2010-02-24 11:01 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:本文主要以滬瑞國道(貴州境)新寨河至勝境關段高速公路工程采用SMA瀝青碼蹄脂碎石施工為例,探索瀝青面層構造和有效適用性能。
關健詞:SMA;瀝青碼蹄脂碎石;改性瀝青;質量管理
滬瑞國道(貴州境)新寨河至勝境關段高速公路工程(以下簡稱鎮(zhèn)勝高速)位于貴州省西南部,地處崇山峻嶺之間。施工難度大,作業(yè)面狹長,安全等級要求高。結合貴州省高速公路的以往經驗和存在的問題,鎮(zhèn)勝高速公路首次采用SMA瀝青碼蹄脂碎石作為面層材料,也是貴州省第一條正式大面積采用SMA路面施工。
鎮(zhèn)勝高速公路設計路面結構類型采用SMA-13上面層 AC-20中面層 AC-25下面層 水泥穩(wěn)定碎石基層 級配碎石底基層,結構設計厚度為4-6-8-37-15,總厚度為70cm,上面層采用SBS改性瀝青,中、下面層為普通瀝青砼。
一、SMA混合料的組成
SMA是瀝青碼蹄脂碎石(Stone Matrix Asphalt)的縮寫,是一種以瀝青結合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細集料以及較多的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂,填充于間斷級配粗集料骨架間隙中組成一體所形成的瀝青混合料,簡稱SMA。
二、SMA混合料的技術性能
它具有耐磨抗滑、密實耐久、抗疲勞、抗高溫車轍、減少低溫開裂等優(yōu)點,適用于高等級道路瀝青路面的上面層使用。
1.高溫抗車轍性。
。1)SMA由粗集料骨架和瀝青瑪蹄脂兩個部分組成;
。2)粒徑≥4.75mm的粗集料高達70%-80%。礦粉用量為10%左右,細集料較少,一般為10%-20%左右;
。3)因骨架嵌擠作用,混合料高溫條件下抵抗荷載變形能力較強,有著較強的高溫抗車轍能力。
2.低溫抗變形性。在低溫條件下,由于SMA混合料中有著相當數量的瀝青瑪蹄脂,當溫度下降時,瀝青瑪蹄脂具有較高的粘結能力,它的韌性和柔性使得混合料具有良好的低溫變形能力。
3.耐久性。在SMA混合料中,粗集料骨架空隙被富含瀝青的瑪蹄脂密實填充,并將集料顆粒粘結在一起,瀝青在集料邊、面形成較厚的瀝青膜。此外,SMA混合料空隙較小,瀝青與水或空氣的接觸較少,因而SMA混合料的水穩(wěn)定性和抗老化性、抗疲勞性較普通瀝青混合料好;同時,又由于SMA混合料基本是不透水的,對中、下面層和基層有著較好的保護作用和隔水作用,使瀝青路面保持較高的整體強度和穩(wěn)定性。
4.表面獨特性。SMA混合料一方面要求使用堅硬、粗糙、耐磨的高質量碎石,另一方面采用間斷級配的礦料,壓實后表面形成的構造深度大,一般超過1mm,而摩擦系數也能滿足8BBM以上,這使得瀝青面層具有良好的抗滑性和耐磨性能,還能減少濺水,減少噪聲,從而提高道路行駛質量。
5.SMA混合料施工前控制。
。1)合格的原材料是工程質量的第一前提。必須通過大量的調查了解、取樣試驗,在進行質量、產量、運輸等各方面的綜合考慮后初步選定了用于SMA路面施工的玄武巖砂石材料,并按要求對原材料加工、儲存、運輸等作了嚴格的控制,使其各項技術指標均滿足高速公路路面工程對粗細集料的質量要求;
。2)配合比設計階段。一個完善的配合比設計必須是經過反復的對比、試驗,綜合考慮各項關鍵技術指標后才能確定。經過反復試驗,反復調整,最終完成了SMA-13的目標配合比設計和施工配合比設計;
(3)工前技術交底不能少。SMA混合料施工技術要點較多。因此,在SMA路面正式攤鋪前,要求所有技術人員和機械操作人員必須充分了解并掌握SMA路面的施工工藝和技術特點,作好技術交底。
6.SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石路面的施工。
。1)施工前的準備工作;
。2)砂石材料的供應情況:正式開工時,堆料倉保證有4000m。
。3)以上的材料儲量,避免施工時因缺料而產生等料現象,從而造成混合料溫度過高或停機情況出現;瀝青供應:充分考慮瀝青拌和樓的日產量和時產量,每天(按20小時的有效施工時間算),開工前將所有瀝青儲存罐全部注滿,同時配備30噸以上的改性瀝青運輸車,避免因運輸車輛的不能正常運行導致瀝青用量跟不上而停機待料;
。4)礦粉供應:SMA所用礦粉均由石灰石經粉磨而成,必須組織了8-10輛運輸車輛,保證礦粉的及時供應;
。5)柴油、重油及纖維于開工前全部準備就緒。配備足夠的混合料運輸車(運輸車輛在裝料前先用清潔液將車廂清洗干凈),避免因運輸車輛不足造成拌和樓停機等車;
(6)施工現場的機械設備準備:攤鋪機至少2臺。采用單幅雙機攤鋪,以避免瀝青瑪蹄脂料離析;8-12噸全鋼輪壓路機至少3臺,無觸點平衡梁一套,平板夯機一臺,各施工機械的使用性能在施工前必須進行了全面檢查,以保證各施工機械都能正常工作。
四、SMA混合料施工中控制
。1)改性瀝青SMA-13的拌制。采用先進的瀝青拌和樓進行混合料的拌和,該拌和樓必須具有除塵系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)和計量稱重系統(tǒng);
。2)SMA-13混合料的攤鋪。
、儆捎赟MA的瀝青馬蹄脂粘性較大,運料車的車廂底部須涂刷較多的油水混合物;為了防止表面混合料結殼,運料過程中要加蓋蓬布,而且運料車數量也要適當增加。為保證平整度,也要做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪。這是提高路面平整度最主要措施。
、谏厦鎸硬捎梅墙佑|式平衡梁裝置控制攤鋪厚度和平整度。
、蹖備仚C調整到最佳工作狀態(tài),調試好螺旋布料器兩端的自動料位器,并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉速相匹配。螺旋布料器的料量應高于螺旋布料器中心,使熨平板的擋料板前混合料在全寬范圍內均勻分布,并在每天起步前就應將料量調整好,再實施攤鋪,避免攤鋪層出現離析現象。
、軘備亼x擇在當日高溫時段進行,路表溫度低于15℃時不宜攤鋪。攤鋪遇雨時,立即停止施工,并清楚未壓實成型的混合料。遭受雨淋的混合料應廢棄,不得卸入攤鋪機攤鋪;
(3)SMA-13混合料的碾壓。碾壓是SMA路面施工中極其關鍵的環(huán)節(jié),碾壓工藝、碾壓遍數、碾壓溫度等的情況如何,直接影響到SMA路面的壓實度、平整度和滲水情況;
。4)路面壓實完成24小時后,方能允許施工車輛通行;
。5)施工接縫的處理。采用三米直尺沿縱向位置,在攤鋪段端部拉尺,使得直尺呈懸臂狀,以攤鋪層與直尺接觸處定出接縫位置,用鋸縫機割齊后鏟除;繼續(xù)攤鋪時,應將接縫鋸切時留下的灰漿擦洗干凈,涂上少量粘層改性瀝青,攤鋪機熨平板從接縫后起步攤鋪;碾壓時用鋼筒式壓路機進行橫向壓實,從已經施工完成的路面上開始碾壓逐漸移動新鋪面層。
五、SMA混合料施工階段的質量管理
1.原材料的質量檢查:包括改性瀝青、粗集料、細集料、填料、木質絮狀纖維等。
2.混合料的質量檢查:油石比、礦料級配、穩(wěn)定度、空隙率;混合料出廠溫度、攤鋪溫度、初壓溫度、碾壓終了溫度。
3.碾壓成型路段的質量檢查:厚度、平整度。寬度、橫坡度、壓實度、偏度;攤鋪的均勻性。同時還應進行構造深度和滲水的跟蹤檢測。
4.施工壓實度的檢查以鉆孔法為準,鉆孔檢測頻率單幅每公里每車道2個。
5.滲水系數合格率宜不少于90%,當合格率宜小于90%時,應加倍頻率檢測,如檢測結果仍小于90%,需對該路段面層進行處理。
六、結束語
嚴格說來,SMA路面的施工比普通瀝青混凝土的施工難度要大得多,一條公路SMA路面鋪筑的成功與否,很大程度上取決于它的材料質量、設備性能和施工工藝,每一個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,忽視了其中任何一環(huán),SMA路面都將注定失敗。
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