涂欣华
(江西省公路桥梁工程有限公司)
由于SMA 一般作为路面上面层结构,因此技术指标相比中、下面层的要求更加严格,在施工中,应该严格按照施工技术规范中的相关要求,控制原材料质量。
(1)集料。对于粗集料,由于在SMA 中发挥着骨架支撑的重要作用,因此粗集料必须选择石质坚硬、针片状含量少、压碎值较小的石料,最好使用玄武岩或者是辉绿岩等硬质石料。对于细集料,由于是组成沥青玛蹄脂的重要成分,因此细集料重点确保集料洁净、干燥,无风化及杂质,最好选择使用石灰岩轧制细集料。对于集料的具体技术指标,应该参照表1 进行质量控制。
表1 SMA 用粗集料质量技术要求
(2)沥青。沥青是SMA 性能影响最为重要的原材料,对于高低温性能、水稳定性、耐久性等都有着至关重要的影响。现阶段在工程项目建设施工中,SMA 材料选择中一般选择使用改性沥青,尤其是以SBS 改性沥青、MAC 改性沥青以及橡胶改性沥青为主,在沥青质量的控制上,重点确保沥青的延度、软化点、针入度三大指标满足要求,同时还应对粘度、离析性能、老化试验进行试验检测,并按照SHRP 等试验要求进行PG 分级,提高沥青选择使用的针对性。
(3)矿粉。矿粉与沥青共同形成玛蹄脂,在沥青混合料中具有重要的填充加劲作用,对于矿粉,必须确保干燥、清洁,尽量选择使用石灰岩等碱性石料磨制而成的矿粉,同时对含水量、力度范围、亲水系数以及塑性指数等进行试验检测。
(4)纤维。纤维在SMA 中主要是发挥稳定剂的作用,通过纤维吸附沥青,起到提高沥青混合料的稳定性与增粘作用。现阶段在SMA 路面施工中,纤维素大多使用木质纤维、矿物纤维,对于纤维的质量要求,重点确保纤维的水分含量、pH 值、吸油率、含水率等技术指标满足使用要求。
(1)目标配比设计。根据公路沥青路面施工技术规范中提供的级配上下限要求,选定几组粗细不同的级配进行试级配,级配选择关键在于控制4.75 mm 与0.75 mm 通过率,对于矿粉、纤维素的用量宜按照相同控制,同时计算粗集料的混合毛体积相对密度γca、捣实状态下的粗集料骨架间隙率VCADRC,并根据选择的矿料级配以及初试油石比制作SMA 马歇尔试件,测定马歇尔试件毛体积密度γf及混合料最大理论相对密度γt,并按照下述公式分别计算矿料间隙率VMA、粗集料骨架间隙率VCAmix、空隙率VV及沥青饱和度VFA。
之后按照VMA≥16.5,VCAmix<VCADRC以及VMA 较大的级配为设计级配,确定目标配比。在确定目标配比以后,应该通过谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验、车辙动稳定度、残留马歇尔稳定度、冻融劈裂残留强度比、渗水系数以及构造深度等试验,确保目标配比SMA 性能满足施工技术要求。
(2)生产配合比设计。在完成目标配比以后,应该在SMA 生产拌和站的热料仓取料筛分,进行生产配合比设计,确定级配及油石比,尽量使其贴近于目标配合比设计,并根据配比设计结果进一步调整冷料仓仓门开口、除尘功率、振动筛角度等施工参数。在完成是生产配比的试拌试铺,并进行性能验证后,既可作为生产配比用于施工作业。
(1)SMA 拌和生产。对于SMA 拌和生产,重点是要确保好对温度的控制,如果温度过高,容易造成沥青老化,温度过低又会造成混合料拌和不均匀,出现花白料以及碾压困难的问题。对于沥青加热温度,普通沥青控制在150~160 ℃,改性沥青控制在160~165 ℃;对于矿料加热温度,一般控制在185~195 ℃;混合料出厂温度控制在170~180 ℃。同时,在施工过程中,应该根据面层厚度、施工材料情况以及气候条件等综合确定混合料的生产拌和温度控制条件。在混合料拌和过程中,应校准称量设备的精度,并应定期取样对油石比、矿料级配等进行试验检测,确保SMA 生产质量。
(2)SMA 运输。对于SMA 的运输,为了避免运输过程中出现温度降低造成混合料出现硬结以及离析问题,应该尽量采用大吨位装载车进行运输。在SMA 装料过程中,应该严格按照前、后、中间的顺序进行,以免装料过程中出现混合料的离析问题。在装料完成后,应该及时在混合料顶部覆盖棉被或者毡布作为保温措施。
(3)SMA 的摊铺和碾压。对于SMA 现场摊铺施工,在摊铺施工作业前,首先应该确保下承层结构强度合格,表面清洁,同时按照路面结构设计要求完成粘层或是封层施工。在施工中,如未采取温拌施工技术,应确保施工温度在10 ℃以上。整个摊铺沥青混合料施工作业应缓慢、均匀、连续不间断,摊铺速度宜控制在1~3 m/min 范围。摊铺过程中松铺系数应按照试验段的施工参数控制,同时在施工中及时检查摊铺层厚度及路拱、横坡是否满足要求。
(4)SMA 压实施工。对于SMA 应该根据路面设计情况选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,由于SMA 油石比较高,因此不宜选择使用轮胎压路机以免将玛蹄脂挤出。碾压分初压、复压和终压三个阶段,一般是初压、复压各2 遍,终压静压1 遍,压路机行走速度按表2 控制。
表2 SMA 碾压速度 km/h
(4)SMA 路面施工质量检测。在路面施工结束后,应该及时对路面施工质量进行检测评定,主要检测内容见表3。
表3 SMA 路面施工技术控制指标
SMA 路面施工质量影响因素较多,在具体的应用施工中,施工技术人员应当根据SMA 的特点,强化原材料质量检测,优化配比设计,加强施工阶段的工艺管理,以提高SMA路面的施工质量,确保公路工程建设项目整体施工质量,进而提高路面服务功能,延长路面使用寿命。
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