SMA-13改性沥青混凝土路面施工质量控制分析
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SMA-13细粒式沥青玛蹄脂碎石混合料技术总结一、原材料技术要求(一)粗集料(玄武岩)1、粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙。
质量技术要求如下:1)石料压碎值不大于26%;2)洛杉矶磨耗损失不大于28%;3)表观相对密度不小于260t/m3;4)吸水率不大于2.0%;5)坚固性不大于12%;6)针片状颗粒含量(混合料)不大于15%。
其中粒径大于9.5mm 的颗粒含量不大于12%,粒径小于9.5mm的颗粒含量不大于18%;7)水洗法<0.075颗粒含量不大于1%;8)软石含量不大于3%。
2.粗集料的粒径规格1)S10公称粒径10-15mm,通过19.0mm,13.2mm,9.5mm,4.75mm筛孔的质量百分率分别为100,90-100,0-15,0-5;2)S12,公称粒径5-10mm,通过13.2mm,9.5mm,4.75mm,2.36mm筛孔的质量百分率分别为:100,90-100,0-15,0-5;3)场地硬化,不行堆放于泥土地上。
4)粗集料与沥青的粘附性达到5级(4级以下时掺抗剥落剂)。
(二)细集料(机制砂)1、细集料应洁净、干燥,无风化,无杂质,有适当的颗粒级配。
质量要求如下:1)表观相对密度不小于2.5t/m3;2)含泥量不大于3%;3)亚甲蓝值不大于25g/kg;2、机制砂规格S16,0-3mm,水洗法通过4.75mm,2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm筛孔的质量百分率分别为:100,80-100,50-80,25-60,8-45,0-25,0-15。
(三)填料:1.矿粉必须用石灰岩等憎水性石料磨细的矿粉。
2.回收的拌和机的粉尘不得回收使用。
(四)纤维稳定剂(木质素纤维)1、木质素纤维质量技术要求1)纤维长度不大于6mm;2)灰分含量18±5%;3)PH值7.5±1.0;4)吸油率≥纤维质量的5倍。
5)含水率(以质量计)不大于5%;2、纤维稳定剂应在250℃条件下不变质,不发脆,必须在混合料拌和过程中能分散均匀。
0引言随着我国高速公路的蓬勃发展,沥青路面作为主要的铺装形式得到大面积推广。
由于我国交通运输量不断增加,在环境因素和持续重交通荷载量的作用下,沥青路面往往过早出现松散脱粒、车辙、水损害、开裂等病害现象,而沥青混合料掺入纤维材料后可有效提升其各项性能、防止路面病害的发生,该结论已得到相关文献的证实[1-3]。
纤维材料主要应用于SMA 沥青混合料中,起到减少路面破坏、延长道路使用年限的作用。
目前,纤维材料在SMA 沥青混合料中应用较多的主要是木质素纤维和玄武岩纤维。
刘福军[4]对比分析玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维改善AC-16C 、SMA-13两种沥青混合料性能的效果,得出结论:玄武岩纤维改善沥青混合料性能方面优于木质素纤维和聚酯纤维。
对于聚合物化学纤维的研究,也有大量的结论可供参考[5]。
矿物纤维和聚合物化学纤维造价成本较高,木质素纤维大部分取自原木,生长周期慢,并且为积极响应国家退耕还林及绿色生态环境环保的政策,应尽量采用绿色环保材料。
我国具有丰富的竹资源[6],竹纤维是一种天然环保的有机纤维,具有良好的强度、韧性[7]、较高的耐磨性和良好的染色性。
鉴于竹纤维SMA 沥青混合料路用性能的研究较少,本文以包括竹纤维在内的3种纤维对SMA-13沥青混合料综合性能的影响进行对比分析,优选纤维种类,为工程实践的选择提供参考依据。
1原材料及配合比1.1沥青本文采用SBS 改性沥青作为胶结料,沥青为国产品牌,相关技术指标见表1。
表1SBS 改性沥青技术指标项目指标针入度(25℃,100g ,5s )/(0.1mm )软化点(℃)5℃延度(cm )135℃运动黏度/(Pa·s )25℃弹性恢复(%)闪点(℃)溶解度(%)密度/(g/cm³)TFOT 加热试验后质量损失(%)针入度比(%)5℃延度(cm )试验结果5169281.58326099.61.0300.26920规范要求40~60≥60≥20≤3≥75≥230≥99实测±1≥65≥151.2矿料采用的集料来自广西来宾市某石场,粗集料为辉绿岩、细集料为石灰石石屑,矿粉为磨细石灰石粉,性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)的要求。
SMA-13沥青上面层施工方案一、编制依据1、福建省高速公路路面及交通安全设施施工标准化指南;2、福建省福州至泉州高速公路扩建工程QB1合同段两阶段施工图设计(路面等工程第一册、第二册);3、《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40—2004;4、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1—2004;二、试验段概况本工程扩建新建路面设计为三层沥青砼路面:ATB-25密集配沥青上基层,设计厚度18cm,分两层施工;AC-20中粒式改性沥青中面层,设计厚度6cm;SMA-13玛蹄脂沥青上面层,设计厚度4cm。
为确保沥青混合料的质量,经历了原材料选择,目标配比和生产配合比以及试拌等阶段的各项工作。
各项技术指标均符合相关设计及规范要求。
我部为了探索SMA-13沥青上面层混合料生产设备和施工机械的适应性,同时为以后SMA-13沥青上面层大面积施工提供经验及其相关数据,于2010年11月16 日在K354+560~K354+800右幅拼宽路段进行了SMA-13沥青上面层试验段施工,摊铺长度240m,宽度为9.5m,面积约2280m2,单层摊铺压实厚度为4cm。
试验段施工总结已获批准。
三、准备工作1、人员:管理人员、专项施工技术员、生产设备操作手、前场机械设备操作手、试验检测人员和普工等均已到位,投入试验段施工主要人员如下:项目经理:技术负责人:现场负责人:质检负责人:测量工程师:试验室主任:后场负责人:安全负责人:前场操作手和普工:25人后场操作手和普工:10人现场技术员:4人试验人员:6人2、机械设备:SMA-13沥青上面层混合料生产设备、施工机械、小型机械等已安装调试完毕。
投入试验段施工机械设备:德基4000型沥拌站一座,纤维投放机一台,装载机两台,自卸车15辆,ABG423沥青摊铺机两台(配有非接触式平衡梁),BM203双钢轮压路机3台,小压路机一台。
3、试验检测仪器设备:均已到位并已标定。
4、其他施工器具:都已购置齐全。
SMA路面施工中常见问题的预防及处理方法摘要:本文通过辽宁省沈大高速公路SMA沥青路面施工及使用现状的调查与分析,对SMA沥青路面优良的路用性能给予总结,同时对现存的病害原因进行了系统分析和研究,并提出SMA路面施工中常见问题的预防及处理方法。
关键词:SMA路面,沥青混合料,矿粉,纤维,级配前言随着社会的发展需要,高等级公路建设幅度的扩大,人们对路面行车的安全性、舒适性以及路面的耐久性都提出了更高的要求。
同时辽宁地区交通量大、重载多、夏季炎热、冬季寒冷路面出现的病害比较多,然而SMA路面结构具有较好的高温稳定性和低温抗裂性,能保持较好抗滑能力和平整度、减少噪音、防止沥青砼路面在重载作用下产生车辙、推拥等病害提高路面使用寿命等优点,因此,被高速公路广泛应用在沥青砼表面层。
但是由于SMA本身的特点使SMA沥青混合料在现场施工中控制的难度增大,笔者就在沈大高速公路中进行现场学习,并结合高速公路的施工、监理,谈谈针对SMA路面经常出现的一些问题是如何有效的进行控制和解决的。
一、SMA沥青混合料的特性SMA也叫沥青马蹄脂碎石混合料,它能显著提高公路的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性能。
SMA是一种新型的路面结构,具有如下特性:1)SMA是一种间断级配的沥青混合料,粗集料多,细集料减少。
2)沥青结合料用量多,高达6.5%~7.0%,粘结性要求高,采用温度稳定性好的改性沥青,本工程采用的是掺加SBS改性剂的改性沥青。
3)SMA的拌和时间要适当延长,施工温度要提高,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SMS的一个重要特征。
二、SMA路面施工特点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。
【施工方案】SMA-13施工方案一、工程概述本次施工项目为具体路段名称的路面铺设工程,采用 SMA-13 沥青玛蹄脂碎石混合料进行铺设。
该路段全长具体长度,路面宽度为具体宽度。
施工范围包括基层处理、粘层油喷洒、SMA-13 混合料的拌合、运输、摊铺、碾压及养护等工作。
二、施工准备(一)材料准备1、沥青:选用符合规范要求的优质改性沥青,其技术指标应满足设计和施工要求。
2、集料:粗集料应采用坚硬、耐磨、粗糙、有棱角的优质石料,细集料宜采用机制砂,矿粉应干燥、洁净。
3、纤维稳定剂:采用木质素纤维,其质量应符合相关标准。
(二)设备准备1、拌合设备:选用先进的间歇式沥青拌合站,确保混合料的拌合质量和产量。
2、运输车辆:采用足够数量的自卸式运输车辆,车厢应清洁、密封良好,并采取保温措施。
3、摊铺设备:采用性能良好的沥青摊铺机,配备自动找平装置和振捣压实装置。
4、碾压设备:配备双钢轮压路机、轮胎压路机和小型振动压路机等。
(三)现场准备1、对基层进行检查验收,确保基层表面平整、坚实、无松散、无裂缝等缺陷。
2、清理基层表面的杂物、灰尘,并喷洒透层油。
3、在路缘石、检查井等周边设置临时防护设施,防止施工过程中对其造成损坏。
三、SMA-13 混合料的配合比设计(一)目标配合比设计根据工程要求和原材料的性质,进行目标配合比设计。
确定各种原材料的比例,使混合料的各项性能指标符合设计要求。
(二)生产配合比设计根据目标配合比设计结果,在拌合站进行生产配合比设计。
通过调整冷料仓的进料比例和热料仓的筛分结果,确定实际生产中各种原材料的用量。
(三)配合比验证在施工现场进行混合料的试拌、试铺和试验检测,对生产配合比进行验证和调整,确保混合料的质量符合要求。
四、SMA-13 混合料的拌合(一)拌合温度控制沥青加热温度控制在具体温度,集料加热温度控制在具体温度,混合料出厂温度控制在具体温度。
(二)拌合时间干拌时间不少于具体时间,湿拌时间不少于具体时间,确保混合料拌合均匀。
沥青玛蹄脂碎石下面层SMA-13施工技术方案1. 范围本技术方案适用于沥青玛蹄脂碎石下面层(SMA-13)的施工过程,包括材料准备、基础处理、下面层施工和表面层施工等。
2. 材料准备2.1 沥青使用优质SBS改性沥青,按照生产厂家的说明来进行储存和使用。
2.2 矿物料采用玛蹄石碎石,并且对其进行检验,必须符合下面标准之一:GB/T -2011《高速公路沥青混合料试验规程》、JTG E20-2011《公路工程沥青混合料试验规程》。
2.3 添加剂按照规范添加来自认可的生产厂家的添加剂,严格控制添加剂用量。
3. 基础处理3.1 清扫基础在施工前,要先对基础进行清扫,清除其中的灰尘和松散物质。
3.2 基础强化对基础进行强化处理,提高其整体承载力。
可以使用碎石加筛分材料作为强化层。
4. SMA-13下面层施工4.1 涂布沥青使用油罐车在基础上均匀喷涂沥青,用量不能过高也不能过低,目的是均匀覆盖物料表面。
4.2 摊铺矿料在沥青涂布后30分钟内,将玛蹄石碎石均匀地摊铺在基础上,厚度应在40-50毫米范围内。
4.3 加沥青将矿料表面再次均匀地喷涂上沥青,保证沥青和矿料之间的粘结性。
4.4 再次摊铺矿料将剩余的矿料均匀地摊铺在已经加了沥青的矿料表面上,厚度也应在40-50毫米范围内。
4.5 压实在矿料摊铺结束后,使用压路机高强度压实,直至矿料密实和表面光滑。
5. 表面层施工在下面层施工完成后,进行表面层SMA-13的施工。
操作方式和下面层施工方法类似,不再赘述。
该技术方案操作简便、施工效率高、施工质量好,可以为道路建设提供重要保障。
改性沥青SMA的应用及质量控制乔鹏【摘要】沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是近年来广泛使用的一种新型热拌沥青混合料.SMA具有良好的高温抗车辙,低温抗裂、抗滑和水稳定性.SMA结构设计及施工工艺,与普通沥青混合料有较大的差异.结合改性沥青SMA应用实例,介绍这一产品的设计原理,配合比设计过程和施工工艺,并就如何加强改性沥清SMA的质量控制进行了探讨.%Stone mastic asphalt (SMA) is a new type of hot-mix asphalt mixture which is widely used in recent years. SMA has good rutting resistance under high temperature, crack resistance under low temperature, slide resistance and water stability. Structure design and construction technology of SMA have large differences with normal asphalt mixture. This paper introduced the design principles, design process of mix proportion and construction technology, and discussed how to strengthen the quality control of modified asphalt SMA combing application examples.【期刊名称】《江苏建筑职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(012)002【总页数】4页(P16-19)【关键词】改性沥青;SMA;配合比设计;温度;质量控制【作者】乔鹏【作者单位】徐州市路兴公路工程有限公司,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TU997沥青玛蹄脂碎石混合料SMA(stone mastic asphalt)是以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料及较多的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配的粗骨料间隙,形成沥青混合料.SMA具有良好的路用性能,广泛应用于高速公路及地方干线公路.近年来,徐州地区引进这一新材料,在S322徐丰公路铜山段干线公路中推广应用.该路段为一级公路,交通量大,超载车辆多,原有路面病害较多,尤其是车辙较为严重.面层采用4cm改型沥青SMA-13结构改造该路段,取得了较好的效果.作者在该路段工程实践中作了一些有益探索和尝试,对SMA的配合比设计和施工质量控制进行了研究与分析[1-2].1 SMA原材料配置沥青采用SBS改性沥青,实测SBS改性沥青各项技术指标如下:25℃针入度为70×10-1 mm;延度为39cm(5℃时)和81.9cm(15℃时);软化点为78(5℃时);薄膜加热试验,针入度比为76%,延度为25(5℃时). 纤维采用北京捷路斯新材料有限公司生产的JLS-SMA-I木质素纤维,纤维各项指标为纤维长度小于6mm,灰分含量为14.5%,pH值为8.06,吸油率为5.6倍,含水率为3.3%,比重为1.5 g/cm3.掺加用量为混合料总量的0.3%.粗、细集料均采用徐州吴桥产辉绿岩,粗集料压碎值为11.2%,针片状含量为4.3%,细集料砂当量为82%,矿料和矿粉的密度及筛分结果见表1和表2[3]. 表1 集料密度测试结果Tab.1 Test result of aggregate density#指标矿料矿粉表观相对密度1# 2# 3# 4 2.892 2.820 2.919 2.933 2.722毛体积相对密度2.829 2.869平均相对密度2.892 2.820 2.874 2.901 2.722表2 初试级配结果Tab.2 Initial gradation result注:初试级配的合成密度(g/cm3)分别为2.849、2.848、2.849筛孔/mm初试级配矿料1# 2# 3# 4#矿粉A B C 16.0 100 100 100 100 100 100 100 100 13.2 77.2 100 100 100 100 91.1 90.7 90.7 9.50 7.5 99.7 100 100 100 63.8 62.0 61.9 4.75 0.4 16.4 97.1 99.8 100 28.1 24.9 23.2 2.36 0.4 1.1 1.9 91.8 100 21.1 18.0 16.2 1.18 0.4 0.7 1.3 65.3 100 17.9 15.7 14.7 0.60 0.4 0.7 0.5 50.1 100 16.2 14.5 14.0 0.30 0.4 0.7 0.5 33.5 99.6 14.2 13.1 13.1 0.15 0.4 0.7 0.5 23.4 93.7 12.5 11.7 11.9 0.075 0.4 0.7 0.5 16.3 79.4 10.2 9.7 10.02 SMA配合比设计2.1 目标配合比设计由于SMA组成的特殊性,其组成与常规的密实沥青混凝土组成有较大不同.SMA 配合比设计不能完全依靠马歇尔配合比设计方法,应由体积指标确定.SMA混合料可由粗集料骨架和沥青玛蹄脂2部分组成,主要考虑2个方面:一是嵌挤作用形成的粗集料骨架结构;二是具有足够粘结力的玛蹄脂[4].为了保证粗集料骨架的形成,以4.75mm为关键筛孔,选取A、B、C初试级配.4.75mm筛孔通过率分别为28.1%、24.9%、23.2%,分别测定3种级配的VCADRC.初试油石比采用6.4%,通过马歇尔50次击实成型试验,测定VCAmix 及VMA等指标.A、B、C级配的混合料都要满足VCAmix小于VCADRC和VMA 大于17%的要求.但B、C级配混合料的空隙率(VV)过大,在施工中容易出现现场VV超限的情况.综合判断选取A集配作为配合比设计级配,初试级配试验结果见表2和表3.表3 初试级配体积分析Tab.3 Initial gradation volume analysis级配类型试件密度/(g·cm-3)理论密度/(g·cm-3)空隙率/%VMA/%VFA/%VCAmix/%VCADRC/%A 2.479 2.587 4.1 17.9 77.0 35.8 41.8 B 2.4432.590 5.8 18.6 68.6 34.0 41.3 C 2.432 2.588 6.0 19.5 67.3 32.8 40.9按照4%空隙率设计方法,对级配A选取3种油石比,进行马歇尔试验,试验结果见表4,4%空隙率对应的最佳油石比约为6.4%.表4 沥青混合料马歇尔试验结果Tab.4 Marshall test result of asphalt mixture油石比/%稳定度/kN流值/(0.1mm)VV/%VMA/%VCAmix/%VFA/%试件密度/(g·cm-3)理论密度/(g·cm-3)6.1 9.62 26.8 4.8 17.9 35.9 73.2 2.473 2.598 6.4 8.68 28.0 4.1 17.9 35.8 77.0 2.479 2.587 6.6 8.77 31.3 3.5 17.7 35.6 81.2 2.486 2.5772.2 目标配合比设计检验项目检验:采用烧杯法进行沥青析漏试验,吸漏损失为0.02%;肯特堡飞散损失试验,飞散损失为3%;在60℃和0.7MPa条件下进行车辙试验,检测高温稳定性,动稳定度为7 042次/mm;浸水马歇尔残留稳定度为89% ;试件表面的构造深度为1.1mm;渗水系数几乎接近于0.上述项目测试结果均符合要求.由此确定目标配合比为合成级配A,最佳油石比为6.4%.2.3 生产配合比设计及试拌试铺按冷料配合比上料,经过拌和机4级振动筛(筛孔分别为19、11、6、3.5mm)2次筛分.从热料仓取样筛分,进行生产配合比设计,并按配比进行马歇尔试验及车辙试验,各项指标都能达到设计要求.试拌采用意大利产玛莱尼3000型沥青混合料拌和机,改性沥青由常州某厂家生产,成品温度控制在175℃左右,集料温度加热在200℃以上,改性沥青SMA混合料的出厂温度控制至175℃~185℃之间.木质素纤维采用投料机均匀添加.混合料摊铺采用ABG 423摊铺,初压、复压设备采用Ingersollrand D-110双钢轮联动振动压路机,终压采用钢轮压路机静压1遍,振动3~4遍.按规范要求从现场取样,进行抽提筛分、马歇尔试验、测定空隙率等体积指标测量,并进行了车辙试验.试验结果见表5、表6.车辙试验动稳定度为7 885次/mm,路面构造深度为1.1mm,渗水试验几乎不透水,压实度代表值为99.0%,各项指标均满足设计指标技术要求.表5 抽提筛分试验汇总Tab.5 Extraction screening test integration油石比/%筛孔尺寸/mm 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0 20.3 17.6 13.9 11.8 10.0 6.35 100.0 100.0 100.0 99.5 85.6 58.0 27.4 22.2 19.0 17.4 15.2 12.6 10.8 6.35 100.0 100.0 100.0 98.4 83.5 55.2 27.0 22.4 19.1 17.0 14.4 12.2 10.6生产配比 6.40 100.0 100.0 100.0 99.3 84.2 62.8 28.4 22.9.3 0.15 0.075 6.27 100.0 100.0 100.0 98.0 82.0 55.2 27.4 23.1 19.5 17.2 14.3 12.1 9.7表6 马氏试验汇总Tab.6 Marshall test integration注:马氏指标要求,VCAmix小于40.3%;VV为3%~4.5%;VMA大于17.0%;VFA为75%~85%;稳定度不小于5.5kN;流值为20~40mm.油石比/%马氏指标密度/(g·cm-3)理论密度/(g·cm-3)VCAmix/%VV/%VMA/%VFA/%稳定度/kN流值/mm马模/(Kn·mm-1)6.27 2.502 2.602 38.7 3.8 17.9 78.6 9.42 25.5 3.7 6.35 2.498 2.599 38.7 3.9 18.1 78.7 9.29 24.4 3.8 6.35 2.4962.599 38.7 4.0 18.2 77.8 9.31 24.83.73 施工质量控制3.1 温度控制由于改性沥青黏度较大,保证较高的施工温度,成为SMA施工的关键环节.温度过高或过低都不能保证施工质量,适宜的施工温度应根据黏温曲线决定.参照其他改性沥青SMA工程经验,结合试拌试铺效果,确定混合料出厂温度应控制在180℃以内,超过190℃为废弃.为了保证施工温度,应注意以下几个环节:1)改性沥青SMA宜随配随用,不能长时间存放,以防止离析.在满足施工进度的前提下,沥青的加热温度不宜太高.通常情况下,改性沥青加热温度应控制在170℃~180℃之间.2)改性沥青SMA在拌和时,其集料温度应加热至200℃以上,尤其是对于改性沥青SMA路面.由于加入的冷矿粉及纤维数量较大,温度不够高就不能分散均匀.拌和好的混合料储存时间不得超过24h.3)改性沥青SMA混合料在运输过程中必须加盖蓬布,必要时应加盖棉被,防止混合料表面结硬.4)混合料的摊铺、碾压要一气呵成.在尽可能高的温度下进行,所有施工工序必须在混合料温度下降至100℃以前全部结束.3.2 后台控制1)级配控制.与密级配沥青混凝土不同,SMA混合料对级配的变化特别敏感.生产SMA混合料应使用间歇式拌和机.级配的波动对混合料性质影响很大.由于热料仓筛分情况受产量和冷料变化等因素影响,级配总是存在一定的波动,级配控制成为SMA施工的难点.SMA混合料4.75mm筛孔通过率的波动对混合料性质影响最大.4.75mm通过率波动1%,则混合料孔隙率波动约0.5%.因此,4.75mm筛孔通过率应尽量控制在±1%范围内.2)SMA所需的细集料数量很少,为了保持准确的数量和拌和机滚筒内集料的恒定温度,细集料必须始终保持干燥状态,不能露天堆放,加棚或覆盖十分必要. 3)尽可能使用机械投入纤维,以保证纤维分散均匀.本工程采用北京捷路斯新材料有限公司生产的风送式纤维添加设备,利用机械将纤维打碎,再利用风力将已打碎的纤维分散并送到拌和锅中.3.3 前台控制1)SMA摊铺.为了保证路面的平整度,要做到缓慢、均匀、连续不间断摊铺.摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿,摊铺速度为2~3m/min.2台摊铺机应紧跟在一起,以形成良好的纵向热接缝,防止拼接处因降温难以压实而漏水.2台摊铺机熨平板之间的距离不能超过5m.SMA施工中应采用有夯锤的ABG摊铺机.夯锤的振捣作用既提高了初始压实度,又能使细集料下沉,粗集料上浮,形成SMA路面表面粗糙,中下层密实的特点.夯锤振级选用5级较合理.2)SMA压实.SMA路面压实必须采用刚性碾压,不允许采用轮胎压路机碾压.压实工艺应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,压路机尽可能紧跟摊铺机,以便在高温下达到更好的压实效果[5].振动压实过程中应密切注意粗集料的的压碎、棱角、嵌挤、泛油等现象.“高频率、低振幅”碾压非常重要.施工中还应注意压实度的变化.对于SMA路面,由于集料的嵌挤作用,压实度比较容易达到,但要防止“过碾压”.施工成型后,沥青面层需要7~10d甚至更长时间方能完全硬化.在此之间,应加强早期交通管制.避免大型车辆及拖拉机、兽力车的通行.避免转死弯损伤表面和轮印、掉粒等情况.4 结语1)采用SBS改性沥青后,SMA混合料的动稳定度比不采用改性沥青的SMA混合料的动稳定度大得多,弯曲试验的破坏应力也普遍增大,说明高温抗车辙性能、低温抗裂性能明显改善.2)改性沥青SMA配合比设计的重点是矿料各组分级配,控制体积指标和沥青用量,这是与普通的密级配沥青混合料配合比设计的最大区别所在.3)改性沥青SMA在施工过程中应加强质量检测,特别是注意温度、级配、沥青用量以及马歇尔试验中VV、VMA、VCA、VFA等体积指标,加强动态质量管理. 4)改性沥青SMA要严格把握温度在各个施工工序中的要求,严格控制混合料级配,认真组织落实每一道施工工序.【相关文献】[1]沈金安.改性沥青与SMA路面[M].北京:人民交通出版社,1999.[2]中国工程建设标准化协会公路工程委员会.SHCF 40-01-2002公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南[M].北京:人民交通出版社,2008.[3]交通部公路科学研究所.JTGE 42—2005公路工程集料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2005.[4]交通部公路科学研究所.JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2002.[5]交通部公路科学研究所.JTGF 40—2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.。
SMA-13改性沥青混凝土路面施工质量控制分析作者:零雪艳来源:《西部交通科技》2020年第03期摘要:改性沥青混凝土具有很好的抗高温稳定性、耐久性、抗滑性、低温抗裂性能,常用于高速公路沥青路面结构上面层,但其施工工艺比较复杂,施工过程中应采取科学合理的施工方案,加强重视各施工环节的施工质量控制。
文章结合工程实例,介绍了SMA-13改性沥青混凝土路面施工质量控制要点。
关键词:改性沥青混凝土;施工技术;质量控制0 引言沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)具有较一般沥青混合料更好的稳定性和低温抗裂性以及抗车辙和抗滑性能,并具有降低行车噪音等性能,在高速公路、重交通道路等工程中广泛应用。
尤其是SMA-13改性沥青混凝土采用SBS改性沥青,该结构为骨架密实型,具有很好的抗高温稳定性、耐久性、抗滑性、低温抗裂性能,常用于高速公路沥青路面结构上面层。
但SMA-13改性沥青混凝土施工工艺比较复杂,施工质量影响因素较多,如原材料选定、配合比设计、路面厚度的控制、压实度的控制、平整度的控制等,一旦某个环节出现问题,就容易产生渗水、裂缝、车辙等质量问题,影响路面的行车安全,并造成一定的经济损失和社会影响。
因此,在施工过程中,要结合工程实际情况,加强施工质量控制,确保路面厚度、压实度和平整度,保证施工质量,充分发挥SMA-13改性沥青混凝土路面的应用优势。
1 工程概况广西某改建高速公路项目路面结构采用复合式路面,由于受一座新桥梁的水位标高设计影响,整段的新旧路面标高变化较大,设计采用以下路面结构:4 cmSMA-13改性沥青混凝土上面层+改性乳化沥青粘层+6 cmAC-20C改性沥青混凝土中面层+改性乳化沥青粘层+24 cmAC-25C普通沥青混凝土下面层+热沥青粘层+水泥混凝土基层。
SMA-13改性沥青混凝土上面层为本工程施工难点,施工时要加强现场施工组织的控制,确保工程施工顺利进行。
2 施工质量控制要点2.1 原材料的选用2.1.1 沥青SMA采用的是SBS改性沥青,其针入度小、软化点高、温度稳定性好。
本项目采用“壳牌”(泸州)沥青有限公司的SBS(I-D)改性沥青,经实验室取样检测,该沥青质量合格,性能稳定,可直接供应本项目拌和场。
拌和站配备有6个50 t沥青储罐,采用导热油炉加热保温。
2.1.2 粗集料本工程所用的上面层辉绿岩碎石(规格为5~10 mm、10~15 mm)及石灰岩碎石(规格为3~5 mm)由附近石场供应。
要求石场采用大型反击式多级联合碎石机加工,并建议粗集料在反击破碎和振动筛中采用真空吸尘装置,以减少碎石表面的粉尘含量。
2.1.3 细集料本工程所用的细集料为石灰岩机制砂(规格为0~3 mm),均是附近石场用新鲜、坚硬、洁净的深颜色石灰岩经专门设备加工而成的,耐嵌挤,颗粒饱满,且粉尘含量低,不含有其他杂物。
2.1.4 填料采用石灰岩等碱性岩石磨细而得的矿粉,本工程矿粉从附近石粉厂采购,要求干燥、洁净,并能从填料仓自由流出。
2.1.5 木质素纤维SMA中掺入的木质素纤维比例为沥青混合料质量的0.3%,应采用优质颗粒状木质素纤维,其主要原料应为原木纤维。
颗粒状纤维采用沥青作为制粒剂,必须在混合料拌和过程中充分分散均匀。
本工程使用颗粒状木质素纤维,可有效地吸油、裹附混合料,能有效避免出现泛油现象。
2.2 沥青混合料配合比设计2.2.1 目标配合比设计阶段为了更好地保证设计质量,本项目目标配合比设计工作委托广西交通科学研究院有限公司设计。
本工程目标配合比设计如表1所示。
2.2.2 生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段的目的是确定各热料仓矿料进入拌和室的比例,并检验确定最佳沥青用量,该阶段在沥青面层施工前进行。
本项目沥青混凝土拌和设备采用德国生产的德基4 000型间歇强制式拌和站,该拌和站内部配有6个筛网,故本项目部生产配合比按6档料控制,对集料进行加热、筛分,而后在各热料仓称重、回配,并用目标配合比设计确定的最佳沥青用量±0.3%三个石油比,进行马歇尔试验和试拌,调整和确定最佳沥青用量,以确定生产配合比。
根据试验结果进行矿料级配计算、冷料仓流量试验,绘制流量关系曲线,根据试验结果反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡。
本工程生产配合比设计如表2所示。
[KH-*2]2.2.3 生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段是拌和机按照生产配合比进行试拌,并在试验路段上试铺,取试铺的改性沥青混合料进行试验,验证混合料各项技术指标,并在各项指标均符合要求后才能生产使用。
生产配合比一经确定,任何人不得随意更改,使沥青混合料的质量符合要求并保持相对稳定。
施工中应加强对原材料的检验,严格控制进场材料的质量和拌和质量,确保生产过程的质量。
2.3 路面施工质量控制2.3.1 拌和(1)采用德國生产的德基4 000型间歇强制式拌和站,拌和时应将集料包括矿粉充分地烘干。
由于沥青玛蹄脂碎石混合料高沥青用量、高矿物用量的特性,为避免油石比不当而产生泛油和松散现象,在混合料拌和过程中要严格控制油石比和矿料级配。
(2)控制混合料出厂温度。
拌和时控制混合料出场温度在175 ℃~185 ℃左右,混合料出场温度>195 ℃必须废弃。
拌和的沥青混合料应均匀一致、无白花料、无结团成块,不符合要求的混合料应废除,并对拌和站进行及时调整。
(3)控制木质素纤维投放。
木质素纤维必须在喷入沥青前一次性投放到拌和机中,掺加比例以沥青混合料总质量的百分率计算,在0.4%以内掺加,掺加量不超过±2%误差,同时延长拌和时间,以保证木质素纤维能充分均匀地分散在混合料中,并与沥青混合料充分拌和。
2.3.2 运输(1)本工程沥青混合料运输采用15 t自卸汽车,车厢应保持清洁,对污染、杂物及积水必须清理干净。
拌和机向运料车放料时,应每卸一斗移动一下车位,以减少粗集料的分离现象,尽量做到车厢装载量前后左右基本均衡。
控制行车时间,中途不能随意停歇,保证沥青混合料到场温度不低于沥青混合料摊铺温度的最低要求。
混合料运输过程中用帆布覆盖,离析、结块或滞留在车厢上的混合料必须废弃。
(2)运输车的运量较拌和能力和摊铺速度有所富余,保证混合料到场得到及时摊铺。
沥青混合料运输车与摊铺机要相互配合,运输车向摊铺机卸料时停在摊铺机前10~30 cm处,不得撞击摊铺机。
卸料时汽车挂空挡,由摊铺机推进。
2.3.3 摊铺(1)本工程沥青混合料摊铺采用1台履带式双夯锤沥青摊铺机(12 m宽)进行摊铺,一次成型。
在摊铺时,采用超声波红外线平衡梁控制方式,以此对摊铺厚度和平整度进行控制,同时提前1 h开始对熨平板进行预热至120 ℃以上,以保证摊铺面均匀、平整。
(2)现场人员通过测温仪严格控制沥青混合料摊铺温度≥160 ℃,并尽快组织压路机紧跟摊铺机进行碾压作业。
注意控制摊铺机受料斗的收斗频率和方式,尽量减少收斗的次数,尽量做到不拢料,以避免集料离析。
(3)为了保证路面平整度,拌和设备的生产能力应与摊铺机摊铺速度相适宜,保证摊铺作业缓慢、均匀、不间断地进行。
正常情况应保证摊铺机前有3辆以上运料车等候,中途不能随意变换速度和停顿,摊铺速度控制在2.5 m/min,通常≤3 m/min,特别不允许出现随意快速摊铺几分钟,然后再停下来等下一车料的做法。
为避免摊铺层出现离析现象,应控制好刮板送料速度,使之与螺旋布料器转速相匹配。
(4)攤铺过程中,施工人员随时采用插钎检测各点松铺厚度,发现松铺厚度出现偏差,应及时调整,严格控制厚度、横坡度和平整度。
摊铺过程严禁施工人员在未碾压的摊铺面上随意走动。
摊铺后如确实有离析、缺料、不平整现象,需要人工辅助修整的,才允许极少部分处理人员行走作业。
2.3.4 碾压(1)本工程采用7台双钢轮压路机进行碾压作业,其中4台作为初压和复压使用,3台作为终压收面使用。
采用4台压路机两两呈阶梯状、2台胶轮压路机在后同进同退方式进行碾压。
(2)初压须在较高的温度下进行,且≥150 ℃,以碾压混合料不推移变形为宜。
为及时封闭沥青表面,两组压路机呈阶梯状同步进退行进碾压,新摊铺面要求在10 m以内初压完毕。
(3)复压采用双钢轮压路机碾压3~5遍,应严格控制碾压遍数,不能过度碾压。
严格控制复压过程中的混合料温度。
碾压线路及方向不应突然改变。
压路机在启动、制动、换向和变更碾压道时,操作应平稳缓慢,严禁急起步,急刹车。
(4)终压采用1台双钢轮进行1~2遍静压收光,待复压完成长度达35~40 m时进行。
压路机的轮迹应重叠1/4~1/3碾压宽度,速度约为4~5 km/h,以消除轮印为准。
终压完成时的温度应≥90 ℃。
2.3.5 接缝处理每天的施工横缝,应用3 m直尺检查平整度,切除超过规定的不平整端头部分,应切成垂直面,并用水将接缝处冲洗干净。
在继续摊铺前,涂刷粘层沥青油,摊铺时按松铺系数确定新铺路段接头处的松铺厚度,以决定熨平板的高度。
2.4 检查验收施工完成后,根据原拟定的检测项目、检测方法、频率进行自检,对达不到标准的地方查找原因,以便处理和改进。
在此过程中保证检测步骤符合设计规范,检测数据真实完整。
自检完成后,上报监理进行抽检。
抽检过程中要大力配合,虚心学习,对监理单位提出的质量问题,不能存在侥幸心理,必须按要求进行整改。
最后确认无质量问题后报业主单位进行验收。
3 结语总之,SMA路面表面粗糙,具有优良的高温稳定性,高温不变形,低温抗开裂,抗水损害能力强,可避免早期损坏,减少维修养护费用,但施工要求相对也较高。
在施工过程中应通过采用合理的沥青路面施工技术,做好质量控制工作,从整体上提升路面施工的质量,确保能更好地发挥SMA路面的优越性。
参考文献:[1]宋殿中.改性沥青路面施工质量控制探讨[J].技术与市场,2014(7):218.[2]陈本建.SMA-13玛蹄脂沥青混合料在高速公路施工中的应用[J].黑龙江交通科技,2017(2):42,44.[3]薄雪峰.SBS改性沥青施工质量控制要点分析[J].山东交通科技,2017(6):37-39,44.[4]崔源满.改性沥青路面施工控制措施[J].交通世界,2019(30):146-147.作者简介:零雪艳(1974—),工程师,主要从事公路桥梁材料试验检测工作。