改性沥青sma路面施工技术与研究

'改性沥青SMA路面施工技术与研究摘要：随着社会的快速发展,交通量和车辆轴重也在不断增加,如何提高沥青路面的使用性能已成为科研工作者和路桥工程师面临的重要课题,而防止路面早期损坏、延长路面使用寿命已成为现在研究的热点,因此对路面的施工质量要求越来越高。采用高性能改性沥青,是解决当前国内外路面使用寿命的重要技术措施之一。本文从改性沥青SMA路面施工工艺技术控制等方面进行介绍，为今后类似工程提供工程参考资料。关键词：改性沥青SMA路面施工技术研究中图分类号：TU74文献标识码：ASMA沥青混合料作为一种新型材料所摊铺的的路面集中了其他各种路面的优点，孔隙率小但是表面粗糙，水稳定性以及耐久性好，而且高温稳定性也较好，具有很好的抗滑作用，耐裂不易老化；前期投入较大，但是维修费用低，寿命长，从长远来看经济效益好，SMA沥青混合料其设计及施工技术都已比较成熟，值得推广和应用。但是采用SMA路面时，仍要结合的具体实际情况因地制宜。一、关于改性沥青SMA的特点分析9 改性沥青SMA是改善骨架的密实结构,沥青用量多,粗集料多,矿粉用量多,细集料用量少。SMA路面是按照内摩擦角最大的原则,经间断级配的集料形成相互嵌挤的矿料骨架,然后按照空隙率较小的原则,以沥青玛蹄脂填充骨架的空隙,形成一种骨架密实结构。由于添加了纤维稳定剂和使用了改性沥青,克服了普通骨架密实结构易于离析的特点,同时增加的沥青用量也使骨料表面裹覆着较厚的沥青膜,混合料的粘结力得到了改善,使路面的使用性能得到提高。二、关于改性沥青SMA原材料试验分析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：表1SMA改性沥青技术要求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。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。9 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%。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%。三、关于改性沥青SMA路面的施工技术控制措施分析1.原材料的要求：施工前，对石料、砂及石屑、矿粉也应进行质检。对石料测定的项目有：抗压强度、磨耗率、磨光值、级配组成、相对密度（比重）、含水量、吸水率、土及杂质含量、扁平细长颗粒含量、与沥青粘结力、松方单位重等；对砂和石屑测定其相对密度、级配组成、含水量、含土量等；对矿粉测定其相对密度和含水量并进行筛分试验。其原材料质量要求与普通沥青基本相同但是在实际施工项目中往往高于普通沥青混合料材料品质的要求，如骨料的破碎面、颗粒形洁净程度以及质量等。2.在施工过程中质量控制：对矿料间隙率VMA、4.75mm通过率、混合料的空隙率VV、0.075mm通过率、针入度、厚度、平整度、压实度、沥青饱和度VFA以及改性沥青软化点等主要技术指标均进行了全面的计算机动态管理，掌握了自身的施工水平通过统计分析对各项指标的变异系数、标准差及平均值，为在以后的质量控制目标在路面施工中提出提供了条件。见表2：9 3.改性沥青SMA混合料的拌和（1）现场制作改性沥青的拌和厂就需要在现场设置改性沥青制造设备改性沥青混合料及SMA混合料的拌和与普通热拌沥青混合料有一些不同拌和时要注意拌和厂的沥青贮罐与拌和机之间要有足够的空旷场地加热沥青的导热油炉的功率比普通拌和厂的要大一些。由于SMA的特点是制作改性沥青的基质沥青加热温度通常要求达160-170℃以上且SMA为间断级配矿粉用量多细骨料很少且粗骨料量多且粒径单一。为此要该对料斗、料仓重新安排。9 （2）SMA所需的细骨料数量很少，为了使细骨料用量保持准确的数量，使细骨料始终保持干燥状态存贮地要加盖棚顶，SMA的矿粉需要量是一般热拌沥青混合料的两倍，一个螺旋升送器往往来不及供料，这就要求在矿粉设备及人力安排上特别注意多一种材料就要多一个供料口。SMA必须使用纤维必须考虑添加纤维的方法，改性沥青SMA混合料拌和以后贮存时间过长将使混合料表面结硬成一个硬壳且贮存的时间较普通的沥青短，SMA的沥青用量要比普通的沥青混合料沥青用量多时间长了造成沥青用量不均匀极易发生沥青的析漏，通常规定改性沥青SMA混合料要当天拌和当天用完贮存都不能过夜，对我国普遍使用的间歇式拌和机，为了及时了解到矿料级配和拌和温度的真实数据必须配备配合比和温度的自动检测和记录设备对宏观控制沥青混合料的数量和厚度很有用。改性沥青与ＳＭＡ要求在较高温度下拌和，改性沥青也会严重老化而失去粘结力不等于温度可以无限制的高，若温度太高一定会影响沥青混合料的质量。在拌和过程中若冒白烟则属正常情况，除了温度计自动监测外观测混合料放料过程中的冒烟情况非常重要，如果超过了规定温度其直接表现为冒浓浓的青烟。4.改性沥青及SMA混合料的运输和摊铺：改性沥青混合料黏度较高摊铺阻力要比普通混合料大摊铺温度高，通常轮胎式摊铺机可能顶不动运料车当下层撒布粘层油时极易产生车轮打滑现象，摊铺机的摊铺宽度也不能像普通混合料那样大所以改性沥青摊铺一般需要使用履带式摊铺机。对SMA混合料松铺系数要比普通混合料小得多混合料的可压实余地很小，为了保证路面的平整度拌和机与摊铺机的能力必须匹配，要尽量减少摊铺机的停顿次数要按照规范要求做到缓慢连续不间断且均匀地摊铺运料车也要有富余不允许出现摊铺机等候运料车的情况一般要求在摊铺机前至少要有3台以上的运料车等候，改性沥青SMA混合料在摊铺过程中，遇到降雨必须立即停止摊铺并且事先要注意天气预报，若碾压成型有困难的必须及时铲除掉并将已经摊铺的混合料迅速碾压。9 5.改性沥青SMA混合料的碾压：改性沥青混合料的一般掌握的碾压成型的最低温度为130℃压实工艺在高温下碾压显得特别重要对压实机具也没有特别要求，与普通沥青混合料没有太大的区别除了提高碾压温度外没有太大的不同。改性沥青SMA混合料厚度比较薄温度下降较快通常都在表面层使用要注意不能在温度下降以后才碾压。SMA必须采用刚性轮碾压，不容许采用轮胎压路机碾压。碾压SMA必须密切注意压实度的变化。对SMA结构来说，过度碾压会变成像含水量很大的弹簧土路基一样，无法稳定。因此，只能通过严格控制碾压遍数的方法控制压实度。一般初压用10吨钢碾紧跟在摊铺机后面压1-2遍，或者振动压路机振动碾压2-3遍，最后用较宽的刚性轮碾压一遍结束。6.SMA路面的接缝处理：SMA路面接缝处理较常规热拌沥青混合料要困难，若不避免冷接缝应在施工完毕路面尚未完全冷却前用切割机切割好施工中要尽可能避免冷接缝然后用水将接缝处冲刷干净，涂刷粘层油即可摊铺新混合料进行施工继续进行施工。施工时将已铺混合部分留下10-20�宽暂不碾压采用两台摊铺机时纵向接缝应采用热接缝，跨缝碾压以消除缝迹作为后铺部分的高程基准面。原路面必须消除边缘处压实度不足部分约3m横向接缝要先处理原铺沥青路面，为了形成垂直的接缝面用切缝机锯齐并用热沥青涂抹。9 　　7.提高施工人员素质和责任心。在SMA路面施工中,人为因素特别是施工人员素质和责任心对路面质量的影响也是至关重要的。现场技术员,质检员、现场监理员要切实发挥出应有的作用,施工人员应具有高度的责任感,保证按施工规范施工,对混合料的拌和、运输、摊铺、碾压以及接缝处理等一系列环节,层层把关,并成立质量管理小组,加强各施工人员及机械操作手的质量意识,并贯穿于整个施工过程。四、关于改性沥青玛蹄脂碎石混合料的优点1.低温抗变形性能。因为SMA混合料中有一定量的沥青玛蹄脂，因此在低温条件下，SMA混合料的粘结能力特别强，而且沥青玛蹄脂还具有柔性和韧性，所以SMA混合料的低温抗变形性能极佳。2.高温抗车辙性能。SMA混合料的组成有两部分：沥青玛蹄脂和粗集料骨架。在高温条件下，因为SMA混合料含粗集料较多，而在骨架嵌挤的作用下，混合料抵抗外力的变形能力很强，所以SMA混合料具有高温抗车辙性能。3.路面的独特性。SMA混合料中的矿料是间断级配的，而且碎石也是高质量的，具有耐磨、坚硬等优点，所以SMA路面的摩擦系数以及构造的深度较大，减少溅水及噪声的同时，沥青路面耐磨性和抗滑性也较好，从而提高了公路路面的质量。9 4.使用寿命长。SMA混合料中的沥青玛蹄脂能够很好的填实粗集料骨架的空隙，所以SMA混合料由于空隙小，沥青与空气或水的接触就少，所以SMA混合料对基层、中层和下层具有较好的隔水作用及保护作用，因此SMA混合料具有较高的稳定性、抗老化性及抗疲劳性，使用的寿命也就更长，路面的整体强度也更高。随着国民经济的发展,公路交通流量与日俱增,车轴荷载也在不断地增加,这就要求路面具有更好的使用性。在这种情况下,研究人员不断地从沥青本身的性能与质量、从沥青混合料结构上进行探索,提出了沥青玛碲脂碎石混合料(SMA)这种具有粗集料多、矿粉多、沥青用量多、细集料少的骨架型紧密结构。由于这种结构在理论上既保持了大空隙排水性路面表面功能好的优点,又克服了耐久性差的缺点。因此,它具有较好的抗高温车辙、耐低温开裂、抗滑耐磨、使用寿命长的特点,并广泛地应用在高等级路面中。参考文献：[1]公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ036-98)[S]北京人民交通出版社2009.4[2]殷岳川公路沥青路面施工[M]北京人民交通出版社2000[3]郭忠印李立寒沥青路面施工与养护技术[M]北京人民交通出版社2003[4]赵善良，张兆玉．谈改性沥青混合料面层施工技术要点［Ｊ］．博览科技探索，2012.（10）9 [5]宋俊杰．公路沥青路面施工沥青混合料离析现象的控制方法［Ｊ］．建筑科技与管理，2013（10）．[6]刘新国．橡胶沥青混合料在路面施工中的使用效能分析［Ｊ］．建筑科技与管理，2012.（08）．[7]兰海明.对公路工程改性沥青SMA路面施工技术的要点与质量控制的分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012(24).[8]陶世刚.公路工程施工中改性沥青SMA路面施工技术及应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012(18).9'