徐行军,林开钊
(1.福建船政交通职业学院,福州 350008;2.中交一公局厦门工程有限公司,福建 厦门 361021)
SMA路面施工管理与运营期养护控制
徐行军1,林开钊2
(1.福建船政交通职业学院,福州 350008;2.中交一公局厦门工程有限公司,福建 厦门 361021)
通过高速道路某段上面层SMA沥青混凝土路面工程,论述SMA路面施工准备、拌和、摊铺、碾压、验收及工后主动预防等施工工艺,并结合工程施工管理中出现的问题,提出SMA路面的质量控制、施工应采取的措施及工后主动预防策略,以有效延长道路使用寿命。
SMA混合料;施工管理;养护控制
施工质量控制涉及技术和管理等多个方面。要铺设一条高质量的沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Mastic Asphalt,SMA)路面,不仅需要完善的结构设计以及优良的路面材料,还需要具有成熟的施工工艺和高质量的施工器械,同时还应该具有精细化的管理。本文针对工程施工管理中出现的问题,提出了SMA路面的质量控制、施工应采取的措施及工后主动预防策略。
在进行SMA面层铺筑前,需要对中面层存在问题进行解决和处理,诸如局部渗水、离析等等[1]。在实际施工前,需要对每个施工员开展技术以及岗位方面的培训工作,以提高他们对相关施工过程的理解和认识。
在对SMA混合料实施拌和的过程中,应该根据相关要求进行操作。每天在拌和之前,需要仔细检查相关的拌和设备,确保冷、热料仓的进料要一致。在拌和过程中,需要提高集料的温度,并实施2~3次的干拌,以便将多余的废料去掉,然后在开始拌和。拌和均匀的混合料要确保当天铺设完成,不能留到第2天铺设。此外,尽管混合料的拌和是在高温下进行的,但倘若温度太高,就会减少混合料的粘结力,进而影响混合料的质量。所以,在混合料的拌和过程中,要保持温度在合理的范围内[1]。
一些木质纤维素、细集料、粗集料等加入到拌和机中,然后进行搅拌,随后再按照顺序添加矿粉和沥青进行湿拌,且时间要大于45 s。混合料的总拌和时间一般在70~75 s左右[2]。图1为SMA混合料拌和过程中材料的施工工艺。
图1 SMA混合料添加工序图
在对混合料进行运输时,需要使用专用的运输车。为避免混合料的表面在运输途中出现凝固,需要将混合料用篷布盖住并固定(如图2所示)。此外,运输车在行驶途中车速不能太快,否则很容易造成表面的凝固[4]。
图2 摊铺前洒粘油层
为确保路面的平整度,可运用相关设备找平,诸如浮动基准梁自动找平装置、无接触自动找平装置等。此外,在摊铺过程中,应最大程度地减少停顿的频率,这就要求拌和设备每次拌和的量和摊铺机的容量相适应[5]。混合料的松铺系数应该是按照试铺的结果展开确定,如图3所示。
在摊铺混合料的过程中,要确保速度不能太快,一般为2.0 m/min。此外,运输车的边角料应舍弃,不能用于铺筑,同时摊铺机料斗之外的混合料也应该及时清除[6]。
影响沥青对集料裹附的影响因素比较多,诸如拌和温度、摊铺温度以及压实温度等,且在一定范围内,温度越高,裹附效果越好[7]。但是倘若温度超过合理的范围内,就会造成沥青的老化,进而无法压实成型。在实际施工过程中,摊铺的最低温度详如表1所示。
图3 摊铺机进行摊铺混合料表1 SMA混合最低摊铺温度
下卧层表面温度T1/℃相应于不同摊铺层厚度d的最低摊铺温度/℃d≤50mm50mm 衡量沥青路面耐用性的主要指标是压实度。如果混合料的压实不足,即便是最好的混合料,也不能铺筑成良好的路面[8]。此外,在对SMA混合料进行碾压时,不能采用胶轮压路机,而要采用刚性碾碾压。通常碾压需要6遍,且分为初压、复压和终压3个阶段。其中:初压阶段实施1遍静压;复压阶段需要使用振动压路机,且反复振压5遍,碾压至稳定及无明显轮迹;终压阶段使用不挂振收面的振动压路机进行碾压。在碾压SMA路面时,需要遵守的原则是“紧跟、慢压、高频、低幅”[9]。其碾压速度按照表2的要求控制。 不仅如此,项目在验收阶段,最常用的指标是平整度,所以,各单位都尤其重视路面的平整度。针对SMA路面而言,因为混合料存在一定的黏度,因此很难让路面达到较高的平整度。为提升路面的平整度,在施工时需要注意: 1)及时处理中层面的不平整的地方,确保其满足施工标准。 2)任何车辆不能在还没有充分冷却的路面上停留与刹车。 3)在施工以及养护阶段,需要进行交通管制,防止车辆对路面产生破坏。 表2 压路机的碾压速度 施工单位在日常施工期间,需要及时对质量展开自检验,同时,监理还应该对工程质量进行抽检,并对施工单位提供的试验结果展开复核与认定[10]。在生产混合料期间,需要遵守表3的相关要求,以便对相关原料展开抽检。 项目完成后,需要全方面检查SMA路面,检测其各项指标,然后再和相关规定展开对比,最后得出合格率。SMA路面验收的指标以及对应的标准如表4所示。施工单位应在保修期内对路面的使用情况进行观察和分析,找出路面破损的原因,进而有针对性地进行维修和保养。 表3 SMA路面在施工期间检查材料的项目及频率 表4 SMA路面验收项目与标准 一条道路从建设到正式运营的各个阶段,都会遭受来自外界各类不可抗力的自然环境因素及人为的影响。道路使用部门大多是在出现问题以后,才针对具体问题进行维护和处理[11]。鉴于此,针对路面可能遭受的损害防治,应该在运营管理阶段就提前采取相关预防措施进行预防,进而从整体上提升道路的寿命。 2.1.1 通过洒水进行降温 沥青受温度的影响比较大,一般来说,当路面温度低于30 ℃时,出现车辙的可能性比较小。但是一旦沥青路面的温度长时间保持在30 ℃以上,就很容易出现车辙问题。尤其是炎热的夏季,路面长时间的高温是造成车辙的关键原因。可以通过洒水等措施降温,进而到达路面养护的目的[12]。在采用洒水降温时,需要根据天气状况确定洒水的频率和次数,并且要在沥青达到软化点之前的半小时前洒水。这种养护措施,具有很大的优势,具体体现在费用低,对交通不会造成影响以及工艺简单等。 2.1.2 路面热反射涂层 针对在高温环境下沥青路面容易出现车辙的问题,除了使用洒水措施外,还可以在路面涂一层热反射涂料。热反射涂层属于功能性材料,能够有效地折射可见光,进而减少路面吸收的热量,达到降温的目的[13]。采用这种方式时,需要特别注意使用的量,太少起不到应有的作用,量太大会降低路面的抗滑性,可能导致意外的发生。 对SMA路面进行养护是预防道路出现损害的主要方法。道路在运营期间,对其开展定期的检查,能够及时发现问题,及时采取修复措施,以免造成更严重的后果。在进行SMA路面的养护时,需要注意: 1)在开展道路养护过程中,应该切实遵守相关技术指标和规范,同时结合当地的气温等情况,筛选最佳的器械,并使用机械化的养护措施,科学合理地处置各类路面病害。亦可选取具有代表性的路段展开检查和维护,诸如进行平整度、强度以及破损情况等检测,进而保障道路的稳定运营。 2)应及时有效地处理路面的病害,对病害情况、防治情况展开分析,找出其中存在规律,以便更好地开展道路养护工作。 3)为高效处理且最大程度地降低意外事故对交通产生的影响,道路管理单位需要构建健全的应急预案,成立应急指导中心,及时高效地得到道路方面的信息,并展开分析,为应急处理提供参考和指导。 近年来,SMA在高等级公路中的应用越来越多。和之前的沥青路面对比可知,SMA有很大的优势。但就实际情况来说,SMA出现的时间还比较短,在很多方面还存在一些问题,鉴于此,对SMA的施工工艺展开分析具有重要的意义,其结果能够后续的施工提供一定的参考和指导。通过车辙形成机理分析与路面的实际调查,宜使用改性沥青,粗集料应筛选一些表面比较粗糙且具有较好的棱角的矿料;而细集料则应使用机制砂;矿粉则应使用憎水性石料所磨矿粉;纤维可以采用木质素纤维。 1)标准化、精细化的施工是保挥SMA路用性能的基础。通过良好的施工管理,能够有效防止路面病害的产生,优良的压实度能最大程度地降低路面的变形,进而增加道路的使用寿命。 2)应采取主动的方式应对路面病害,通过路面温度的控制与日常的主动预防养护,可最大限度保证SMA路面的服务质量及延长路面使用寿命。 [1]李鑫.SMA路面车辙防治技术研究[J].公路交通科技(应用技术版),2016(10):15-18. [2]李琼.动水压力对沥青混凝土路面的破坏研究[J].淮阴工学院学报,2014(3):50-53. [3]郭发荣.SMA路面施工技术[J].交通世界,2012(10):158-159. [4]朱忠华.SMA路面施工技术经验谈[J].中国道路,2005(18):104-105. [5]曾胜. SMA路面长期性能的调查分析及预测[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2010(1):12-17. [6]张泽宇.EC-120型温拌SMA冬期施工技术研究[J].施工技术,2016(17):95-97. [7]易小波.SMA沥青路面施工技术与质量控制[J].交通世界,2016(23):38-39. [8]周志刚,李帅帅,刘旭光,等.SMA沥青混合料抗冲刷性能评价[J].中国公路学报,2016,29(4):1-7. [9]崔文博,郝培文.机场SMA-16混合料优化设计研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2014,38(6):1404-1407. [10]李怀金.怎样做好沥青混凝土路面施工质量控制[J].才智,2011(10):42-43. [11]刘志胜,赵娟娟.SMA材料组成与施工技术研究[J].筑路机械与施工机械化,2015,32(10):43-46. [12]韩振国.特殊路段沥青玛蹄脂(SMA)碎石路面施工技术探析[J].泰州职业技术学院学报,2014(4): 69-71. [13]汪宽平,陈先华,唐国奇,等.盐城至南通高速公路排水性沥青路面长期性能观测与评价[J].公路交通科技(应用技术版),2013(12):153-156. SMAPavementConstructionManagementandMaintenanceControlduringOperation XUXingjun1,LINKaizhao2 (1.Fujian Chuanzheng Communications College, Fuzhou 350007, China; 2. CCCC First Highway Xiamen Engineering Co.,Ltd.,Xiamen 361021, China) Taking the upper layer construction of SMA asphalt concrete pavement of highway as study object,the related SMA pavement construction technologies were discussed in this paper, such as construction preparation、mixing、 paving、rolling、acceptance and active prevention after construction. Combined with the engineering problems in construction management,some quality control measures and the active prevention strategies which can effectively extend the service life of the road were put forward. asphalt mixtu; construction management; maintenance control 10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2017.04.009 2017-11-06 徐行军(1976—),男,副教授,硕士,研究方向:道路工程,电子邮箱:107338498@qq.com。 林开钊(1987—),男,工程师,学士,研究方向:市政路桥工程施工。 U416 A 2095-5383(2017)04-0042-051.4 SMA混合料的碾压
1.5 SMA路面的验收
2 运营期间的养护和维护
2.1 路面温度控制
2.2 SMA路面的养护
3 结语