浅谈sma沥青路面施工工艺

'浅谈SMA沥青路面施工工艺摘要：SMA沥青路面在现在公路路面施工中己经比较普及，具有高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的优点。本文结合SMA路面施工实践，对SMA沥青混合料施工工艺、施工技术要点和质量控制进行分析、阐述。Abstract：SMAasphaltpavementispopularinhighwaypavementconstructionnow，whichhastheadvantagesofhightemperaturestability，lowtemperaturecrackingresistanceandwaterstability.CombinedwithSMApavementconstructionpractice，theSMAasphaltmixtureconstructiontechnology,constructiontechniquesandqualitycontrolareanalyzed.关键词：SMA；施工工艺；质量控制Keywords：SMA；constructiontechnology；qualitycontrol中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：1006-4311(2016)30-0075-020引言 沥青玛蹄脂碎石混合料系一种由改性浙青，纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料骨架间隙组成的嵌挤密实结构沥青混合料。从60年代中期德国成功投建第一条SMA路面开始，这种路面结构就开始在全世界范围内的道路交通系统中逐渐普及。在1992年，中国在首都机场高速公路工程中首次运用了改性沥青、SMA技术，之后发展至今，SMA路面依然成为高速公路是公共领域常用的道路结构。2004年9月4日，我国交通部发布了《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)，将SMA路面相关的配合比设计、质量标准等纳入新规范之中，足以体现我国对这种路面给予了较高的关注度。而SMA路面较好的抗车辙、抗裂、抗滑、不透水及耐久性等特性在多年的发展和应用中也得到了充分验证。目前这种路面被广泛应用在国内高速公路、高等级城市干道、机场和桥面铺装等重交通路面工程中。1SMA的性能机理1.1SMA的级配结构中，粗集料的配比超过了七成，颗粒与颗粒之间具有较好的嵌挤作用，能够抵御一定程度的荷载变形。而且在高温环境中，其抵御荷载变形的能力并不会因为沥青玛蹄脂粘度下降而降 低，这是SMA路面具有高温抗车辙性能的主要原因。1.1SMA使用矿粉掺量基本在8%〜12%之间，沥青掺量为5.5%〜6.5%，比密级配沥青高1个百分点。并且SMA混合料中掺有纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，能够缩小填集之间的间隙。在低温环境中，大部分混合料易温缩变形，但是SMA沥青玛蹄脂依然可保持较好的粘结度，能够提高路面结构的柔韧性，从而避免路面在低温条件下收缩变形甚至开裂。如果再掺加一部分改性沥青，则其低温抗裂性能会进一步提高。1.2SMA混合料的内部空隙率基本不超过4%左右，混合料内部的水属于毛细水形态，不容易成为动力水，而且混合料因其具有较好的粘性，所以几乎不渗水。混合料加上玛蹄脂和集料的结合力好，混合料的水稳定性有较大改善。1.3SMA混合料中掺入的都是质地坚硬、耐磨性良好的石材，矿料中掺有大量粗集料，间接级配。采用这种混合料铺筑的路面，其表面的空隙较大，构造有一定深度，这大大提高了路面的抗滑性，在降雨天气行车路面不会出现严重的水漂现象，因此说这种路面构造兼抗滑性和耐久性的功能特点，雨天行车时路 面也不会出现水化飞溅而产生水雾，同时也对路面进行了有效降噪，提升了路面行车的安全性和舒适度。1.1SMA的混合料内含丰富的玛蹄脂，集料间的空隙率很小，使得沥青与空气不会过多接触，因而路面具有一定的耐老化特性。1.2SMA路面具有较高的密水性，能够隔水保护其下步的沥青层和基层，对于维持路面整体的强度和稳定性大有裨益。2SMA的施工控制2.1施工前的准备工作①定期检查集料的品类、规格、颗粒大小及颗粒形状、含泥量、风化石含量等，如果颗粒质量达不到摊铺要求，就需要通过筛分实验进行合理调整。②定期检查矿粉色泽，颗粒之间是否结块，是否掺杂着粗颗粒等等。③根据质量标准对进场的材料进行严格的复检，严禁使用劣质材料。工前必须硬化处理堆料场的地面，以防混合料中掺入砂石等碎料。分类隔离存放规格不同的混合料，分类牌上明确标示混合料的规格、型号等重要参数，以免其相互混杂而用错料。④木质素纤维不宜露天存放，且不宜存放在易受潮的环境中。专门用来添加的木质素纤维的设备须严格计量 标定，并且要保持干燥。2.2改性沥青的储运要求基于相关规范要求，改性沥青出厂时装车温度最低要达到160°C，运输途中的温度应该保持在140°C以上，运抵搅拌厂后应及时泵送至专用储存罐内妥善保存。由于这种沥青颗粒之间粘度较好，容易结块堵塞管路，因此存放时应维持在一定的温度范围内。另外，要用安装在储存罐顶部或储存罐中自带的搅拌器定时搅拌，搅拌频率为3小时1次，并且每次要持续搅拌20分钟，使沥青保持良好的均匀性。完成当天的工作内容后，罐中尽量不留沥青，或者将将罐中沥青注满，以防混合料与空气过多接触性能逐渐老化。2.3SMA混合料的拌合生产SMA应采用间歇式沥青拌和机，生产能力要满足路面摊铺的要求，保证摊铺的连续性，SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是：①SMA的木质素纤维一定要采用干拌的方式分散拌匀，干拌时间延长5〜15s，掺加沥青后干拌时间延长5〜10s，总生产时间延长15〜25s。②为了防止沥青离析，SMA不宜在贮料仓内存放过久，且存放数量不宜过多。③人工添加木质素纤维时存在人为误操作的风险，比如因人为操作不当导致添加量不足或者 添加量过多，都可能造成SMA质量达不到预期。故建议用机械添加，利用风送机将纤维分散，再吹入拌合锅里，采用机械添加木质素纤维应防止输送管道堵塞。④SMA中添加了SBS改性沥青，其拌和温度比普通沥青混合料高10〜20°C。沥青加热时温度必须达到170〜180°C;矿料加热时温度也要达到185°C〜195°C；矿粉、纤维无需加热；出料时，混合料的温度不得低于170°C,最高不能高于185°C,所以出料前必须进行温度检测，同时用帆布覆盖保温，当出料温度高于195°C以后，或者发现有花白料，必须废弃重拌。2.3SMA混合料的运输①运料车的数量必须满足需要，车辆过少不能保证摊铺的连续性，过多则造成积压使混合料的温度降低，影响摊铺质量，车况应保持良好，以确保随时调用。②在装料过程中，为防止混合料离析，运料车应该保持小幅度的前后移动。③运料途中，运输混合料的车辆必须覆盖，防止风吹、日晒、雨淋、污染等，必要时加盖保温层。④运料车辆在摊铺机前0.3米左右处停放，空档停车使其由摊铺机推动渐进，严禁碰撞摊铺机，确保摊铺的平整度。2.4SMA的摊铺和碾压成型由于使用SBS改性沥青及纤维稳定剂，混合料摊 铺温度宜为160〜180°C，摊铺时不得使用低于140°C的混合料。另外，改性沥青SMA不适用于10°C以下的摊铺环境；摊铺前先进行摊铺试验，确定最佳松铺系数（一般为1.15〜1.20），再根据摊铺试验所确定各项参数进行全路段的摊铺作业。摊铺完成后，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的技术要求，以2〜4km/h的速度进行分段碾压，而且要先初压，再复压，最后终压。初压：总的原则是少量洒水，维持高温，梯队迭进，不能出现推移、开裂等问题。温度下降随着逐步碾压而减缓。摊铺后，初压前每分钟温度会降低4〜5°C,因此压入机应该紧随在摊铺机后方，力求在混合料摊铺成型后能够及时进行初压，且初压温度不得低于150°Co复压：初压后及时进行复压。基本要求是在不压碎集料的前提下达到设计的压实度。对此建议使用重型振动压路机，碾压遍数在3〜4遍为宜，压实温度最低不得低于140°C，同时不得高于150°C。另外，要不定时用直尺量测路面的平整度，不合格处采用6T〜8T钢轮相振动压路机进行二次整平。终压：复压后须通过1遍刚性碾压来消除轮迹，中途压路机不得出现振动、急停等问题。在实际作业 中，压实温度最低110°C，最高不得超过130°C。碾压时，用振动压路机碾压高温SMA沥青混合料不会推拥，并且经压实的路面有一定的构造深度（实际检测后的构造深度基本在0.9〜1.25之间），并且具有较强的抗渗性。2.6接缝处理①SMA沥青混合料应该一次摊铺成型，不建议中途停工，以免产生冷接缝。②对于横向施工缝一定要认真处理，否则会破坏路面平整度，进而影响行车体验。横向接缝最好是横向平接缝，工后用直尺检查，超过3mm的部分尽量在沥青冷凝前切除，切缝后必须清理干净，铺筑新混合料前先刷结合油。3施工中的常见问题及处理措施3.1对于SMA路面来说，集料本身具有较高的粘度，使得混合料在摊铺后容易压实，但是粗集料之间有一层沥青结合膜，沥青加热后，结合膜软化并且变得润滑，在温度降低后才可稳定。因此高温条件下碾压沥青混合料时，由于集料之间的结合膜软化影响集料之间的粘结性，使其无法达到稳定状态，因此即便经过多次碾压，总会出现集料位移的现象，碾压时集料向下走，玛蹄脂会逐渐上浮，集料无法稳定。对此， SMA沥青混合料在碾压阶段容易过碾压。3.2出现油斑在SMA路面摊铺成型过程中或通车后出现油斑也是常见的一种病害。产生油斑的原因有以下几点：①运输距离较远，混合料中骨料与沥青产生离析。②纤维掺加剂拌合不均匀，常出现在人工添加纤维的过程中，人工添加纤维不能很均匀，不能保证在同一时间投入，由于漏投、少投、晚投纤维，干拌时间不够，纤维没有充分分散，沥青用量不会均匀。另外一个原因是纤维稳定剂数量不够，材料出现离析，沥青用量不均匀，过多或过少，经过一段时间的行车使用，就会出现沥青集中处出现油斑。要预防这种现象，根本措施将人工投纤维改为机械自动化投入纤维，同时防止纤维受潮和成团。③用沥青数量过高。④摊铺机等混合料时间过长及运料车积压过多，发生沥青离析。摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时撒机制砂。4结束语我国目前的SMA路面广泛适用于机场道路、钢桥面铺装、高速公路和城市道路，从实践效果来看 SMA结构能全面提高路面的使用性能，相信在以后的公路施工中，SMA沥青路面会更多地以其优越的性能会更加广泛的使用。参考文献：[1]肖玉荣，唐承铁.SMA沥青路面离析评价指标的研宄和应用[J].公路工程，2012(06).[2]李枝龙.关于SMA沥青路面施工过程的质量控制[J].交通世界(建养.机械)，2012(08).[3]但汉成，罗苏平，李亮，赵炼恒.SMA路面渗水性能试验研究与评价分析[J].中南大学学报(自然科学版)，2011(11).'