[doc] 高等级公路沥青玛蹄脂碎石路面的施工

1、高等级公路沥青玛蹄脂碎石路面的施工科技信息工程技术高等级公路沥青玛蹄脂碎石路面的旋工西平县公路局常献语摘要本文讲述了沥青玛蹄脂碎石混合料的结构特点,详细阐述了沥青玛蹄脂碎石路面的路用性能,施工工序和施工要点.关键词沥青玛蹄脂碎石混合料稳定性拌和摊铺碾压沥青玛蹄脂碎石混合料(stonematrixasphalt,简称sma)是一种由沥青,纤维稳定剂,矿粉和少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料.我国的sma路面发展较晚,在机场路面,钢桥面铺装,高速公路和大城市干线道路上得到了应用.实践证明,沥青玛蹄脂碎石路面与普通沥青混凝土路面相比.具有更好的抗疲劳,抗车辙

2、性能,高温稳定性,低温抗裂性有明显改善,路面抗滑性,水稳定性更强,路面耐久性也更为显着,所以sma是一种比较理想的混合料结构.1沥青玛蹄脂碎石混合料的结构特点沥青混合料是由矿质骨料,沥青胶浆和空气组成的三相体系,其中矿质骨架是由粗骨料,细骨料组成,是不连续分散相,而沥青胶浆是分散介质.根据沥青混合料内部结构特性,目前,沥青混合料较通用的有两种类型:一是根据连续级配的原理组成的密级配沥青混合料,这种级配的混合料由于细集料的数量较多,矿料颗粒被自由沥青粘结,粗集料被细集料挤开,因此,粗集料以悬浮状态存在于细集料之间,属于悬浮式密实结构,具有密实度较高,稳定性较差的特点;另一种是连续开级配的沥青混合

3、料,由于细集料的数量少,粗集料之问不仅紧密相连,而且有较高的空隙,这种结构的沥青混合料的内摩阻力起重要作用,粘结力只起集料稳定作用,属于骨架空隙结构,具有受沥青材料的变化影响较小,稳定性较好的特点.sma属于间断级配的沥青混合料,是目前通用的两种结构形式的有机组合,属于骨架密实结构,它既有一定数量的粗集料形成骨架结构,又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙巾去.其中4.75mm以上颗粒的粗集料含量在70%80%之间,o.075mm筛孔的通过率10%,粉胶比超过通常1.2的限制值,沥青结合料较普通混合料高l%以上.因沥青用量高而掺加纤维稳定剂,在配合比设计时,不完全依靠马歇尔配比设计方法,主要由

4、体积指标确定,施工中对材料要求高,且拌和时间延长,施工温度提高等.由于sma具有粗集料多,矿粉多,沥青结合料多,细集料少,掺加纤维增强剂及材料要求高的特点,使得sma既保持了大l隙排水性路面表面功能好的优点,又克服了其耐久性差的缺点,兼具嵌挤和密实混合料的长处,即同时拥有较高的粘结力和内摩阻力.2沥青玛蹄脂碎石路面的路用性能2.1优良的温度稳定性在sma的组成中,粗集料骨架占到70%以上,混合料中粗集料相互之间的接触面较多,其空隙主要由高粘度玛蹄脂填补.由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用,传递荷载能力高,可以很快地把荷载传到下层,并承担较大的轴载和高压轮胎,同时骨架结构增加了混合料的抗剪切能

5、力,在高温条件下,即使沥青玛蹄脂的粘度下降,对路面结构的抵抗能力影响也会减小.因此,sma具有较强的抗车辙能力,良好的高温稳定性.在低温条件下,抗裂性能主要由结合料延伸性能决定.由于sma的集料之间填充了相当数量的沥青玛蹄脂,沥青膜较厚,温度下降时,昆合料收缩变形使集料被拉开时,沥青玛蹄脂有较好的粘结作用,利用其柔韧性,使得昆合料能够抵抗低温变形.2.2良好的耐久性沥青混合料的耐久性包括水稳定性,耐疲劳性和抗老化性能.sma混合料的空隙率在3%4%之间,受水的影响很小,沥青玛蹄脂与石料粘附l生好.同时,由于sma不透水,对下层的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用,使路面能保持较高的整体强度

6、和稳定性,水稳定性较其它类型混合料有较大改善.sma混合料内部被沥青混合料充分地填充,使得沥青膜较厚,空隙率小,沥青与空气的接触少,抗老化,抗松散,耐磨耗,因而沥青混合料的耐老化性能好,耐疲劳性能大大优于密级配沥青混凝土.鉴于此,sma具有良好的耐久性.23优良的表面特性普通沥青混凝土路面雨天行车溅水及车后产生水雾等性能,直接影响交通安全和环境保护.sma昆合料的集料方面要求采用坚硬的,粗糙的,耐磨的优质石料,在级配上采用间断级配,粗集料含量高,路面压实后表面构造深度大,抗滑性能好,拥有良好的横向排水性能,雨天行车不会产生较大的水雾和溅水,增加了雨天行车的可见度,并减少了夜间的路面反光,路面噪

7、音可降低35db,从而使sma路面具有良好的表面特性.2.4投资效益高由于sma结构能全面提高沥青混合料和沥青路面的使用性能,使得sma路面能够减少维修养护费用,延长使用寿命.尽管sma初期费用比一般沥青混凝土高20%25%,使用期延长两年左右才能补偿其初期投资,但在使用sma较早的欧洲,一般认为sma路面使用寿命比密级配混合料路面延长20%40%,德国早期铺筑的sma路面平均使用寿命为l7年左右.因此,由于sma使用寿命的延长,增加了投资效益,道路使用期间维修和养护工作减少,降低了维护费用,提高了社会效益.3沥青玛蹄脂碎石路面的施工sma路面的施工应严格按照施工规范及铺筑的试验段安排进行.s

8、ma拌和,摊铺和碾压温度均较常规路面施工温度要求高,sma施工各环节工序要求温度如表1.表1sma施工要求温度(单位:)施工工序不改性沥青smasbs改性沥青sma测量部位l沥青加热温度15o160160165沥青加热罐l改性沥青现场制作温度165170改性沥青车改性沥青加工最高温度l75改性沥青车集料加热温度185195190200热料提升斗sma混合料出厂温度l60170175l85运料车混合料废弃温度195不高于195运料车混合料贮存温度降低不超过l0贮存罐和运料车摊铺温度不低于150不低于160摊铺机初压开始温度不低于140不低于140摊铺层内部复压开始温度不低于120不低于130摊铺

9、层内部碾压结束温度不低于110不低于120碾压层内部i开放交通温度不高于50不高于6o路面内部或路表注:室内试验的温度应与施工温度保持一致.-276.-科技信息工程技术3.1sma混合料的拌和沥青混合料必须在拌和厂采用拌和机械拌制,拌和厂的设置除应符合国家有关环境保护,消防和安全等规定外,还应具备下列条件:料场应硬化,各种矿料应分别堆放,不得混杂;矿粉,掺加剂不得受潮,需设置防雨顶棚储存;纤维类掺加剂必须有可靠的掺加设备,该设备应计量准确以保证混合料的质量.沥青混合料应采用间歇式拌和机拌和,拌和机应有防止矿粉飞扬散失的密填充性能及除尘设备,并有检测拌和温度的装置.沥青混合料拌和时间应以混合料拌

10、和均匀,纤维掺加剂均匀分布在混合料中,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,材料添加及拌和时间顺序如表2.在试拌时,视混合料情况,拌和时间可相应增,减.采用颗粒状纤维,纤维应在粗细集料投入后立即加入,干拌时间较常规混合料生产增加510s,喷入沥青后湿拌时间较常规混合料生产至少增加5s;采用纯纤维,纤维随沥青喷入后,由专用设备打散,喷入,湿拌时间较常规混合料生产至少增加5s.拌和过程中沥青,集料的加热温度以及混合料的出厂温度均应满足表1的相关规定.表2sma混合料添加及搅拌顺序约3540s约20s10s加矿料占1os加沥青后搅拌加ciat0p干拌湿拌sma与普通密级配沥青混凝土(ac)的最大不同之

11、处是sma为间断级配,粗集料粒径单一,量多,细集料很少,矿粉用量多.sma需要5ram以上的粗集料75%以上,矿粉10%,细集料包括石屑和砂一共才只需15%左右,实际上5ram以上的粗集料中还有相当数量的细集料,实际需要加的细集料数量就更少.首先是冷料仓,粗集料数量多,一个料斗经常不够,可能就会发生冷料仓数量不够的问题,如果按照通常的方法设置振动筛和热料仓,将会发生粗集料仓经常不足(亏料),而细集料仓经常溢仓的不正常情况.控制室的操作员如果随意调整放料的数量,将不能保证sma的配合比,导致工程失败.改性沥青及sma混合料拌和以后,不能像普通沥青混合料那样贮存太长的时间,主要因为贮存时间太长将使

12、混合料表面结硬成一个硬壳,而且sma的沥青用量要比普通的沥青混合料用量多,时间长了,会发生沥青的析漏,造成沥青用量不均匀.因此,sma混合料的贮存都不能过夜,即当天拌和的必须当天使用完.3.2sma混合料的运输混合料应采用大吨位自卸车运输.为防止沥青与车厢板粘结,开始运料前应涂一层油水混合液(柴油与水比例为l:3),但不得有余液积聚在车厢底部.装料时应前后移动,避免混合料离析.沥青混合料在运输过程中必须加盖篷布,以防止混合料表面结硬.整个施工过程应以摊铺机为中心,根据摊铺机的工作情况决定运输车辆的数量,以保证摊铺机能连续,均匀和不问断地铺筑.运到施工现场的混合料温度应不低于表1规定的摊铺温度的

13、要求,达不到摊铺温度要求的坚决废弃.3-3sma混合料的摊铺sma混合料摊铺前必须将工作面清扫或冲洗干净(in用水冲,必须晒干后才能进行下步作业),然后均匀喷洒一层粘层油,粘层油可使用改性沥青(丁苯胶乳改性沥青或其他),用量为0.25o.4kg/n.为了保证连续摊铺,开始摊铺时,现场待卸料车辆不得少于5辆;在卸料时,运输车辆不得撞击摊铺机,如有可能,最好采用间接输送的方法,以保证摊铺出的路面的平整度.由于sma粘度较高,摊铺阻力比普通热拌沥青混合料大,而轮胎式摊铺机容易打滑,一般采用履带式摊铺机摊铺,采用接触式平衡梁找平控制方式,并适当减小摊铺宽度.为了保证路面的平整度,要按照规范要求做到缓慢

14、,均匀,连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿.摊铺机的摊铺速度应与沥青混合料拌和楼产量相协调,一般不超过34m/rain,必要时可放慢到12m/min.摊铺过程中不能连续供料时,摊铺机应将剩余的混合料都摊铺完,抬起摊铺机,做好临时接头,将混合料压实,避免出现冷却结硬的情况.sma混合料的摊铺温度应不低于表1的规定.sma混合料的可压实余地很小,松铺系数要比普通混合料小得多,用abg.摊铺时,有时甚至不超过1.o5.混合料的铺筑厚度可以在摊铺时测量控制好,不必再等钻孔测定.为了确保工程质量,摊铺过程中应安排专人及时检查铺筑厚度和外观质量,发现松铺厚度不够,局部离析和拖痕等问题应

15、趁高温及时处理.3.4sma混合料的碾压sma混合料内部含有大量沥青玛蹄脂胶浆,粘度大,温度低时很难压实,因而确保摊铺碾压温度尤为重要,碾压温度应不低于表1的规定.sma路面碾压宜采用刚轮压路机初压12遍,复压24遍,终压1遍的组合方式.碾压过程中,压路机应”紧跟慢压”,即紧跟摊铺机缓慢匀速(不超过5krn/h)对路面进行碾压.这是由sma结构特性决定的,sma混合料高温碾压不会像常规混合料那样容易发生推移现象,而料温过低(低于l1o)又很难压实.采用振动压路机时,应遵循”高频,低幅”的原则,即高频率,低振幅.在碾压sma面层时,还应确保压路机数量(五台为宜)充足.初压,复压工作区间严格分开,

16、降低压路机工作区段长度,保证在足够高温度下进行压实作业.sma路面压实度应控制在不小于马歇尔标准密度的98%或理论密度的94%,同时也要防止过度碾压,破坏结构内部骨架.另据施工实践证明:sma面层施工切忌使用胶轮压路机或组合式压路机,因为其轮胎会将结构内部沥青”泵吸”到路表面,使路表失去纹理和粗糙度.碾压过程中压路机应紧跟在摊铺机后面一定的距离内碾压,每次都压到离开摊铺机大约20ram左右才折返,随着摊铺机不断向前,压路机的折返点也跟着向前移动,这样既保证了碾压温度,又不影响平整度.压路机起步,刹车要缓慢,严禁在新摊铺层上转向,调头或停机,所有机械不能在未冷却结硬的路面上停留.压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/31/4轮宽,碾压工作面长度为3050m.为了防止混合料粘轮,可在钢轮表面均匀洒水,使其保持潮湿,水中掺少量的清洗剂,但要防止过量洒水引起混合料温度骤降.3.5sma路面接缝处理sma路面接缝处理较常规热拌沥青混合料要困难,因而施工中要尽可能避免冷接缝.因为sma混合料一旦冷却后,质地相当坚硬,洋镐,切缝机很难处理.如不可避免冷接缝,应在施工完毕,路面尚未完全冷却前,用切割机切割好,然后用水将接缝处冲刷干净,继续施工时,涂刷粘层油即可摊铺新混合料施工.采用两台摊铺机时的纵向接缝应采用热接缝,即施工时将已铺混合料部分留下1020cm宽暂不碾压,作为后铺