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淺談高速公路SMA瀝青路面上面層施工工藝
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2017-05-09 15:01:01

 淺談高速公路SMA瀝青路面上面層施工工藝

     摘要:本文主要從SMA瀝青混合料原材料的選擇、配合比設計、鋪筑試驗段及施工工藝等四個方面進行闡述,以確保高速公路SMA瀝青路面上面層的施工質量。

  關鍵詞:高速公路;SMA瀝青路面;上面層;施工

  1前言

  瀝青瑪碲脂碎石(stonemasticasphalt簡稱SMA)路面具有優良的高溫穩定性、良好的低溫抗裂性,使用的耐久性以及明顯的抗滑性和一定的降噪聲的效果,目前在國外已普遍使用,國內也得到了推廣應用。當前,隨著高速公路建設的迅猛發展,對高速公路的路面使用性能的要求也越來越高。但由于高速公路行車密度大,車速快,并且隨著車輛荷載明顯增加以及重車比例增大,極易給瀝青路面帶來了明顯的早期損壞(如轍槽、泛油等)。在這樣的情況下,SMA路面因具有高溫穩定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性、不易老化、不易開裂、低溫性能好、使用壽命長等優點,在我國高速公路上得以迅速推廣。但在具體的施工過程中,只有保證了SMA路面的工程質量才能體現其優越性,為此,本文將主要談談高速公路SMA上面層施工的關鍵技術,以供同行參考。

  2SMA瀝青混合料原材料的選擇

  2.1粗集料

  SMA混合料是依靠粗集料石、石接觸和緊密嵌接而形成骨架結構,其級配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強度和抗車轍能力有密切的關系。為防止碎石顆粒在車輛荷載的擠壓過程中發生破碎,粗集料宜100%軋制,形態理想且磨耗值、針片狀指數、壓碎值等均符合規范要求,某些情況下對磨光值均有嚴格的要求采用的集料多為花崗巖、玄武巖、輝長巖,輝綠巖、片麻巖和石英巖等,即要求集料要有足夠的硬度和耐久性。

  SMA混合料的性質對集料4.75mm通過率十分敏感,要求針片狀顆粒(1:3)含量不超過20%。根據SMA材料的特性,在選擇集料時應判斷其酸堿性,為了使集料與瀝青有較好的結合能力,應盡量不考慮酸性集料,在有條件的地方最好采用玄武巖、輝綠巖等硬質的堿性石料(兩者的質量技術見表1)。  

  2.2細集料

  細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質,并有適當的級配范圍,并應與瀝青有良好的粘結能力。為了使瀝青砼表層的細集料與瀝青有良好的粘結能力,盡量使用人工的機制砂或石屑,而避免使用天然砂(天然砂由于顆粒接近于圓形,磨阻力小,故不宜多用)。

  2.3瀝青

  SMA所使用的瀝青要求有良好的粘結性和溫度穩定性,在高溫時要具有較低的感溫性,低溫時又具有較好的形變能力,一般應采用重交通道路瀝青,其指標應符合規范要求。

  2.4礦粉

  礦粉在SMA混合料中是重要的組成部分,它與瀝青混和形成瑪蹄脂,從而影響SMA的性能。一般,宜采用石灰巖或巖漿中的強基性巖石(憎水性石料),經磨細得到的礦粉。礦粉要求干燥,潔凈。按照我國目前瀝青路面施工技術規范生產的石灰石礦粉可用于SMA混合料。

  2.5纖維

  為了防止瀝青滴漏,絕大部分SMA中都使用纖維。纖維穩定劑采用木質素纖維,應在250℃的干拌溫度下不變質、不發脆,使用纖維必須符合環保要求,不危害身體健康。且必須在拌制過程中能充分分散均勻。

  一般,我國SMA礦料建議級配表見表2。  

  3SMA瀝青混合料的配合比設計

  試驗室通過各種集料的篩分結果、礦料的合成級配計算、最佳的瀝青用量等數據并參照配比設計規范規定目標配合比,然后通過拌和站實拌確定生產配合比。一般,合成級配曲線宜盡量接近設計級配中限尤其應使0.075mm、2.36mm、4.75mm篩孔的通過量盡量接近設計級配范圍的中限,對于重交通的高速公路面層,宜偏向級配范圍的下(粗)限;而根據瀝青混合料的強度理論,最佳瀝青油石比應由室內常規馬歇爾試驗確定(其技術要求見表3),即由瀝青混合料密實度,穩定度,孔隙率等指標初步確定油石比,與規范的取值要求進行比較取值。但目前由于我國大噸位車越來越多,為提高高速公路路面的使用性能,增強其荷載能力,瀝青混合料中除了要進行常規的馬歇爾試驗外,還應進行引起動穩定度試驗,以更好的確定混合料的級配和油石比。 

  表3

  4鋪筑試驗段

  試驗段是工程施工開始前的一個重要環節,通過對試驗段各項數據的研究分析,可以確定可行性生產配合比、攤鋪機的攤鋪溫度、攤鋪速度、振級、壓路機的碾壓工藝、鋪筑松鋪系數、進度的攤鋪、以及最佳人員組織、機械配置等。在試驗路段碾壓成型12小時后,對攤鋪的瀝青面層進行鉆芯取樣,以檢測其厚度及壓實度。

  5SMA路面上面層的施工工藝

  5.1SMA瀝青混合料的拌合

  高速公路瀝青砼上面表層施工,其拌合一般采用間歇式拌和機,拌合能力約為130-280T/h;拌合過程中,應確保拌合料的準確、拌和溫度、拌和時間、施工溫度等應滿足相關技術規范要求;拌合必須分散均勻,為使纖維全部打開完全分散,須延長干拌時間5-15s,投入礦粉和瀝青后,相應的增加濕拌時間5-20s左右,以保證纖維均勻的分散在SMA混合料中,避免攤鋪時出現油斑;出料、運輸、攤鋪應合理配置,避免因為SMA在貯料倉貯存時間過長而發生離析;由于SMA使用了SBS改性瀝青,因此混合料的出場溫度為170-185℃,并不得超過195℃,否則予以廢棄。

  5.2SMA瀝青混合料的運輸

  SMA混合料的運輸須使用15T以上的自卸翻斗車,車內必須清潔,并涂刷隔離劑;為避免混合料出現離析現象,裝料時應前后移動;SMA混合料在運輸的過程中,必須覆蓋,防止受到風吹、日曬、雨淋、污染等;當混合料運至攤鋪現場后,應待輪到該車卸料時再揭除覆蓋物,以防止混合料降溫和揚塵污染。另外,須根據拌和機的拌和能力及攤鋪機的攤鋪速度合理配置運輸車輛的數量,以避免攤鋪停機等料。

  5.3SMA瀝青混合料的攤鋪

  5.3.1攤鋪前,必須將中面層清掃干凈,并用吹風式滅火器吹凈浮塵,確保表面無雜物及污染,然后噴灑粘層油,灑布量一般為0.4Kg/㎡,灑布必須全面、均勻,一次灑布長度應以攤鋪機每天的工作量為前提,灑布后必須封閉道路,嚴禁車輛行駛,避免將油膜粘起以及表面污染。

  5.3.2由于SMA混合料對施工要求比較高,因此攤鋪時一般使用ABG8820、ABG8860、ABG525等型號攤鋪機。攤鋪須全幅攤鋪,多機聯合作業。

  5.3.3攤鋪寬度:按照規范要求,每臺攤鋪機攤鋪寬度不宜超過6~7.5m,如路面寬度超出攤鋪機的規范要求值時,則通常用兩臺或兩臺以上攤鋪機互相錯開呈梯次施工。當采用兩臺攤鋪機同時攤鋪時,其前后距離宜為1~2m,左右交錯宜為30cm左右,以保證縱向接縫處的混合料不產生離析以及碾壓時的料溫保持一致。

  5.3.4攤鋪溫度:由于SMA混合料較黏,攤鋪溫度較高,一般要求不低于160℃,最好高于170℃。

  5.3.5攤鋪速度:攤鋪時應勻速、連續,其應根據混合料拌和機產量、運輸設備、施工機械、人員情況及攤鋪層厚度、寬度確定,一般宜控制在2-3m/min。

  5.3.6鋪筑松鋪厚度:根據規范要求,SMA混合料的松鋪厚度一般為1.15-1.25cm之間。

  5.3.7攤鋪時盡量不要中途停頓,如遇特殊情況必須暫時中止時,攤鋪機必須保持運轉,鎖緊熨平板,使之不得下沉,停止震搗并開通熨平板加熱器。

  5.3.8在整個攤鋪過程中,攤鋪機螺旋送料器應不停頓轉動,兩側應保持不少于送料高度的2/3的混合料,攤鋪機中途盡量不要收斗,因為料斗兩側的混合料溫度較低,易造成滲水試驗效果不好以及不好的平整度和壓實度。

  5.3.9在整個攤鋪過程中,應安排專職人員跟隨攤鋪機兩側,以便發現拉料、油斑、結塊等現象時,能夠及時的清除及補料,以防止因下基準面的高低變動影響松鋪厚度及平整度。

  5.4SMA瀝青混合料的碾壓

  5.4.1SMA的碾壓應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則,碾壓溫度越高越好,攤鋪后迅速碾壓,不得等候。

  5.4.2壓路機宜使用雙輪雙振式,兩車道以上路面應配備3-4臺,速度應控制在2-4Km/h均衡碾壓,后退時方向應漸漸改變,不得轉彎。

  5.4.3一般碾壓采用初壓、復壓、終壓三道程序:初壓,應遵循少噴水,保持高溫(宜控制在130℃以上)的要求;復壓,溫度宜控制在120℃以上,碾壓遍數不少于4-6遍;終壓,溫度不低于100℃,最后光面(終壓)不得振動,應采用靜壓。

  5.4.4碾壓一般梯次進行,每次壓前1/3-1/4輪,碾壓工作面長度不宜過長(50m左右)。

  5.4.5由于SMA的礦料嵌擠作用,壓實度比較容易得到,因此,SMA瀝青砼應特別注意防止過壓。

  5.4.6待碾壓結束后,應檢查瀝青砼上面層的實際孔隙率,確保路面的壓實度達到98%以上,以確保路面的平整度符合規范要求,從而可大大提高路面的耐久性。

  5.5SMA瀝青混合料上面層接縫的處理

  5.5.1橫縫的處理:橫向接縫一般有斜接和平接兩種,其如處理不好會嚴重影響面層平整度和行車舒適性。因此,在處理的過程中,應先用6米直尺檢查,然后將平整度超過3mm的部分切去,將接頭處清洗干凈,并在接茬口涂刷乳化瀝青;然后采用雙輪壓路機橫向碾壓接縫1~2遍,鋼輪的2/3應位于已壓實部分,每15cm間隔逐步錯輪重疊壓實兩米寬度,在碾壓過程中發現縫隙過大時邊補充少量混合料,直到接縫飽滿、平順。

  5.5.2縱縫的處理:縱向接縫可分為熱接和冷接兩種。其處理方法與橫縫基本相同,但其冷縫在攤鋪時,應攤鋪與已完成部分重疊5㎝,以確保接縫飽滿及厚度相同。

  綜上所述,SMA瀝青混合料是一種新型的路面用材料,其具有高溫穩定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性等優點,非常適合在我國高速公路建設上推廣。但由于SMA路面的施工質量極易受到原材料、SMA瀝青混合料的配合比設計及施工工藝的影響,為確保其能更好地發揮優越性,這就需要每一位公路建設者要勤于學習有關SMA先進知識,善于總結較好的施工經驗,從而使SMA的使用得到大力推廣。

  參考文獻:

  [1]梁雋.SMA瀝青混合料配合比設計[J].交通世界,2009,(13).

  [2]楊子業,施浩,金偉,郎勁.淺談SMA瀝青路面上面層施工技術[J].城市道橋與防洪,2007,(10).

 

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