瀝青瑪蹄脂碎石路面(簡稱SMA)由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細集料以及較多量的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂,填充于間斷級配的粗集料骨架的間隙,組成一體形成的瀝青混合料。不僅具有較好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性,而且由于粗集料的嵌擠,使其還具有良好的抗滑、抗車轍等性能,近年來在我國被逐漸推廣應(yīng)用到高速公路上。但是由于有的施工單位SMA路面不正確的配合比設(shè)計和施工以及經(jīng)驗不足等原因,造成了已施工的個別SMA路段出現(xiàn)了種種病害。下面賢集網(wǎng)小編為您介紹一下SMA路面混合料的施工質(zhì)量控制要點。
第一、SMA特性
SMA混合料為間斷級配,粗集料多、礦粉用量多、瀝青用量多、細集料少;粗集料顆粒石-石接觸,形成骨架結(jié)構(gòu),再由瀝青、礦粉、木質(zhì)纖維、瑪蹄脂填充其空隙,成為一種密實結(jié)構(gòu)的瀝青混合料,SMA路面使用的實踐表明,與傳統(tǒng)的瀝青路面相比較還具有以下特性:(1)優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性;(2)良好的耐久性;(3)良好的表面特性;(4)良好的低溫抗裂性。
第二、配合比設(shè)計
SMA-13瀝青混合料按三階段進行配合比設(shè)計,即目標(biāo)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比驗證階段。通過配合比設(shè)計決定瀝青用量、混合料的品種及級配。
1、目標(biāo)配合比設(shè)計階段。
用實際使用的材料計算各種材料用量比例,配合成符合規(guī)定的礦料級配,進行馬歇爾試驗確定瀝青用量,以此礦料級配及瀝青用量作為目標(biāo)配合比,供拌和機確定每個料倉的供應(yīng)比例、進料速度及試拌使用。將試驗資料報監(jiān)理工程師審查,經(jīng)批準(zhǔn)后再進行生產(chǎn)配合比的調(diào)試。
2、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段。
從二次篩分后進入各料倉的材料中取樣進行篩分,以確定各熱料倉的材料比例,供拌和機控制使用。同時反復(fù)調(diào)整,最終達到供料均衡,并取目標(biāo)配合比設(shè)計和最佳的瀝青用量及最佳瀝青用量+0.2%、-0.1%等三個瀝青用量進行馬歇爾試驗,確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量。將試驗資料報監(jiān)理工程師審查,經(jīng)批準(zhǔn)后再驗證生產(chǎn)配合比,鋪筑試驗路段。
3、生產(chǎn)配合比的驗證階段。
拌和設(shè)備采用生產(chǎn)配合比以及最佳瀝青用量進行試拌,鋪筑試驗段,并取拌出的瀝青混合料及試驗段上鉆取的芯樣進行馬歇爾試驗,從而確定生產(chǎn)用標(biāo)準(zhǔn)配合比,以標(biāo)準(zhǔn)配合比作為生產(chǎn)控制的依據(jù)和質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn)。
第三、原材料的技術(shù)要求
1、瀝青采用優(yōu)質(zhì)SBS改性瀝青。
2、粗集料應(yīng)采用石質(zhì)堅硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近似立方體顆粒的碎石,粒徑大于2.36mm。宜采用玄武巖集料或輝綠巖集料。集料質(zhì)量應(yīng)從源頭抓起,派專人進駐集料加工廠,對不合格的集料不得裝車、裝船。
3、細集料采用堅硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)并有適當(dāng)級配的人工軋制的玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r細集料,不能采用山場的下腳料。主要控制指標(biāo)是砂當(dāng)量,一般不小于60%(圖紙如有要求,遵照圖紙規(guī)定)。
4、填料宜采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔。拌和機回收的粉料不得用于拌制瀝青混合料,以確保瀝青上面層的質(zhì)量。
5、抗剝離劑根據(jù)試驗結(jié)果確定是否需要摻加瀝青抗剝離劑,瀝青上面層用抗剝離劑,應(yīng)有較強的抗老化性能,在160℃老化5小時后,其性能應(yīng)能滿足規(guī)定?箘冸x劑的摻量一般為瀝青質(zhì)量的0.4%。
6、穩(wěn)定劑采用優(yōu)良的木質(zhì)素絮狀纖維,摻加比例為瀝青混合料總質(zhì)量的0.3%-0.4%,纖維摻加量的允許誤差宜不超過±5%。
纖維應(yīng)存放在室內(nèi)或有棚蓋的地方,松散纖維在運輸及使用過程中應(yīng)避免受潮,不結(jié)團。
第四、拌合
1、SMA混合料的拌和時間應(yīng)比改性瀝青混合料適當(dāng)延長,SMA混合料的拌和溫度宜控制在170度以上,同時干拌和濕拌的時間也要適當(dāng)延長,因此,拌合機的效率有所降低。 表1 改性瀝青SMA-13拌和時間及加料次序,加礦料加礦粉 干拌約10s 加瀝青加纖維 濕拌約45s 出料約5s ?偵a(chǎn)時間約60~70s
2、為保證混合料拌合均勻,必須作好以下幾點:
①混合料的出料溫度是整個改性瀝青SMA-13施工的關(guān)鍵,是保證攤鋪和碾壓質(zhì)量的基礎(chǔ)。拌合時,集料的加熱溫度控制在180~190℃,瀝青的加熱溫度在170~180℃,混合料的出廠溫度一般為170~180℃。
②拌和樓控制室要逐盤打印瀝青及各種礦料的用量和拌和溫度,并定期對拌和樓的計量和測溫進行校核;每天應(yīng)用拌和總量檢驗各種材料的配合比和SMA-13油石比的誤差。
③拌和時間由試拌確定。SMA-13拌和時間及加料次序按表1選用,拌和必須使所有集料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料,并以瀝青混合料拌和均勻為度。
④纖維必須在混合料中充分分散,拌和均勻。拌和機應(yīng)配備同步添加投料裝置,松散的絮狀纖維可在噴入瀝青的同時或稍后采用風(fēng)送設(shè)備噴入拌和鍋,拌和時間宜延長5s以上。顆粒纖維可在粗集料投入的同時自動加入,經(jīng)5~10s的干拌后,再投入礦粉。工程量很小時也可分裝成塑料小包或由人工量取直接投入拌和鍋。
⑤SMA-13的礦粉需要量比一般熱拌瀝青混合料增加2倍,一個螺旋升送器往往來不及供料,也需要等候。如果在施工中礦粉的添加由兩個散裝礦粉罐的螺旋送料器同時供料,可以縮短礦粉上料時間。
⑥拌和時注意目測檢查混合料的均勻性,及時分析異,F(xiàn)象。如混合料有無花白、冒青煙和離析等現(xiàn)象。如確認是質(zhì)量問題,應(yīng)作廢料處理并及時予以糾正。在生產(chǎn)開始以前,有關(guān)人員要熟悉本項目所用各種混合料的外觀特征,這要通過細致地觀察室內(nèi)試拌的混合料而取得。
⑦嚴(yán)格控制油石比和礦料級配,避免油石比不當(dāng)而產(chǎn)生泛油和松散現(xiàn)象。調(diào)整礦粉填加方式,避免礦質(zhì)混合料中小于0.075mm顆粒偏低的現(xiàn)象出現(xiàn)。每臺拌和機開拌后每天上午、下午各取一組混合料試樣做馬歇爾試驗和抽提篩分試驗,檢驗油石比、礦料級配和改性瀝青SMA-13的物理力學(xué)性質(zhì),每周檢驗1~2次殘留穩(wěn)定度。
⑧SMA混合料中瀝青用量較大,為防止瀝青析漏,不宜在儲料倉中儲存,且不得儲存過夜。
第五、SMA-13的運輸
1、采用數(shù)字顯示插入式熱電偶溫度計(必須經(jīng)常標(biāo)定)檢測瀝青混合料的出廠溫度和運到現(xiàn)場溫度。插入深度要大于150mm。在運料卡車側(cè)面中部設(shè)專用檢測孔,孔口距車箱底面約300mm。
2、拌和機向運料車放料時,汽車應(yīng)前后移動,分三堆裝料,以減少混合料離析現(xiàn)象
3、根據(jù)拌和機實際作業(yè)時的拌和能力結(jié)合拌和廠至施工現(xiàn)場的運距來確定運輸車輛,攤鋪機前方確保有5輛車等待卸料,防止出現(xiàn)停工待料現(xiàn)象。
4、由于改性瀝青SMA-13施工溫度要求較高,在運輸過程中運料車必須全部采用完整無損的雙層篷布覆蓋,防止結(jié)合料表面結(jié)硬,防止溫度離析。
第六、SMA-13的攤鋪
1、運料車在攤鋪機前10~30cm處停住并掛空擋,卸料過程中由攤鋪機推動汽車同步前進,卸料完畢后,即駛離攤鋪機。
2、攤鋪機開工前應(yīng)提前0.5~1h預(yù)熱熨平板不低于100℃,要不然攤鋪機起步時由于熨平板溫度較低,瀝青砼攤鋪后表面會有劃痕。改性瀝青SMA-13在高溫狀態(tài)下主要靠粗集料的嵌擠作用,適當(dāng)提高夯錘的振搗頻率,在攤鋪機夯錘振搗與熨平板的共同作用下,基本上可以達到預(yù)壓效果。剩余的壓實系數(shù)極小,所以初壓的痕跡也極小,進而保證了路面的平整度。
3、由于SMA-13的粘度非常大,攤鋪溫度和攤鋪速度控制不好,會產(chǎn)生橫向裂紋。為保證其勻速、不間斷地連續(xù)攤鋪,消除攤鋪過程中產(chǎn)生的橫向裂紋,攤鋪溫度嚴(yán)格控制不低于150℃,攤鋪速度按2~3m/min左右予以調(diào)整,不得超過3m/min。當(dāng)發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時,應(yīng)分析原因,予以消除。攤鋪過程切忌停鋪用餐,爭取做到每天收工停機一次。
4、用機械攤鋪的混合料未壓實前,施工人員不得進入踩踏。一般不用人工修整,只有在特殊情況下,需在現(xiàn)場技術(shù)人員指導(dǎo)下,允許用人工找補或更換混合料,缺陷較嚴(yán)重時應(yīng)予鏟除。
5、改性瀝青SMA瀝青混合料上面層采用非接觸式平衡梁裝置控制攤鋪厚度。由兩臺攤鋪機聯(lián)合作業(yè)實施攤鋪,前攤鋪機過后,攤鋪層縱向接縫上應(yīng)呈斜坡,后面攤鋪機應(yīng)跨縫5~10cm攤鋪。
6、攤鋪機刮料輸送器通過閘門后供料和螺旋攤鋪器向兩側(cè)布料,攤鋪前應(yīng)調(diào)試好螺旋布料器兩端的自動料位器,并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)相匹配。螺旋布料器的料量高于螺旋布料器中心,使熨平板的擋料板前混合料在全寬范圍內(nèi)均勻分布,并在每天起步前將料量調(diào)好再實施攤鋪,避免攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
7、攤鋪時注意攤鋪機接料斗的操作程序,以減少粗細料離析。攤鋪機集料斗應(yīng)在刮板尚未露出,尚有10cm厚的熱料時,下一輛運料車即開始卸料,做到連續(xù)供料,并避免粗料集中產(chǎn)生的離析現(xiàn)象。
8、如果攤鋪機中途出現(xiàn)停頓,攤鋪機下存留的改性瀝青SMA-13溫度迅速下降,等料時間過長,混合料表面會結(jié)成硬殼,影響繼續(xù)攤鋪,所以必須將硬殼去除才行。所以,如果不能連續(xù)供料,預(yù)計等候時間較長時,攤鋪機應(yīng)該將剩余的混合料都攤鋪完,抬起攤鋪機,做好臨時接頭,將混合料壓實,避免出現(xiàn)冷卻結(jié)硬的情況。
9、攤鋪SMA需收聽天氣預(yù)報,根據(jù)天氣情況決定是否施工,攤鋪遇雨時,立即停止施工,并清除未壓實成型的混合料,遭受雨淋的混合料應(yīng)廢棄,不得卸入攤鋪機攤鋪。
第七、SMA-13的碾壓
1、對于改性瀝青SMA-13路面施工,碾壓是最重要的一環(huán),保證及時碾壓非常關(guān)鍵。改性瀝青SMA-13由于粗集料嵌擠良好,碾壓過程中的推擠很小,可以使用較重的壓路機在很高的溫度下碾壓,一旦改性瀝青SMA-13的溫度下降,改性瀝青的粘度增大,壓實就達不到要求。 8.2 除瀝青用量較低,經(jīng)試驗證明采用輪胎壓路機碾壓有良好效果外,不宜采用輪胎壓路機碾壓,以防將瀝青結(jié)合料搓揉擠壓上浮。
2、改性瀝青SMA-13路面的碾壓采用剛性碾壓,壓路機宜選用四臺雙鋼輪振動壓路機。碾壓方法和注意事項注意以下幾點:
①改性瀝青SMA的初壓、復(fù)壓采用鋼輪振動壓路機碾壓,碾壓時應(yīng)按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓八字方針進行碾壓,這是與一般瀝青混合料碾壓方式最大的區(qū)別。壓路機必須緊跟在攤鋪機后面,只有在高溫條件下碾壓才能取得最好效果,碾壓終了溫度應(yīng)不低于110℃;慢壓是針對目前碾壓速度普遍過快的現(xiàn)象來說,一般要求的碾壓速度不能超出2~4Km/h;高頻和低幅方式對提高改性瀝青SMA-13的壓實度,防止石料損傷,保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用具有重要的意義,大振幅很容易造成碾壓過度,使石料壓碎(或瑪蹄脂上。,產(chǎn)生“過碾壓彈簧”現(xiàn)象。
②壓路機不允許在新鋪混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動位置、突然剎車或停機休息;其他機械設(shè)備不能在未冷卻結(jié)硬的路面上停留。原則上所有機械,尤其是壓路機從開始碾壓進入角色后便不能停機,直至該段路面施工結(jié)束,否則容易產(chǎn)生局部波浪。
③在初壓和復(fù)壓過程中,采用同類壓路機并列成梯隊壓實,不得采用首尾相接的縱列方式。采用振動壓路機壓實改性瀝青SMA-13路面時,壓路機輪跡的重疊寬度不應(yīng)超過20cm,采用靜載壓路機時,壓路機的輪跡應(yīng)重疊1/3~1/4碾壓寬度。初壓時始終讓從動輪在后,避免由于溫度高輪前易留下波浪,影響平整度;終壓用光輪壓路機以消除輪跡。
④壓路機應(yīng)以均勻速度碾壓。壓路機適宜的碾壓速度隨初壓、復(fù)壓、終壓及壓路機的類型而別。碾壓速度按表2并通過試鋪確定。
⑤改性瀝青SMA-13路面攤鋪后應(yīng)抓緊碾壓,由專人負責(zé)指揮協(xié)調(diào)各臺壓路機的碾壓路線和碾壓遍數(shù),使攤鋪面在較短時間內(nèi)達到規(guī)定壓實度,且碾壓溫度符合規(guī)定。壓路機折返應(yīng)呈梯形,不應(yīng)在同一斷面上。
⑥對松鋪厚度、碾壓順序、碾壓遍數(shù)及碾壓溫度應(yīng)設(shè)專崗檢查。改性瀝青SMA-13路面應(yīng)嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù),在壓實度達到馬歇爾密度98%以上,或者路面現(xiàn)場空隙率不大于6%后,不再作過度碾壓。如碾壓過程中發(fā)現(xiàn)有瀝青馬蹄脂上浮或石料壓碎、棱角明顯磨損等過碾壓的現(xiàn)象時,應(yīng)停止碾壓。
⑦在橋梁、涵洞和通道等構(gòu)造物的接頭處,以及匝道、港灣或緊急停車帶等攤鋪機和壓路機難以正常操作的部位,要輔以小型機械或人工操作快速進行,保證其施工溫度。
⑧防止粘輪,每天施工前對壓路機的灑水裝置進行嚴(yán)格檢查,選用純凈的清水,避免管道堵塞,因SMA瀝青粘度大,混合料會大面積沾起,嚴(yán)重影響平整度及外表美觀。
⑨防止漏油,施工前對所選用的壓路機進行嚴(yán)格檢查,禁止使用漏機油或柴油的壓路機。
⑩碾壓達到規(guī)定的遍數(shù)以后,緊跟著進行平整度檢測,發(fā)現(xiàn)局部平整度較差的部位,立即進行適當(dāng)?shù)哪雺禾幚怼?/p>
⑪由于SMA瀝青混合料的施工受溫度限制,只有終壓后表面溫度低于50℃情況下才能開放交通,為防止污染面層,竣工驗收前應(yīng)進行交通管制。
SMA瀝青混合料路面抗滑表層是路面施工中的最后一道工序,其配合比設(shè)計和施工水平直接影響路面的質(zhì)量和使用壽命。所以,施工時重點要在級配、原材料選用和施工水平、質(zhì)量控制上下工夫,確保路面工程質(zhì)量。