sma沥青玛蹄脂路面施工研究

'2013年11月安阳工学院学报NOV．2013第l2卷第6期(总第66期)JoumMofAnyangInstitu~ofTechnologyVo1．12No．6(Gen．No．66)SMA沥青玛蹄脂路面施工研究李涛，梁冬(1．安阳市公路管理局；2．安阳市市政工程处，河南安阳455000)摘要：沥青玛蹄脂混合料(sMA)是近年来非常引人注目的沥青混合料，其抗车辙性能和抗滑性能好。了解其特性，掌握其配合比设计方法、技术要求、施工方法、质量控制，可有效防止病害的发生。关键词：沥青玛蹄脂混合料；配合比设计；温度；碾压；检测；病害中图分类号：U414文献标志码：A文章编号：1673—2928(2013)06—0075—040概述31沥青玛蹄脂用量大，低温抗裂和耐疲劳性沥青玛蹄脂混合料(SMA)是近年来非常引人能高。注目的沥青混合料，其抗车辙性能和抗滑性能好，41孔隙率小，基本不透水、耐久性好，路面使在世界范围内，德国于2O世纪60年代开始使用，用寿命长。设计时可以减薄表面层的厚度达到节效果良好。我国也在高等级公路上进行使用，并取约成本的目的。得良好效果。SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿3SMA路面材料的选取粉及少量的集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配3．1结合料的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料，经过碾用于SMA的沥青结合料一般要求采用稠度较压成型后具有抗车辙、抗裂、抗滑、不透水、耐久性大的沥青。如AH一70、AH一90，也可采用改性沥青。强等技术优点。3．2集料1SMA的组成特点1)粗集料SMA的组成有以下特点：SMA沥青混合料要求粗集料必须特别坚硬、1)SMA是一种间断级配的沥青混合料。棱角好、有良好的嵌挤能力，其压碎值不大于2)加入沥青多，一方面增加矿粉用量，同时使25％．针片状颗粒含量不大于10％，粗集料形状宜用纤维作稳定剂。通常使用木质素纤维，用量为沥为立方体或近似立方体的碎石集料。青混合料总重量的0．3％，矿物纤维的用量则为混表1沥青混合料用粗集料质量技术要求合料总重量的0．4％。高速公路及一级公路其他等试验3)沥青结合料用量多，比普通混合料高1％以指标单位方法表面层其他层次级公路上。粘结性要求高。要求选用针入度小、软化点高、石料压碎值．不大于％26283OTO316温度稳定性好的沥青，或者采用改性沥青。洛杉矾磨耗损失，不大于％283035I3174)SMA的配合比设计不是完全依靠马歇尔表观相对密度。不小于—2．602．502．45TO304配合比设计方法，主要由体积指标确定。吸水率．不大于％2．03．O3．O1U3045)SMA对材料要求高。粗集料必须特别坚坚固性．不大于％l212一314硬，表面粗糙，针片状含量少，细集料不用天然砂，宜用坚硬的人工砂，矿粉必须使用磨细石灰粉，最2)细集料好不使用回收矿粉。SMA沥青混合料表层中，细集料所占比例不6)SMA的施工工艺要求高。特别是拌和时间超过10％，可选用强度较高的机制砂。也可以采用要适当延长。施工温度要提高，压实时不能采用胶机制砂和天然砂混合使用，但机制砂和天然砂的轮压路机碾压。比例必须大于1：1，即机制砂多于天然砂。2SMA表面层的优点3．3填料11由于SMA是一种以粗骨料为主骨架嵌挤矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩结构，对高温的抗车辙能力强。石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉应干燥、21表面构造深、粗糙、孔隙大、抗滑能力强。洁净、不成团，能自由地从矿粉流出。收稿日期：2013—05—15作者简介：李涛(1974一)，男，安阳市人，安阳市公路管理局工程师，主要从事施工管理工作。 76安阳工学院学报2013正表2沥青混合料用机制砂或石屑规格表3沥青混合料用矿粉质量要求3．4纤维稳定剂用了较多矿粉，需加纤维稳定剂起加筋作用、分散在SMA沥青混合料中掺加的纤维稳定剂宜选矿粉作用、吸附吸收沥青作用及增粘稳定作用。木用木质素纤维、矿物纤维等，因为SMA混合料中使质素纤维质量应符合表4的技术要求。表4木质素纤维质量技术要求一木质素纤维不宜长期堆放，否则易变潮结团，骨料间隙率确定具有良好嵌挤作用的矿料级配；在拌和时就不易打散，拌和不均匀。确认所选择的级配最小VMA及沥青最小用量。选4SMA混合料配合比设计方法择最佳沥青用量OAC确认混合料的空隙率；评价就SMA的设计而言．国际上尚无公认的成熟SMA的水稳定性和析漏情况。方法。目前一般采用的设计方法有两种：一种是采4)SMA设计流程图用旋转式搓揉压实机设计法：另一种是马歇尔试验设计法。我国多采用马歇尔试验设计方法确定目标配合比，再通过其他辅助试验对配合比进一—步确认。其步骤如下所述。1)粗骨料设计主要是确定4．75mm以上的粗骨料通过率这以4．75m通过率为关键特征，选用一关键指标，即设计好矿料间隙VMA和粗集料骨3个档次，例如可选22％、25％、28％架孔隙率VCA。2)玛蹄脂胶浆设计选择初试沥青用量、马歇尔试验玛蹄脂胶浆中应含有足够的沥青结合料，并分析VM／t、VCA，确定设计级配具有相当劲度的沥青玛蹄脂胶浆，它填充在粗集料骨架嵌挤成的石与石的结构间隙中．玛蹄脂胶设计级配变化沥青用量试验浆设计就是确定最小沥青用量和空隙率两个关键玛蹄脂部分指标。分析空隙率，确定最佳沥青用量性质测试3)SMA配合比设计．SMA配合比设计包括：SMA材料选择；根据粗进行水稳定性及渗析试验检验 第六期李涛。梁冬：SMA沥青玛蹄脂路面施工研究5)SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术SMA混合料马歇尔试验配合比设计应符合表要求。5所示的技术要求O表5SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求注：①对集料坚硬不易击碎。通行重载交通的路段，也可将击实次数增加为双面75次。②对高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区，设计空隙率允许放宽到4．5％，V／VIA允许放宽到16．5％(SMA一16)或16％(SMA一19)，VFA允许放宽到70％。③试验粗集料骨架间隙率VCA的关键性筛孔，对SMA-19、SMA-16是指4．75mm。对SMA-13、SMA-10是指2．36mm。④稳定度难以达到要求时容许放宽到5．0KN(非改性)或5．5KN(改性)。但动稳定度检验必须合格。5SMA路面的施工②集料及填料的添加SMA路面施工较普通沥青混凝土路面施工SMA混合料的特点是粗集料多、矿粉多、沥除温度应提高10～2O℃，混合料拌与压实工艺也青多、细集料少，由于这三多一少，使拌和的难度有所不同。其他工艺都与普通沥青混凝土施工大增大。体相同。SMA混合料的粗集料含量在70％以上．矿粉1)SMA沥青混合料的拌和含量在10％以上．细集料加石屑加砂含量共15％拌和是SMA沥青混合料施工的关键工序。其左右，再加上粗集料中也含有部分细集料，这就使实，只要是拌制出的SMA混合料合格，摊铺、碾压小于5mm的细集料实际添加量更小。粗细集料用等工序都是比较容易控制的。量的过大悬殊，要求在拌和时应合理调整安排料①SMA混合料拌和温度要求仓，使配料尽可能平衡，最大限度地保证拌和生产SMA混合料中矿粉和稳定剂都是未加热的冷率达到最高。其具体作法是增加一个粗集料供料料。因此加入拌和后会降低混合料温度，为保证出斗。保证粗集料的足量供给。细集料因用量少，若料温度满足SMA混合料摊铺要求．所以拌和温度冷料仓开口小，细集料较潮湿时就下料困难。若开要比普通沥青混合料高。口过大，则往往过量。为保证细集料的顺利供给，表6SMA混合料拌和温度控制表细集料应尽量保持干燥．储存场地要硬化．并使用盖遮雨棚等措施，保证热料仓不出现粗集料亏料，细集料溢仓的不正常现象。改造拌和设备是一项重要的工作内容。SMA的矿粉用量大．为普通沥青混合料的2倍，而又不能使用回收粉尘，所以拌和站矿粉提升能力明显不足，必须增加一套提升设备。 78安阳工学院学报2013正③稳定剂的添加实际上静压一遍后，高频率、低振幅振压一遍。为了准确、准时地加入．在拌和锅观察窗外自再静压两遍就能达到压实要求。制了一个翻板式投放口，并安装上传感器与粗集4)SMA路面质量检测、控制及常见病害料放料传感器相联，在发出粗集料放料信号的同对SMA混合料的马歇尔试验．最主要的指标时，纤维投放口自动开启，预先称量好的木质素纤是空隙率、VMA、VCA、VFA，而稳定度和流值并不维与粗集料同时投入拌缸．纤维在干燥粗集料干像对普通沥青混凝土混合料那样显得非常重要。拌的冲击下打散并均匀地分布在干混合料中，再严格控制SMA混合料在各个环节的温度随时加入沥青湿拌，出料效果非常好。随地进行检验。检验结果应符合表6、表7和表8中④拌和时间的控制规定；严格控制SMA混合料中矿料级配。对间歇拌SMA沥青混合料的拌和时间应以混合料拌和和机必须要求逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿均匀、纤维分布均匀、所有矿料均裹覆上沥青结合粉质量及一盘混合料质量，随机计算出矿料级配，料为准。拌和过程中视混合料拌和情况，拌和时间与标准配比进行对照，配料误差见表9所示。对纤可作相应增减。维素质量误差不应该超过要求数量的±1O％。2)SMA混合料的运输表9配料误差由于SMA混合料粘性很大，运料车车厢及底筛孔径与标准配合比的容许差(％)部均需涂刷油水混合物隔离剂．但底部不得存有o．07±2残液。为保证摊铺温度，当使用改性沥青时．混合≤4．75±4料出料温度应为150~C～160~C。为防止表面结硬，≥9．5士5运料车必须加盖保温。3)SMA混合料的碾压严格混合料配合比。要求每天每台拌和机取对SMA路面来说，碾压是重要一环，保证及样抽提筛分不少于一次。要求油石比误差不超过±时碾压非常重要。由于SMA混合料的粗集料嵌挤0．3％(按表5中要求)。良好，碾压过程中推挤很小，可以使用较重性的压SMA路面的质量检测可以按照普通的热拌沥路机在很高温度下碾压。碾压要紧跟在摊铺机后青混合料路面的质量要求和检测频率进行检测。面隔一定距离碾压。一旦SMA混合料的温度下过度碾压、出现油斑和碾压成型温度不够高是降，如是使用的改性沥青，粘度增大，压实就更难SMA路面的常见病害。达到要求。SMA的压实度比较容易达到。但是，若碾压碾压温度控制应符合表7要求。过度，不仅将碎石碾压破碎，破坏了棱角，还会使表7碾压温度范围表玛蹄脂上浮，甚至出现油斑，减小构造深度。所以，压实过程中要经常观察表面情况，严格避免过度碾压。油斑是SMA路面又一常见病害，主要是由于混合料拌和时纤维分布不均造成的，或者是由于碾压要领：SMA路面碾压施工工艺应采用“刚人工加纤维时漏投、晚投、少投等，或者因纤维受碾、高频、低幅、紧跟、慢压”的十字方针。SMA必须潮结团不能充分拌和打散。用刚性碾碾压，不能使用胶轮压路机碾压，因为胶SMA在130度碾压的效果就很差了，在低温轮压路机的揉搓容易使玛蹄脂上浮．造成构造深碾压容易出现不平整。在行车过程中出现车辙，就度下降，甚至泛油，破坏SMA结构。压路机压实采是因为碾压不足造成的。用高频率、低振幅，可以防止表面石料损伤，保持良好的棱角性与嵌挤作用。“紧跟、慢压”是指压路参考文献：机应紧跟在摊铺机后，在高温状态下碾压，以不产【1]张俊，朱浮声，王晓初．沥青混合料低温抗裂性能影响因生推挤现象为宜．速度宜控制在4．0—5．0km／h。切忌素的试验研究[J]．公路，2007(01)．在低温下反复碾压，压碎石料，破坏骨料棱角。[2]张志祥，陈荣生．SMA沥青混合料中木质素纤维用量的试碾压控制参数见表8所示。验研究【J]．公路交通科技，2006(01)．表8碾压控制参数一览表(责任编辑：赵建周)'