公路工程施工中改性沥青SMA路面施工技术的应用分析阮文涛

公路工程施工中改性沥青SMA路面施工技术的应用分析阮文涛

贵州中利恒达建设有限公司贵州安顺561000

摘要:随着经济的不断发展,人们对物质的需求越来越多,许多大型货物运输车辆增加了高速公路路面的负载。所以如何对高速公路路面材料进行选择和施工是我们面临的一个重要问题。我国是在20世纪90年代引进的一项新的技术,目前广泛应用在高速公路的施工路面中。作为一种新型的施工材料,SMA改性沥青的具有更好的抗车辙性、抗裂、抗滑、耐久性高和水稳性强。这些优越的优势使得高速公路的性能得到了全面的提高和改善。在一定程度上延长了路面的使用寿命,并减少了路面维护的费用,所以备受人们的青睐。每个工程的实施,都要从多个方面进行综合的分析,特别是这种对技术要求和经济成本都要考虑的工程,我们不仅要最求性能和效果的技术的超高要求,还要考虑它的经济适用价值。对SMA材料的选择要从整体考虑把握实际的情况进行合理的选择,因地制宜才能把性能发挥到最佳状态使成本降到最低。

关键词:SMA改性沥青;路面施工;公路工程;技术应用

1.SMA概述

1.1粗集料、矿粉的用量多,细集料用量少

是一种间断级配的沥青混合料,SMA粗集料颗粒(4.75mm或者2.36mm)的比例,占到一半以上,矿粉的用量达10%~12%,一般0.075mm的通过率高达10%。由此形成的间断级配,很少使用细集料。

1.2沥青结合料用量多

我国的沥青用量达5.5%~7.5%,使用改性沥青的用量要稍高些。沥青的粘性要求高,希望选用针入度小,软化点高,温度稳定性好的沥青。最好采用改性沥青,以提高低温变形性能及与矿料的粘结力。

1.3掺加纤维

由于SMA的沥青用量较高,通常需要掺加稳定剂或特殊的掺加剂以防止沥青滴漏,吸附多余沥青。一般用矿物纤维或者木质纤维,但今年来讲究环保,所以尽量采用木质纤维。

因此,SMA的特点可以归纳为“三多一少”:粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少,掺加纤维,SMA对于原材料的要求高,组成结构经济型良好,施工技术要求高。

2.关于改性沥青SMA原材料试验分析

2.1沥青

SMA改性沥青各项技术指标应符合表1要求。表1SMA改性沥青技术要求:

2.2粗集料

SMA要保证粗集料间形成嵌挤的骨架结构,在SMA路面中,车辆荷载主要是由粗集料形成的骨架来承担与传递,与AC等悬浮结构相比,SMA中的粗集料将承受更大的作用力,因此,粗集料必须石质坚硬,清洁,是呈近立方体的颗粒。细集料,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玄武岩石或灰岩细集料。

2.3填料

采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉,矿粉必须干燥清洁。SMA中矿粉的用量在10%左右,矿粉用量多,一方面可以增大矿料的比表面积,从而裹覆较多用量的沥青;另一方面,矿粉增加了SMA玛碲脂劲度,有助于增强SMA高温抗流变能力。

2.4抗剥落剂

由于玄武碎石与沥青的粘结力只有3-4级,规范规定要≥4级,因此,沥青中要掺抗剥落剂。一般掺量为沥青用量的0.3-0.6%。

2.5稳定剂

SMA的沥青用量较多,为了防止施工时混合料中沥青析漏,需要在混合料中加入纤维稳定剂,一般可采用木质素絮状纤维,掺量为沥青混合料总质量的0.3%-0.4%。

3.SMA改性沥青路面施工过程控制

3.1拌合SMA混合料的拌合质量直接决定着路面质量的好坏。为保证改性沥青混合料的质量,拌合机应严格控制吸尘,施工时,应根据当天的拌合产量和矿料级配,计算出所需矿粉量,并与当天实际消耗量进行比较。如果实际消耗的矿粉量不足,则表明拌合机除尘效果不合要求。通过试拌确定最佳拌和时间,并随时观察所拌改性沥青混合料的品质,以沥青全部裹覆集料颗粒且沥青混合料色泽均匀一致为度。

拌合时间控制:加入木质素纤维后干拌10-15秒,加沥青后拌合60秒。保证充分搅拌均匀。各种材料加热温度控制:改性沥青160℃~170℃,集料195℃~205℃,混合料出厂175℃~185℃。

3.2运输使用20辆载重量15T以上的自卸汽车运输,以满足摊铺需要

由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大,运输车的车厢底部要涂较多的油水混合物,而且为了防止运输车表面混合料结成硬壳,运料车应用完整无损且中间带有夹芯的双层蓬布覆盖,以保温防雨及防止环境污染。气温低时采取夹层棉絮来保温。对每车料子的出厂和到现场温度进行检测,确保出厂温度175℃~185℃,现场温度170℃~180℃。

3.3进行摊铺和接缝的时候需要注意的技术环节

首先要考虑到的是找平,路面的平整程度是公路质量的一个重要方面,需要有专业的找平装置进行找平,首先是路面接下来就是路段之间的找平,最常采用的就是平衡梁方法进行摊铺,在进行摊铺的时候要保证能够做到一点,那就是匀速进行,一旦开始施工就尽量避免中断作业以保证路面的平整性和连续性。由于SMA混合材料的凝固条件较高,在施工的时候需要注意到施工当天的空气温度,天气温度升高的时候混合材料在摊铺的时候温度可以适当的降低,一旦进行摊铺作业的时候进行熨平工作时温度不能小于一百摄氏度。

3.4压实SMA改性沥青的初压

复压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。混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状态下开始碾压,不得等候。不能在低温状态下反复碾压,防止磨掉石料棱角、压碎石料,破坏石料嵌挤。必须有足够数量的压路机,初压和复压均不宜少于2台。碾压段的长度控制在20m~30m为宜,改性沥青SMA-13严禁使用轮胎压路机。

4.SMA路面质量管理措施

4.1优质的材料

SMA对材料的要求较高,材料的选择、采购、进场必须认真检测,并满足规定的质量技术要求。材质情况主要经过大量的试验数据得出,必须天天抽检其质量情况,才能决定是否能采用对于改性沥青,以防在储存过程中发生变质情况,粗集料采用辉绿岩酸性石质材料,以便与改性沥青更好的结合,其压碎值、密度等物理指标必须达到设计规定要求,而对于其级配的筛分必须满足SMA的规范要求。必须强调地指出,对于细集料该工程采用为破碎人工砂,这也是SMA结构的特殊要求,由于对材料的严格检验,从而在基础上保障了SMA改性沥青路面的质量。

4.2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。

4.3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。

4.4质量检测

检测压实度的方法有钻芯取样方法和核子密度仪检测法。前者检测准确度高,但成本高、路面损害大且测试周期长。后者试验方法简单经济、对路面无损害、检测速度快,但准确度较低。如果能用钻芯取样对核子密度仪进行标定,提高其检测准确度,那么核子密度仪的确是较为理想的检测方法。

5.结语

沥青玛脂碎石混合料是一种由沥青、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,使用情况表明,SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低,低温性能良好,因此SMA沥青路面在我国得到了较快发展。

参考文献

[1]蒋剑虹.改性沥青SMA路面施工工艺及质量控制措施[J].铁道建筑技术.2011(S1)

[2]陈伟东.浅谈(SMA)改性沥青混凝土路面的施工与质量控制[J].黑龙江科技信息.2010(16)

作者信息;阮文涛,男,身份证号:5201811990****XXXX。

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