市政道路SMA沥青砼路面施工技术分析论文_李伟,牟宗林,赵鹏

市政道路SMA沥青砼路面施工技术分析论文_李伟,牟宗林,赵鹏

日照新港市政工程有限公司 山东日照 276800

摘要:沥青混凝土路面具有机械强度高、噪音小、驾驶舒适、使用方便等优点。在市政道路工程建设中得到了越来越多的应用。沥青混凝土作为原材料,其质量直接关系到相关的应用。对沥青混凝土路面施工技术进行分析与改进及在市政道路施工中的应用意义重大。

关键词:市政道路;SMA沥青砼;施工技术

前言

在SMA混合料结构中,沥青玛脂由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料拌和均匀组成,其在间断级配的粗集料骨架间隙中充分填充,是一种具有显著承载性能的新型沥青混合料。SMA混合料耐久性显著,适用范围广,在我国应用于铺筑高速公路沥青面层和新建、改建大跨径钢桥桥面的铺装层最为常见。

1 SMA性能介绍

1.1 SMA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。

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。

2 SMA沥青砼路面施工技术要点

2.1材料准备

在正式施工前,对采用的原材料按规定的频率或要求进行质量检查,以确保使用的沥青、集料、矿粉、纤维稳定剂等符合设计标准。拌和场和材料堆放场地进行硬化处理,各料堆间搭建隔墙,不得混杂。对于不得受潮的细料、矿粉、纤维稳定剂等,须配置防雨设施。

2.2配合比设计

混合料级配是影响SMA路面质量的关键因素,很多SMA路面出现透水或泛油就是由于采用的矿料级配和沥青用量偏离设计要求导致的。混合料设计过程包括目标配合比设计、生产配合比设计及试验段验证三个阶段。在SMA混合料设计中,确定最佳沥青用量时需考虑集料密度的影响。SMA混合料是一种非常典型的间断级配混合料,矿料级配设计是一种体积级配设计,其矿料级配允许变动范围则非常窄。在设计的级配范围内,通过进行各种矿料比例的调整确定3组不同粗细的初试级配,使粗集料骨架的分界筛孔通过率处于级配范围的中值及中值±3%附近,添加的矿粉控制在10%。最后,确定设计沥青用量,进行配合比验证。在生产配合比设计阶段,按目标配合比确定的级配,通过筛分热料仓中的热料,进行各热料仓材料的比例确定。使用确定的最佳沥青用量及最佳沥青用量的±0.3%进行三组试件的制备进行性能测试后,合理确定最佳油石比。进行的试验段铺筑,在于验证混合料稳定性及拌和、摊铺和压实设备的频率和施工方法、施工组织的适应性,作为正常生产质量控制的基础。在拌和机上生产的SMA混合料性能经检测质量达标后,方可进入试验段铺筑环节。经过铺摊的混合料压实12h以后,对其厚度、密实度、沥青含量、矿料级配及其他项目进行抽样试验,确定正式生产用的标准配合比。

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2.3施工工艺

在进行面层施工前,须进行下承层质量检查。为符合绿色施工要求,施工过程中须对成型路面进行防污染保护,包括油污染、砂浆污染、泥土污染等。

2.3.1拌制

采用集中厂拌法进行混合料生产,采用配有自动除尘机的间隔式拌和机,安装混合料温控装置、自动称量系统和全自动打印装置,以实现对集料用量、沥青用量、外掺料剂量的精确控制。重视拌和过程中的温度控制。混合料拌和时间应进行合理控制,要求混合料拌和均匀,出料时无花白料、无结团或离析现象,路面成型后不出现油斑、轮迹等缺陷。拌和好的混合料须当天使用完毕,否则予以废弃。

2.3.2运输

拌制好的混合料使用大吨位自卸汽车运至施工现场。为了保证连续摊铺,开始摊铺时现场待卸车辆不得少于5辆。为防止沥青与车厢粘结,在车厢侧面板和底板涂刷一薄层隔离剂,严禁车厢底部积液。运输途中,采用加盖棉被或苫布等保温措施。到达施工现场时,须测定混合料温度,低于摊铺温度时,做废弃处理。运输车卸料须严格执行操作规程,避免对摊铺机的撞击。每次卸料须倒净,剩余料须及时清除。

2.3.3SMA沥青的摊铺和接缝处理分析

进行沥青砼路面施工时,要利用沥青摊铺机对于热拌沥青混合料进行均匀的摊铺。进行摊铺机运行的速度要根据搅拌机的工作量、设备的运行情况以及施工要求进行施工,从而保证热拌沥青混合料摊铺厚度以及宽度。沥青混合料摊铺采用德国产大型摊铺机(具有自动方式调节摊铺厚度及找平的装置)阶梯式摊铺,根据路面宽度确定摊铺机的台数;摊铺虚厚按设计厚度乘以压实系数1.15~1.30;摊铺沥青混合料应均匀、连续不问断,摊铺速度宜为2~6min;对于摊铺机不能进行施工的地方,可采用人工摊铺。接缝是进行沥青混合料摊铺过程中不可避免的问题,施工接缝应紧密、平顺。摊铺工作进行安排的时候,要能够使其横向和纵向的接缝具有着较少的数量,其措施应该要得到相关的批准,针对接缝的方法需要对端部做出检测,同时平整度满足要求的时候,垂直在路中间的线应该要进行清除。

2.3.4SMA沥青的混合料碾压分析

沥青砼路面的碾压是沥青路面施工最终的环节,也是决定沥青砼路面施工质量的关键步骤。沥青混合料的碾压过程,必须保证碾压过程均匀其能够连续进行作业,合理控制碾压温度、碾压速度,从而保证沥青砼路面的强度、力学稳定性以及抗机械磨损等方面的能力。沥青料的碾压温度较高,就可以在保证相同的碾压质量的前提下进行最少的碾压次数,并且碾压温度较高的沥青料,碾压后沥青路面密实度以及压实效果是最好的。针对沥青混合料来说,进行碾主要是可以分为初压、复压以及终压。

初压:以能稳定混合料,且不产生推移、发裂为度;SMA混合料宜采用振动压路机或钢筒式压路机碾压;碾压应从外侧向中心碾压,碾速稳定均匀;初压后应检查路面的平整度及路拱,不合格的部分应进行修整至合格为止。

复压:应在初压完成后,紧跟着连续进行。碾压段的长度宜为60~80m。相邻碾压带重叠宽度宜为10~20cm;路面狭窄的部分,并且采用大型压路机无法进行碾压,这时便可以应用小型平板夯来对其做出夯实处理。

终压:终压的施工作用主要是为了确保路面没有缺陷以及保证路面的平整度。此项工作所用设备宜选用双轮钢筒式压路机。

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:

[1]邱中涛.公路工程SMA路面施工技术要点[J].工程技术(文摘版),2015(11):218-219.

[2]贾冬兰,郑坤,张琳琳.公路沥青路面施工技术及其质量控制模式的协调[J].z中国新技术新产品,2013.

论文作者:李伟,牟宗林,赵鹏

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/23

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