和舒适度的要求也随之增加。以下结合铁岭毛家店至朝阳三十家子高速公路项目阜新至朝阳段路面工程，谈谈如何控制SMA路面的平整度。
1 影响SMA路面平整度的因素分析
SMA属一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉、少量的细集料构成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。SMA的特性如下： (1) 对路基和路面的施工质量要求严格，而且造价高。 (2) 改性沥青及SMA混合料具有粗集料多，矿粉多，特别是对粗集料的坚韧性、颗粒形状和棱角性的要求很高。 (3) 要达到密实效果须在高温状态下碾压，且不产生推拥。 (4) 致冷后非常坚硬，强度高。
与普通沥青混凝土相比SMA的特性决定了其施工特殊性，通过对其特殊的施工工艺进行分析从而加强施工中每一环节的检测控制与管理，主要影响路面平整因素有： (1) 下承层的施工质量的好坏。路基、下承层结构无论是在强度上还是密实度，都达不到设计要求，而且常出现路面沉陷问题，破坏路面结构的稳定性，下承层的高程误差、平整度均通过结构层下到上逐层累加，影响到沥青混凝土路面的平整度。 (2) 混合料和原材料的质量。混合料和原材料的质量能够得到保证，SMA面层的完整性和强度才能得到保证。 (3) 机械配置和机械设备及施工工艺。改性沥青是通过高温剪切和胶体磨的特殊加工方法制作而成，需要很长的一段时间进行拌合，生产率不高，混合料粘度较大，混合科冷却结硬后强度高，而且对现场温度有严格的要求，只有通过合理的施工工艺及机械配置保证其密实度和平整度，来充分发挥SMA粗集料的嵌挤作用。 (4) 施工人员整体的素质和责任感。充分调动施工人员的积极主动性，检测控制和管理力度在施工中得到了加强，才能充分发挥出先进的工艺流程、技术设备及机械配置这一组合的最佳功效。
2 SMA路面平整度的控制举措
2.1 加强路基与路面下承层的施工质量控制
保证路基结构整体的强度和密实度以及填土的均匀性;采取正确的台背、涵、墙背回填与软基处理议案，缩小其过渡段的工后沉降差;通过一定的技术措施，避免路基被水浸泡或结构遭到破坏，从而保证路基性能稳定。
2.2 混合料和原材料质量的控制
按有关规范和标准对原材料进行试验，提高施工中抽检次数和试验自检，确保后材料质量能够稳定。利用抽提试验及马歇尔试验来确定沥青用量、混合料的密度和矿料级配等指标，同时对其流值、稳定度进行检测;用温度检测对SMA生产的四大温度(沥青加热温度160～165℃，改性沥青制作温度165～170℃，改性沥青最高加工温度175℃，集料加热温度190～200℃)进行控制，确保混合料的质量。
2.3 加强施工工艺和机械配置的控制
2.3.1 摊铺
禁止随意变换速度或中途停顿，应做到均匀、缓慢、连续不间断地摊铺。
(1) 保证平整度的一个重要方面是运料车与摊铺机地配合，必须防止料车将料洒到中面层上或撞击摊铺机。卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前进，卸料完毕后，即驶离摊铺机，在摊销机前10～20m处运料车应停住并挂空档。由于SMA生产时拌和机生产率降低，摊铺速度通常在3m/m in～4m/m in，甚至可放慢到1m/m in～2m/m in，这就要求机手应具有较高的操作水平，保证其匀速、不间断地连续摊铺，既提高平整度又能保证压实度。 (2) ABG摊铺机两侧各安装了一台浮动基准梁找平装置(美国BLAW/KHOX公司引进)。这个装置的长度为16.7米，前端有2*12个能够上下伸缩的“雪橇”板，在下表面拖动滑行，构成下层基准面。后端有2*8对橡胶轮(可上下伸缩)，行驶在摊铺后的混合料表面，构成摊铺后的上基准面。自动找平装置通过两个基准面的高差来确定摊铺厚度。局部不平整对摊铺厚度的影响也可通过自由伸缩的橡胶轮、雪橇板来改善。 (3) 摊铺机刮料输送器通过闸门和螺旋摊铺器两者相匹配的工作速度，供料和向两侧布料。控制平整度的又一关键是，在发生短暂性断料时，摊销机应保持正常运转，停止振捣，接通熨平板加热器，保证SMA摊铺与碾压符合高温条件的要求。 (4) 提高摊铺过程中的预压密实度。高温状态下的SMA混合料主要靠粗集料的嵌挤作用，在摊铺机夯锤振捣与熨平板的共同作用下，适当提高夯锤的振捣频率，通常可达到85%以上的预压效果。这样，剩余的压实系数很小，初压的痕迹也很小，从而保证了路面的最后平整度。
2.3.2 碾压
SMA路面最好能够采用刚性碾压，并严格控制好碾压过程中的碾压温度，初压(温度≥150℃)、次压(温度≥130℃)和终压(温度≥120℃)。本工程采用INGERSOLLRAND振动压路机，其振动力大、幅度宽，碾压3～4遍。遵循以上原则，充分解决了密实度与平整度的矛盾。
(1) 与一般沥青混合料碾压方式最大的区别，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”碾压八字方针进行碾压。压路机必须紧跟在摊铺机后面，碾压终了温度应不低于120℃;慢压通常要求的碾压速度不要超过4km/h到6km/h;高频和低幅方式对提高SMA的压实度具有重要的作用，大振幅会使石料压碎或者马蹄脂上浮，造成碾压过度而产生“过碾压弹簧”现象。所以碾压八字方针也是保证改性沥青及SMA路面平整的重要因素。 (2) 该工程采用双驱双振inge rs ollrand压路机，既能保证碾压后不产生波浪，又可以消除轮迹。初压时确保让从动轮在后，避免温度高轮前留下波浪，影响平整度;终压可以用光轮压路机来消除轮迹。 (3) 在摊铺机和压路机难以正常操作的部位(桥梁、涵洞构造物的接头处等)，要辅以小型机械或人工操作快速进行，保证其施工温度。
2.3.3 接缝处理
路面平整度也会受到接缝质量的影响。由于冷却后的SMA混合料非常坚硬，为使路面平整度满足设计规范，一般将其切割成垂直面，结束SMA路面施工后，注意要在其冷却前完成切割。可参照以下步骤进行切割：将3米直尺沿路线纵向靠在已施工段的端都，伸出端部的直尺要呈悬臂状;将接缝部位定在已施工路面脱离直尺的一点上，采用锯缝机割齐后将废料清理干净，然后用水冲洗接缝部位;进行下一次施工搭机前，涂刷粘层油，再开始混合料的铺筑。
2.3.4 机械配置证。
先进的机械设备和合理的机械配置，是路面施工连续作业与提高平整度的重要保该工程所采用德国的PARIG/M2000型拌和设备，在施工过程中，通过电脑自动化对各项参数进行合理的调控，确保混合料能够连续生产，进而保证路面质量及其稳定性;采用进口的全幅式ABG摊铺机和美国进口的INGERSollRAND双驱双振压路机开展摊铺作业。
2.4 提高施工人员素质和责任心
在SMA路面施工中，施工人员应具有高度的责任感，按施工规范施工;现场技术员，质检员切实发挥出应有的作用，对混合料的拌和、运输、摊铺、碾压、接缝处理等一系列程序，设立质量监督小组实施层层监督，通过学习提高施工人员的素质和责任心。
3 结束语
总而言之，控制SMA路面平整度，以确保路基稳定和施工质量为前提，从下承层的平整度控制、原材料及混合料的质量控制、施工工艺和机械配置、操作人员的技术水平和专业素质为出发点，注重摊铺、碾压和接缝处理等环节的施工质量，并配备先进的机械设备及施工工艺，最大限度的发挥工人的积极性和主动性。为确保路面平整度满足设计要求，还要学习和借鉴国际先进的技术措施及工艺流程。
摘要：本文分析了SMA路面不平整产生的原因, 并提出采取相应措施。
浅谈SMA沥青施工质量控制 篇7
常熟市三环路快速化改造工程是对现有的三环路进行快速化改造, 主线设计车速80公里/小时, 地面辅道设计40公里/小时, 上下匝道设计车速40公里/小时。采用沥青玛蹄脂碎石混合料路面施工。
2 SMA 级配组成特点
SMA是由碎石粗集料为骨架, 细集料、矿粉、沥青、纤维稳定剂混合物为玛蹄脂, 由玛蹄脂填充碎石粗集料之间的空隙形成的骨架嵌挤型密实结构混合料, 类似于我国的沥青碎石混合料中用丰富的玛蹄脂填充的情况。因此, SMA的颗粒组成具有以下特点。
2.1 粗骨料多
SMA的级配特点之一就是骨料多, 一般SMA材料中, 4.75 mm以上的骨料占70% , 与沥青碎石相近, 比传统的AC多20%~ 25% , 其中9.5 mm以上的占35% 。正是由于SMA粗骨料多, 使其形成骨架嵌挤型结构, 因此SMA混合料具有抵抗高温变形的特点。
2.2 矿粉多
SMA的混合料小于0. 075 mm的含量为8% ~12% 。因主骨架为粗集料, 且为密实型结构, 主骨架之间的空隙需由矿粉、沥青、纤维稳定剂混合料填充密实, 因此, 必须得有足够量的矿粉, 才足以填充空隙, 保证空气体积率及泌水性。SMA的粉胶比较大, 远超过通常的1.2, 达1.8~2.0。
2.3 沥青
填充主骨架间隙的玛蹄脂由细集料、矿粉、沥青、纤维稳定剂组成。因矿粉含量高, 且添加了高吸油率的纤维稳定剂, 因此SMA的沥青含量高, 比普通沥青混合料要高1%以上, 才能保证集料之间的粘结及沥青油膜厚度。
2.4 细料少
SMA结构中0.6~0.075mm料的用量较少, 通常为6% ~9% 。
2.5 掺加纤维稳定剂
SMA混合料中加入纤维稳定剂的作用在于充分吸附沥青, 从而使沥青用量增加, 沥青油膜变厚, 提高混合料的耐久性。
3 SMA 原材料质量控制
SMA路面能否达到预期的性能在很大程度上取决于粗集料的嵌挤作用。因此粗集料必须具有较好的韧性、强度、坚固性、耐磨性、集料的颗粒形状和棱角性的优质石料, 严格限制集料的扁平颗粒含量;细集料通常采用高强材料制作的机制砂, 并要求起具体有良好的棱角性和坚固性并严格控制起含泥量;矿粉采用石灰石制成, 不得含有泥土和有机矿物制。
4 配合比设计
材料选定后, 关键的一个工作就是配合比设计, 配合比设计必须选择合理的级配及沥青用量, 才能铺筑出性能优良的SMA路面。配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法进行, 遵循热拌沥青混合料配合比设计方法即通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段, 确定各规格集料的比例、矿料级配和最佳沥青用量。
(1) 选定符合要求的沥青、粗集料、细集料和矿粉。
(2) 确定矿料配合比, 根据选定的混合料矿料级配范围 (曲线) 及各原材料矿料实际粒径级配, 计算出各种矿料用量百分比, 使初配的矿料粒径, 基本接近级配曲线的中值。
(3) 确定沥青用量, 先按沥青参考用量选定一接近中值的百分比作为基准组, 再上下变化两组沥青用量。对于SMA每组间隔0.5%, 共5组, 每组按照要求测定其沥青混合料的实际性质。选取符合各项要求的配合比作为适用的配合比。如符合各项要求的组数大于一组时, 可根据实际情况选定, 如五组均不能符合要求, 则需另配。沥青最小用量为6%。
(4) SMA经马歇尔实验确定的结合料用量宜采用《公路工程沥青混合料试验规程》 (JTJ052) 中的“谢伦堡沥青析漏试验”及“肯塔堡沥青混合料飞散试验方法”进行检验;如不符合, 应调整结合料用量或重新进行混合料设计。
(5) 试拌复核。根据上述选定的配合比, 在生产厂内实际试制, 使测试件符合各项指标, 必要时可略作调整, 作为生产用配合比。
5 SMA 施工质量控制
5.1 施工温度
SMA沥青结合料一般均采用改性沥青, 因此, 和所有改性沥青混合料一样, 保证较高的温度是施工质量控制的第一要素。由于改性沥青的粘度增大, 如果温度不够, 摊铺无法平整, 碾压达不到规定的压实度, 空气体积率达不到规定的要求, SMA的各项性能指标将受到严重影响。
改性沥青应随配随用, 不宜长时间存放。改性沥青的加热温度控制在170~180℃。沥青混合料拌和机在拌和时, 集料的烘干温度应控制在180~190℃, 成品料温度应控制在170~180℃。
5.2 摊铺
5.2.1由于SMA粘度较高, 摊铺阻力比普通热拌沥青混合料大, 而轮胎式摊铺机容易打滑, 所以一般采用履带式摊铺机摊铺, 采用非接触式平衡梁自动找平控制方式, 并适当减小摊铺宽度。
5.2.2摊铺机的摊铺速度应与沥青混合料拌和楼产量相协调, 不宜超过3~4m/min, 必要时可放慢到1~2m/min。一般在摊铺机前至少要有3辆运料车等候, 保证摊铺机匀速、不间断地摊铺。
5.3 碾压成型
SMA路面压实工艺特别有讲究, 碾压温度、机具选择、压实度的控制等方面均有较高要求, 一旦确定为成功的碾压组合, 就不得随意改动。
SMA混合料的压实要在摊铺后紧接着进行。压路机选用8 t双钢轮压路机, 碾压自路边压向路中, 碾压顺序为:接缝处预压→全路初压→全路复压→全路终压。初压2遍, 复压1遍, 终压1遍, 每次来回轨迹重叠, 压路机重叠30 cm左右。
压路机要紧跟在摊铺机后面碾压, 在终压温度 (大于120℃) 前消除全部轨迹, 路面一旦达到压实度即停止压路机作业, 以免过度碾压导致沥青马蹄脂结合料被挤压到路表面, 影响构造深度。
(1) 碾压温度
改性沥青与非改性沥青在施工控制上最大的区别就是温度要求较高。因为改性沥青粘度较大, 碾压成型必须在较高的温度下进行, 如果碾压温度得不到保证, 平整度、压实度、空气体积率等无法得到保证, 甚至出现颗粒结构达不到设计的组合, 在后期行车荷载作用下产生石料折断重新排列而造成沥青混凝土路面损坏的现象。因此, 碾压温度特别重要, 除了摊铺温度必须得到保证以外, 压路机数量必须足够, 并紧跟摊铺机及时碾压。
(2) 机具选择
SMA路面压实, 必须采用双钢轮碾压, 一般不使用胶轮压路机搓揉, 并控制振动频率及振动碾压的遍数。胶轮压路机搓揉及过度振动, 会使粗骨料下沉, 玛蹄脂上浮, 造成构造深度降低, 甚至泛油的现象。振动应采用高频低幅, 振动碾压遍数以2~3遍为宜, 不得多震。
5.4 接缝
SMA混合料的铺筑应尽可能避免产生纵向接缝, 横向施工接缝应采用平接缝, 纵向接缝必须是热接缝。由于合料的温度较高, 因此只要在先铺的沥青混合料一边压实时预留一定的宽度, 待后面的摊铺完成后一起压实既可, 特殊情况采取相应措施。横向接缝一般不可避免, 施工完毕, 混合料未冷却前, 完成切割工作, 切割范围应用3m直尺检测, 保证平整度以及厚度, 新混合料摊铺前清洗接缝, 涂抹粘层油, 接缝处碾压应尽快处理, 先纵向在5~10cm范围内来回碾压, 在横向碾压范围2~4m, 然后正常碾压。
6 小结
SMA沥青混合料比一般热拌沥青优点相对明显, 被广泛用于道路路面工程。但在拌和、摊铺、碾压还是在温度控制方面, 都有相当严格的要求, 因此, 在施工的时候应从原材料, 配合比, 施工质量抓起。保证施工质量。
摘要：沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA) 是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛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。SMA路面结构不仅在高温、重载时的车辙变形量低, 而且低温性能良好。本文结合具体工程项目, 对SMA沥青施工质量控制进行研究。
关键词：SMA,施工,质量
参考文献
[1]沈金安.改性沥青与SMA路面[M].北京:人民交通出版社.
浅谈SMA沥青路面施工工艺 篇8
关键词：SMA,施工工艺,质量控制
0 引言
沥青玛蹄脂碎石混合料系一种由改性沥青, 纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料骨架间隙组成的嵌挤密实结构沥青混合料。从60年代中期德国成功投建第一条SMA路面开始, 这种路面结构就开始在全世界范围内的道路交通系统中逐渐普及。在1992年, 中国在首都机场高速公路工程中首次运用了改性沥青、SMA技术, 之后发展至今, SMA路面依然成为高速公路是公共领域常用的道路结构。2004年9月4日, 我国交通部发布了《公路沥青路面施工技术规范》 (JTGF40—2004) , 将SMA路面相关的配合比设计、质量标准等纳入新规范之中, 足以体现我国对这种路面给予了较高的关注度。而SMA路面较好的抗车辙、抗裂、抗滑、不透水及耐久性等特性在多年的发展和应用中也得到了充分验证。目前这种路面被广泛应用在国内高速公路、高等级城市干道、机场和桥面铺装等重交通路面工程中。
1 SMA的性能机理
1.1
SMA的级配结构中, 粗集料的配比超过了七成, 颗粒与颗粒之间具有较好的嵌挤作用, 能够抵御一定程度的荷载变形。而且在高温环境中, 其抵御荷载变形的能力并不会因为沥青玛蹄脂粘度下降而降低, 这是SMA路面具有高温抗车辙性能的主要原因。
1.2
SMA使用矿粉掺量基本在8%~12%之间, 沥青掺量为5.5%~6.5%, 比密级配沥青高1个百分点。并且SMA混合料中掺有纤维作稳定剂, 由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面, 能够缩小填集之间的间隙。在低温环境中, 大部分混合料易温缩变形, 但是SMA沥青玛蹄脂依然可保持较好的粘结度, 能够提高路面结构的柔韧性, 从而避免路面在低温条件下收缩变形甚至开裂。如果再掺加一部分改性沥青, 则其低温抗裂性能会进一步提高。
1.3
SMA混合料的内部空隙率基本不超过4%左右, 混合料内部的水属于毛细水形态, 不容易成为动力水, 而且混合料因其具有较好的粘性, 所以几乎不渗水。混合料加上玛蹄脂和集料的结合力好, 混合料的水稳定性有较大改善。
1.4
SMA混合料中掺入的都是质地坚硬、耐磨性良好的石材, 矿料中掺有大量粗集料, 间接级配。采用这种混合料铺筑的路面, 其表面的空隙较大, 构造有一定深度, 这大大提高了路面的抗滑性, 在降雨天气行车路面不会出现严重的水漂现象, 因此说这种路面构造兼抗滑性和耐久性的功能特点, 雨天行车时路面也不会出现水化飞溅而产生水雾, 同时也对路面进行了有效降噪, 提升了路面行车的安全性和舒适度。
1.5
SMA的混合料内含丰富的玛蹄脂, 集料间的空隙率很小, 使得沥青与空气不会过多接触, 因而路面具有一定的耐老化特性。
1.6
SMA路面具有较高的密水性, 能够隔水保护其下步的沥青层和基层, 对于维持路面整体的强度和稳定性大有裨益。
2 SMA的施工控制
2.1 施工前的准备工作
(1) 定期检查集料的品类、规格、颗粒大小及颗粒形状、含泥量、风化石含量等, 如果颗粒质量达不到摊铺要求, 就需要通过筛分实验进行合理调整。 (2) 定期检查矿粉色泽, 颗粒之间是否结块, 是否掺杂着粗颗粒等等。 (3) 根据质量标准对进场的材料进行严格的复检, 严禁使用劣质材料。工前必须硬化处理堆料场的地面, 以防混合料中掺入砂石等碎料。分类隔离存放规格不同的混合料, 分类牌上明确标示混合料的规格、型号等重要参数, 以免其相互混杂而用错料。 (4) 木质素纤维不宜露天存放, 且不宜存放在易受潮的环境中。专门用来添加的木质素纤维的设备须严格计量标定, 并且要保持干燥。
2.2 改性沥青的储运要求
基于相关规范要求, 改性沥青出厂时装车温度最低要达到160℃, 运输途中的温度应该保持在140℃以上, 运抵搅拌厂后应及时泵送至专用储存罐内妥善保存。由于这种沥青颗粒之间粘度较好, 容易结块堵塞管路, 因此存放时应维持在一定的温度范围内。另外, 要用安装在储存罐顶部或储存罐中自带的搅拌器定时搅拌, 搅拌频率为3小时1次, 并且每次要持续搅拌20分钟, 使沥青保持良好的均匀性。完成当天的工作内容后, 罐中尽量不留沥青, 或者将将罐中沥青注满, 以防混合料与空气过多接触性能逐渐老化。
2.3 SMA混合料的拌合
生产SMA应采用间歇式沥青拌和机, 生产能力要满足路面摊铺的要求, 保证摊铺的连续性, SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是:
(1) SMA的木质素纤维一定要采用干拌的方式分散拌匀, 干拌时间延长5~15s, 掺加沥青后干拌时间延长5~10s, 总生产时间延长15~25s。 (2) 为了防止沥青离析, SMA不宜在贮料仓内存放过久, 且存放数量不宜过多。 (3) 人工添加木质素纤维时存在人为误操作的风险, 比如因人为操作不当导致添加量不足或者添加量过多, 都可能造成SMA质量达不到预期。故建议用机械添加, 利用风送机将纤维分散, 再吹入拌合锅里, 采用机械添加木质素纤维应防止输送管道堵塞。 (4) SMA中添加了SBS改性沥青, 其拌和温度比普通沥青混合料高10~20℃。沥青加热时温度必须达到170~180℃;矿料加热时温度也要达到185℃~195℃;矿粉、纤维无需加热;出料时, 混合料的温度不得低于170℃, 最高不能高于185℃, 所以出料前必须进行温度检测, 同时用帆布覆盖保温, 当出料温度高于195℃以后, 或者发现有花白料, 必须废弃重拌。
2.4 SMA混合料的运输
(1) 运料车的数量必须满足需要, 车辆过少不能保证摊铺的连续性, 过多则造成积压使混合料的温度降低, 影响摊铺质量, 车况应保持良好, 以确保随时调用。 (2) 在装料过程中, 为防止混合料离析, 运料车应该保持小幅度的前后移动。 (3) 运料途中, 运输混合料的车辆必须覆盖, 防止风吹、日晒、雨淋、污染等, 必要时加盖保温层。 (4) 运料车辆在摊铺机前0.3米左右处停放, 空档停车使其由摊铺机推动渐进, 严禁碰撞摊铺机, 确保摊铺的平整度。
2.5 SMA的摊铺和碾压成型
由于使用SBS改性沥青及纤维稳定剂, 混合料摊铺温度宜为160~180℃, 摊铺时不得使用低于140℃的混合料。另外, 改性沥青SMA不适用于10℃以下的摊铺环境;摊铺前先进行摊铺试验, 确定最佳松铺系数 (一般为1.15~1.20) , 再根据摊铺试验所确定各项参数进行全路段的摊铺作业。
摊铺完成后, 按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的技术要求, 以2~4km/h的速度进行分段碾压, 而且要先初压, 再复压, 最后终压。
初压:总的原则是少量洒水, 维持高温, 梯队迭进, 不能出现推移、开裂等问题。温度下降随着逐步碾压而减缓。摊铺后, 初压前每分钟温度会降低4~5℃, 因此压入机应该紧随在摊铺机后方, 力求在混合料摊铺成型后能够及时进行初压, 且初压温度不得低于150℃。
复压:初压后及时进行复压。基本要求是在不压碎集料的前提下达到设计的压实度。对此建议使用重型振动压路机, 碾压遍数在3~4遍为宜, 压实温度最低不得低于140℃, 同时不得高于150℃。另外, 要不定时用直尺量测路面的平整度, 不合格处采用6T~8T钢轮相振动压路机进行二次整平。
终压:复压后须通过1遍刚性碾压来消除轮迹, 中途压路机不得出现振动、急停等问题。在实际作业中, 压实温度最低110℃, 最高不得超过130℃。碾压时, 用振动压路机碾压高温SMA沥青混合料不会推拥, 并且经压实的路面有一定的构造深度 (实际检测后的构造深度基本在0.9~1.25之间) , 并且具有较强的抗渗性。
2.6 接缝处理
(1) SMA沥青混合料应该一次摊铺成型, 不建议中途停工, 以免产生冷接缝。
(2) 对于横向施工缝一定要认真处理, 否则会破坏路面平整度, 进而影响行车体验。横向接缝最好是横向平接缝, 工后用直尺检查, 超过3mm的部分尽量在沥青冷凝前切除, 切缝后必须清理干净, 铺筑新混合料前先刷结合油。
3 施工中的常见问题及处理措施
3.1
对于SMA路面来说, 集料本身具有较高的粘度, 使得混合料在摊铺后容易压实, 但是粗集料之间有一层沥青结合膜, 沥青加热后, 结合膜软化并且变得润滑, 在温度降低后才可稳定。因此高温条件下碾压沥青混合料时, 由于集料之间的结合膜软化影响集料之间的粘结性, 使其无法达到稳定状态, 因此即便经过多次碾压, 总会出现集料位移的现象, 碾压时集料向下走, 玛蹄脂会逐渐上浮, 集料无法稳定。对此, SMA沥青混合料在碾压阶段容易过碾压。
3.2 出现油斑在SMA路面摊铺成型过程中或通车后出现油斑也是常见的一种病害。
产生油斑的原因有以下几点:
(1) 运输距离较远, 混合料中骨料与沥青产生离析。
(2) 纤维掺加剂拌合不均匀, 常出现在人工添加纤维的过程中, 人工添加纤维不能很均匀, 不能保证在同一时间投入, 由于漏投、少投、晚投纤维, 干拌时间不够, 纤维没有充分分散, 沥青用量不会均匀。另外一个原因是纤维稳定剂数量不够, 材料出现离析, 沥青用量不均匀, 过多或过少, 经过一段时间的行车使用, 就会出现沥青集中处出现油斑。要预防这种现象, 根本措施将人工投纤维改为机械自动化投入纤维, 同时防止纤维受潮和成团。
(3) 用沥青数量过高。
(4) 摊铺机等混合料时间过长及运料车积压过多, 发生沥青离析。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, 应及时撒机制砂。
4 结束语
我国目前的SMA路面广泛适用于机场道路、钢桥面铺装、高速公路和城市道路, 从实践效果来看SMA结构能全面提高路面的使用性能, 相信在以后的公路施工中, SMA沥青路面会更多地以其优越的性能会更加广泛的使用。
参考文献
[1]肖玉荣, 唐承铁.SMA沥青路面离析评价指标的研究和应用[J].公路工程, 2012 (06) .
[2]李枝龙.关于SMA沥青路面施工过程的质量控制[J].交通世界 (建养.机械) , 2012 (08) .
SMA沥青路面施工控制要点 篇9
SMA (Stone Mastic Asphalt) 沥青玛脂碎石, 它是一种由沥青结合料加少量的其他材料掺合在一起, 从而形成间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的新型沥青混合料, 一般掺料有:少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的 (矿粉) 。它以高温稳定、低温抗裂、使用耐久、明显的抗滑、抗车辙和封水性能, 而被广泛关注, 与此同时, 还具备一定的降噪效果, 故而被国内外普遍使用。
1992年, 北京首都机场调整公路成功铺筑了SMA沥青路面, 使得其在国内逐渐被推广。随着SMA设计与施工工艺的不断发展, 它的各种优良性能更加得以体现, 受到了各高速公路建设单位的青睐。云南省高速公路沥青路面早期的高温抗车辙能力与抗水损坏能力较差, 需要一种新的路面材料来克服与改善上述情况, 于是SMA应运而生, 成了首选。
但是, 实践告诉我们, SMA毕竟只是一层较薄的沥青混凝土, 想要体现其优越的性能, 必须要严格原材料使用、进行相应配套的、先进的配合比设计、选用较为优良的施工工艺、严格施工管理程序, 才能保证它的施工质量, 从而改进沥青混凝土路面的性能。
1 工程概况
小磨公路位于云南省西双版纳境内, 全长185.344 km, 设隧道22 219 m/34座, 是昆明—曼谷国际大通道国内的最后一段, 也是国家西部大开发确定的八大通道之一, 是交通部的六大勘察设计典型示范工程之一。该项目沿线属热带季风气候, 遍布热带雨林, 年平均气温21.7℃, 年降雨量1 500 mm, 故采用了抗高温变形能力强及能有效减少路面早期水损害的SMA作上面层 (4 cm) 。
我公司承担K103+400~K133+400共计30 km的路基、桥涵、隧道、路面、防护、交通、绿化等工程项目, 共有隧道4 323 m/7座。
2 施工质量控制要点
2.1 原材料控制方面
2.1.1 改性沥青
SMA混合料要求沥青结合料必须符合沥青玛脂的要求, 因为其要掺入其他材料, 故而就要求它有较高的粘度和一致性, 这样, 经过拌合等工序加工以后, 才有可能体现它理论上所具有的高温稳定性和低温柔韧性。据国内外研究资料显示, SMA采用一般基质沥青时的效果并不好, 只有改性沥青才能充分发挥其长处。
改性沥青的优越性主要表现在如下几方面:提高高温稳定性, 避免出现高温导致的泛油、壅包、车辙等现象;提高低温抗裂性能, 以减轻路面在低温状态下产生的刚性收缩, 避免出现冻裂;提高沥青与矿料的粘结能力, 从而进一步保证集料的内聚力, 防止水分在表面上的侵入, 造成遇水剥落损坏;提高早期强度, 改善拌合性能;延长使用寿命。
2.1.2 集料方面
1) 粗集料。
SMA对粗集料质量要求比较高, 粗集料的性能是SMA成败的关键。骨料要求坚硬、耐磨, 颗粒形状接近立方体, 表面构造粗糙, 以便形成骨架结构, 而使集料在交通荷载的作用下, 能够通过集料间的摩擦力, 形成良好的嵌挤作用, 更好地预防碎石颗粒在车辆荷载的挤压过程中发生破碎。特别需要指出的是粗集料的针片状颗粒含量与洛杉矶磨耗值。一般要求洛杉矶磨耗值必须不大于30%;针片状含量不大于15%, 条件允许时尽量控制在10%以内, 以确保大吨位压路机碾压下能形成良好的嵌挤并保持完整。
2) 细集料。
细集料应用石质坚硬、干净、有一定的表面纹理的石灰岩轧制而成, 要有良好的棱角性和嵌挤性能, 同时, 要具有一定的粗细级配, 能改善混合料的高温稳定性。要求各项指标要符合规范要求, 其中最为重要的指标是棱角性和0.07 mm以下塑性成分的含量, 棱角性要求不小于45%, 砂当量要求大于65%以上。
3) 矿粉。
SMA矿粉的用量比普通沥青混合料高3%~4%, 由于掺加纤维, 帮助矿粉团粒分散而使粉胶比超出1.2, 达到1.8~2.0, SMA主要由沥青玛脂结合集料形成, 因此沥青玛脂与矿料的粘结性很大程度上决定了混合料的性能。矿粉一般采用磨细的石灰石粉, 有时少量掺入消石灰和水泥以改善沥青与集料的粘附性。但是使用消石灰粉和水泥后会与水分、空气发生反应, 变成极性氧化物, 进而形成水泥石和碳酸钙, 过度使用会使沥青变脆, 所以要限制使用量。不得采用除尘设备装置回收的粉料, 因为回收粉料中可能含有较多的粘性颗粒, 在水的作用下会发生吸水膨润, 失水干缩的现象, 导致沥青路面早期水损害。
4) 纤维。
SMA使用纤维作为稳定剂。纤维在SMA中的作用主要是:增加粘度, 由于纤维的增加, 空间随机分布的纤维网格将对沥青流动产生内摩擦阻力, 可以有效地提高沥青的抗剪切变形能力, 从而提高沥青路面抗车辙变形能力;纤维的增粘效果取决于纤维的长度与加入量, 混合料的强度基本上与纤维加入量成线性正相关;纤维的加入会增加混合料的韧性。
用于SMA的纤维稳定剂分为有机纤维与无机纤维, 目前习惯加入有机纤维。在施工前要提前标定纤维添加器, 并定期进行标定, 加入的质量误差不能超过加入量的±10%, 且要求搅拌均匀, 不能有结块结团现象, 否则碾压后纤维团会开成油斑。
2.2 级配控制方面
SMA级配的主要特点在于以粗集料形成骨架, 再加入细集料和矿粉充填, 从而使粗、细集料形成较为合理的骨架嵌挤, 更好地发挥作用。SMA级配是一种间断级配。它的级配的标准范围要比普通沥青混凝土的容许范围窄。在施工时, 必须随时观察其级配波动, 并及时进行调整, 调整时按照“均匀”“嵌挤”“密实”的原则进行, 不能简单地照搬规范规定级配范围的中值;同时也可以根据沿线的气候特征、交通量等因素进行调整, 从而使其路用性能更好地与当地气候及交通量匹配。
2.3 沥青用量及温度控制
相对于普通沥青混凝土来说, SMA的沥青用量会更多一些。沥青用量太少会使孔隙率变大, 导致渗水, 降低路面的耐久性;沥青用量太大会导致集料抗高温能力降低。
因为SMA要求沥青有较高的粘度, 因此SMA施工温度比普通沥青混合料要高, 否则混合料粘度太大无法施工, 但是如果温度太高, 则容易老化。在施工中, 应该控制改性沥青加热温度在170℃~180℃;集料的烘干提高到200℃左右, 混合料出厂温度以175℃~185℃为宜。
2.4 混合料的运输
在混合料运输时应该注意如下事项:尽量避免离析;要注意覆盖、保温、防雨、防污染;不能使用能溶解沥青的隔离剂;运输力量要与摊铺能力相匹配。
2.5 混合料的摊铺与碾压
在摊铺中应该注意的问题有:由于其粘结性较强, 为防止混合料结块硬化, 因此SMA对碾压温度要求较高, 要求摊铺尽快完成, 而后及时进行碾压, 但是, 也应注意在摊铺的过程中, 严格控制其摊铺速度, 不能过快, 应缓慢而均匀, 并且不能间断;如存在离析、油斑等缺陷时, 用人工找补或更换混合料, 缺陷严重时应予以铲除, 并及时分析原因加以调整;SMA一般用作罩面, 所以其厚度至关重要, 摊铺前应检查下承层的厚度, 如下承层的厚度不够可以适当增加SMA的厚度进行调整, 试验路确定的松铺系数必须非常准确, 以保证结构层厚度符合设计要求。
碾压过程中主要应注意如下问题:
1) 碾压温度。SMA的碾压温度比普通沥青混合料要高, 但其结构层较薄, 温度下降很快。当温度降低时, 碾压比较困难, 且轮迹不易消除, 从而在一定程度上不好保证路面的平整度, 同时, 也比较容易导致渗水现象的发生。在较低的温度下碾压, 不仅达不到预期的压实度, 也容易压碎石料的棱角, 造成表面泛白。因此, 要严格地控制其碾压温度。2) 压实顺序与机具组合。要避免由于碾压速度不均匀、刹车、突然起步等引起的路面面层推移。但如果速度过低, 会影响压实质量;如果速度过快, 会使路面产生推移、横向裂纹等。建议不使用轮胎式压路机, 因为气压式的轮胎碾压时易将沥青玛脂泛出, 破坏SMA的表面粗糙性。3) 振幅和振频。由于SMA的结构层较薄, 故碾压时采用高振频低振幅碾压, 其中振幅与振频主要由试验路面确定。
3 施工中常见的质量问题与解决措施
3.1 油斑
SMA的沥青用量要比普通沥青混合料的高, 在施工时可能会出现油斑, 其产生原因可能有:纤维拌合不均匀;细集料掺入后拌合效果不好, 不能很好地嵌入粗集料缝隙, 局部地方比较集中导致产生了离析;沥青用量过高。相应地, 应该在加入纤维时注意其正确的添加程序, 且要检查纤维是否干燥;混合料拌合的时间是否太短;尽量减少离析。
3.2 压实度不够
压实度不够的原因可能是碾压温度过低、碾压次数不够、压路机的振幅与振频没有严格按照试验路段的结果进行。应该严格执行质量管理程序, 认真做好检查相关的施工记录并加以及时改进。
3.3 渗水严重
对于渗水严重的部位应该钻芯取样, 分析是否是试验中边缘封闭未处理好。如果是整个面层渗漏, 则要按情况分析是混合料的问题还是施工工艺的问题, 然后加以相应的技术处理。
4 结语
SMA对原材料、施工过程中的技术、工艺及施工现场管理等都有较高的要求, 要保证其施工质量, 须从原材料的选择开始控制, 严格每一道工序与施工环节, 严格执行工程管理程序, 全面执行质量管理措施, 以确保SMA能发挥它优良的工程性能。
参考文献