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摘要:在经济发展的过程中,越来越多的交通工程项目正在建设中。在公路建设过程中,沥青混凝土材料得到了广泛的应用,这对于提高工程整体质量具有重要意义。其中,SMA沥青表层具有表层结构深、抗滑、耐磨性能好、水稳定性和耐久性好等特点,能够保证路面的保乳性和水稳定性。
关键词:市政道路;SMA沥青砼路面;施工技术
前言
SMA沥青表面层施工可以提高公路的整体质量,具有良好的舒适性,路面也比较平整,能够达到节约资源提高经济效益的目的,是促进公路工程建设事业实现可持续发展的重要举措。
1SMA性能介绍
1.1SMA组成
沥青玛蹄脂(Mastic)是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的混合物。SMA路面是按照内摩擦角最大的原则配置间断级配的粗集料,使其形成相互嵌挤锁结的骨架,然后用足量的沥青玛蹄脂(细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成)填充其骨架空隙的一种路面结构。5mm以上的粗集料,用量高达70%~80%。矿粉填料用量达8%~13%,粉胶比(矿粉同沥青比)远远超出通常1.2的限制。沥青结合料用量多,高达6.5%~7.0%。细集料:一般0.075mm筛孔的通过率高达10%。纤维稳定剂占混合料总重的0.3%~0.4%,用来吸附过量的沥青。
1.2强度组成机理
1.2.1高温稳定性
SMA的高温稳定性主要取决于内摩擦角φ值,φ值主要取决于矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度。SMA作为一种间断级配混合料,4.75mm~9.5mm之间的粗集料总量的40%左右,远高于普通密级配混合料,且矿质颗粒粗大、均匀,同时SMA对集料的扁平或细长颗粒有严格的限制,某些情况下对磨光值也有严格的要求。这样,SMA混合料骨料有棱角且表面粗糙,故内摩擦角φ值大。即使在高温条件下,由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用,混合料仍有较好的抗变能力。
1.2.2低温抗裂性
在低温条件下,混合料收缩变形使集料受拉时,集料之间填充的沥青玛蹄脂(Mastic)可以发挥其良好的粘结作用。此时SMA的抗拉能力主要取决于沥青胶结料的粘聚力c值。由高含量的矿粉、纤维和沥青组成的Mastic具有远高于普通密级配混合料的粘结作用,从而使混合料具有良好的低温抗裂性能。
1.3SMA的优点
在材料组成上,SMA遵循“三多一少”的原则(即粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少),充分发挥粗集料的骨架嵌挤作用,使混合料产生非常好的抗变形能力,即使在高温条件下,沥青玛蹄脂的粘度下降,但其抗车辙变形的能力仍不减弱。由于有相当数量的沥青玛蹄脂包裹在粗集料的表面,当气温下降,混合料因收缩变形使集料被拉开时,沥青玛蹄脂仍具有很好的粘结作用,它的韧性和柔性使混合料具有很好的耐久性和低温抗裂能力。由于SMA混合料内部的空隙率小,沥青的耐老化性和混合料的水稳定性都将大大提高,同时由于间断级配在路表面形成达到孔隙,具有较大的构造深度(TD可达1.5~2.0mm),使路面具有很好的抗滑能力,并对降噪音(减少3~5dB),防行车水雾等都有益,从而全面提高了沥青混凝土的路用性能。SMA可用于铺筑更薄的面层,从而可以降低工程造价。无论何种气候,无论重交通条件与否,SMA结构面层均稳定耐久。即使是重交通地区,该结构预估计使用寿命为10~15年,仍比传统的沥青混合料结构路面延长寿命20%左右。
2施工技术控制措施
2.1动工前的措施
第一应该对初始材料的采购质量实施严格审查,确保所使用的初始材料质量达到既定标准,审查和实验各类施工设备在生产性能、供应材料和材料运送这些方面的功能是否齐全,进而让摊铺施工的进程和碾压装备可以更好的匹配,同时对松铺系数、碾压遍数等各个技术指标进行确认,以此来为整个施工质量奠定良好的基础。在此基础上还要实实在在的完成好SMA沥青混合料的配制工作。在拌和进程中,必须使用间歇式拌和机,同时依据实验结果中的掺配比例实施配制。除此之外,还应该严格控制料仓内材料数量,而且要注意粗细集料进料、出料状况。料仓的开口一般不大,主要是由于细集料所占份额小,只有当细料出现潮湿以此导致下料困难的情况时,才可以将料仓口增多,而这也会增多细集料的用量,因此必须保证细料的干燥性。不仅如此,还要确凿加强对其温度的控制力度。在温度控制的时候,应将沥青加热到160°至165°且不大于175°,在升高集料的温度时,需要控制温度在190°和220°之间,搅拌时间为50~60s.能够直接出厂的混合料温度应在170和185°度之间,同时保证混合料搅拌均匀,无离析和结块这些问题发生。如果因为加热过度有引起起泡、碳化等材料问题,那么必须将其丢弃,严令禁止将其用于施工。在拌合完成后应准时将其运送到动工现场。因为高温沥青其具有较大的粘性,所以在运送完毕后必须将车厢彻底清理干净。同时在运送完成后往车厢内部喷射隔离剂,保证沥青不和车厢之间粘在一起。除此之外,还应该在运输时在运输车上加盖遮盖物,维持混合料的表面温度,防止其由于温度降低而转换为硬壳。并且在整个运送过程中不能停留太多次,要确保混合料运送到现场之后的温度不低于160℃。
2.2动工时的措施
2.2.1摊铺施工
一般不得在寒冷和阴雨的天气进行摊铺施工,施工时的环境温度一般应大于15℃,若低于15℃,则不适合摊铺工作的开展。若必须进行施工,且外界的温度较低,就应将混合料拌和和摊铺的温度适当提升。另外,应在摊铺过程中加强对应下料速度的控制,下料过程中应缓慢和匀速,且连续不间断进行摊铺,同时摊铺的速度还应结合拌和站的生产能力进行调整,通常情况下,拌和站的生产能力均能满足,摊铺的速度应在1~3m/min,并在摊铺之前应对熨平板进行预热处理,在摊铺过程中,其夯锤和熨平板均应采取最大振级,才能确保其初始的压实度大于85%,但是其摊铺温度应比一般的沥青混凝土的摊铺温度高20℃左右。双车道以上的道路应采取半幅两台摊铺机同时错开进行SMA混合料的铺设,且两台摊铺机之间的距离应尽可能地缩短,才能更好地促进热接缝施工。
2.2.2碾压施工
摊铺施工之后,应紧接着进行混合料的碾压施工,在碾压过程中,一般选取钢轮震动压路机作为碾压设备,且整个碾压过程应坚持紧跟慢压、高频低幅的原则,为了预防碾压过程中由于碾轮的作用导致沥青玛蹄脂出现上浮,所以不得采用轮胎压路机对其进行碾压,且在摊铺之后应及时进行高温碾压。常见的碾压应分为三个阶段,即初压阶段、复压阶段和终压阶段。三个阶段的碾压温度应分别大于150℃、140℃和120℃。初压尽可能采用大吨位的压路机在高温状态振动碾压,以提高压实效率且避免石料被压碎。压路机碾压尽可能靠近摊铺机,以减少碾压前温度散失过多;初压遍数为一遍,复压紧跟在初压后进行,采用与初压压路机振动碾压,碾压遍数不少于2~4遍;终压采用刚性静压,紧接在复压后进行以消除轮迹。在整个碾压过程中如有粗集料的压碎、棱角、嵌挤、玛蹄脂上浮等现象,应立即停止碾压。同时不得在低温下反复碾压,以免造成集料的棱角磨损、破碎、破坏集料的嵌挤。
结束语
市政道路工程中沥青砼路面的施工质量与沥青混合料以及施工技术有着极大的关系。因此在实际工程中,对施工技术进行分析,对于提高沥青砼路面的施工质量具有重要的意义。在市政道路工程中沥青砼路面设计与施工中,加强设计方以及施工方之间的联系,进一步提高沥青砼路面施工的科学性以及合理性。
参考文献:
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