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摘要:结合广州城区“白加黑”路面改造工程,对鸿绵牌改性沥青SMA的各项路用性能进行了试验检测。结果表明:其各项性能指标达标,且在旧水泥路面“白加黑”改造中的使用效果良好。
白加黑路面改造技术是原水泥砼路面经过稳固处理后作路面基层,加铺一层沥青混凝土,形成一种刚性基层和柔性面层的组合结构。白加黑路面改造不仅可充分利用原有路面强度,经过改造可提高路面的路用性能和使用寿命,且对周边环境还有促进作用。
旧水泥砼路面上加铺沥青混凝土由于其特有的受力状态和特点,刚性路面和柔性路面受温度应力不同直接影响沥青混凝土面层的工作状态,南方地区夏季沥青面层的温度可达 50~70℃,经过车辆的长期反复应力作用,“白加黑”路面易产生反射裂缝,这要求沥青砼路面需有更好的延性和抗车辙能力。
1、SMA各材料的选择和试验
沥青结合料采用鸿绵牌改性沥青,其各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中“聚合物改性沥青的技术要求”(详见表 1)。鸿绵改性沥青软化点较高,高温抗变形能力强,且低温延性好,存储稳定性好,是一种综合性能良好的改性沥青材料。
表1 改性沥青试验结果
SMA为主骨料嵌挤结构。为了保证SMA有坚固、耐久抗滑等性能,粗集料必须坚韧、粗糙、有棱角,呈立方体的形状。采用广西石场的辉绿岩粗集料,其破碎形式为反击破破碎,针片状颗粒含量小。经抽样检验其压碎值为16.8%、洛杉矶磨耗值为12.5%、针片状含量为8.4%、磨光值、密度、粘附性等各项技术指标均符合施工技术规范要求。
细集料采用惠州四海通石场生产的0~5mm石屑,表面干净,含泥量小。矿粉采用了从化吕田石灰岩矿粉,外观无团粒、不结块,生产过程中未使用回收粉。
纤维稳定剂采用广州鸿绵合成材料公司的HM颗粒木质素纤维,掺量为沥青混合料的0.3%,各项技术指标均符合施工技术规范要求。
2、鸿绵改性沥青SMA级配设计和路用性能
2.1、级配设计
SMA-13沥青混合料的配合比设计:先在试验室进行目标配合比试验,满足要求后进行试拌并取样进行混合料各项性能指标试验,调整直至满足施工技术规范要求。SMA 级配设计如表2。
2.2、鸿绵改性沥青SMA的路用性能
采用目标配合比沥青混合料制作马歇尔试件(双面各击50次,击实温度166℃)进行马歇尔试验,其试验结果见表3,析漏试验、肯塔堡飞散试验和动稳定度均满足技术规范要求。
表2 SMA-13级配设计
3、改性沥青SMA的拌和及施工
结合广州市天河北路白加黑路面改造工程,其工艺为:原水泥砼路面经病害处理后,板缝贴路面防裂贴,然后铺设5cm厚SMA-13面层。
拌和楼采用了无锡锡通3000 型间歇式沥青拌和机。木质素纤维采用人工投入,开工前对投料工进行技术交底,控制好加入时间及掺量。拌出的混合料必须均匀,不得有木质素纤维白点。在控制各种材料用量准确的情况下,由试验室监控SMA沥青混合料的拌和。每盘拌和时间不少于65s,其中矿料加纤维干拌15~25s,再加矿粉拌和5~10s,最后加入沥青又拌和20~30 s。沥青加热温度控制在 160~170℃,矿料(不含矿粉)加热温度控制在 175~185℃,保证混合料出厂温度控制在 170~180℃。对拌和生产的SMA混合料进行了抽样试验,从试验结果来看,所拌制的 SMA 混合料质量稳定,其各项性能指标均达到了施工技术规范要求。
SMA混合料采用两台福格勒摊铺机联合摊铺,初拟虚铺系数为1.2,摊铺温度在165 ℃以上。混合料的碾压应按紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行。采用轻型钢轮压路机紧跟摊铺机进行初压,初压温度控制在 155℃以上,时速控制在1.5~2.0 km/h,静压1~2遍,从断面低的一侧向高的一侧逐步碾压。初压完成后即刻复压,采用振动压路机振动碾压2~4 遍,复压速度为4~5km/h,温度控制在 140~150℃(不低于 120 ℃)。终压紧跟复压进行,采用轻型钢轮压路机时速控制在2~3km/h,静压2遍,至消除轮迹为止,温度控制在100℃以上完成。
4、交工验收和使用情况
主线SMA混合料摊铺完成后,承包人组织了自检,并由市质监站对工程进行了抽检,其压实度、厚度、平整度、纵横向联合坡率、表面构造深度等各项指标均达到了施工技术规范要求。至今已经过两年的通车使用,路面仍平整坚实,车辙、反射裂缝、推移、坑槽、松散等病害数量均较少,路况良好。
5、结语
经试验检测及工程实践应用,表明鸿绵改性沥青SMA混合料具有密实不透水、高温稳定性、耐久性和表面抗滑性能好的特点,能满足南方地区炎热潮湿的气候条件下“白加黑”路面改造的技术要求,实现了设计目标,路面具有优良的服务性能。
参考文献
[1]沈金安。改性沥青与SMA路面。北京:人民交通出版社,1999。
论文作者:邓捷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/10
标签:路面论文; 沥青论文; 改性沥青论文; 技术规范论文; 面层论文; 性能论文; 温度控制论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;