sma沥青混合料设计和铺面平整度的

SMA沥青混合料设计和铺面平整度的研究摘要：SMA沥青混合料设计现多采用击实成型法，宜改进为振动成型。均匀拌合并且具有适当高温的沥青混合料是保证铺面平整度的前提，连续稳定摊铺是保证平整度的中间关键，合理压实是保证铺面平整度的最终关键。黄黄高速加铺改造，上面层采用SMA设计，这在湖北省还是第一次全线采用SMA大规模施工。鉴于中部地区超载货车多的实际特征、以及I型结构组合导致的车辙问题和SMA试验段的良好抗车辙性能，而车辙远比坑槽的危害性大，并且养护成本高；在黄黄沥青加铺设计时，考虑了C型[1]+SMA的结构组合。但是SMA沥青混合料设计虽然发源很早，但是在我国的成熟应用相对较晚，在湖北省的推广应用尚处于起步阶段。结合笔者对沥青混合料设计的调研与实践，特就SMA沥青混合料配合比设计时细集料选择、纤维选择和沥青用量确定展开探讨；此外就SMA铺面的平整度控制和级配检测给出建议。1．SMA沥青混合料配合比设计的考虑1.1细集料选择与控制虽然设计之初，考虑到玄武岩硬度较高、细集料空隙率较高、粉尘含量低，可以改善铺面的耐久性，主张采用玄武岩细集料，但是在实际施工中，由于玄武岩的密度大于石灰岩密度，单价高于石灰岩，并且本着“因地制宜，就地取材”的原则，采用了武穴当地石灰岩。经过试验发现，在碎石场不开启粉尘抽吸设备时，石灰岩4＃料（石屑）的粉尘含量一般均超过了规范P0.075（0.075mm的通过百分率）的要求，但是玛莲妮拌合炉热仓处理后，粉尘含量又合乎规范要求。经过砂当量试验发现，除尘以后，砂当量明显提高，而关闭除尘设备后，砂当量在门槛值（60％）附近徘徊，具体见表1。因此，黄黄指挥部以及中心试验室和监理经常深入碎石场监督，一旦发现，任一碎石场不按规定操作，即刻停产整顿。事实上，仅仅依靠拌合炉除尘，强制加大风门，即提高除尘效率，在除去粉尘的同时，一部分细集料也清除掉了，并且损伤除尘布袋。表1热仓4＃料、开启除尘设备或关闭除尘设备的冷料对比贱筛孔尺寸稻4.75锐2.36喊1.18宗0.6可0.3获0.15抓0.07变5营P0.0拘7胶5驾评价蔽砂当量台热仓剩100蛮86截63.4陆41.4裂23.7球18.6拖11.0环合格孟83要开启除尘珠100博91.2裹69.5势38.8府24.5透14.1誉12.9闪合格筝――稿关闭除尘待100义93.6亲77.1茧55.2跨35.7涛30.3役16.6热不合格划591.2纤维的选择在纤维的选择上，主要考虑纤维种类比选以及纤维用量的比选。纤维种类的比选试验，采用析漏试验，即采用相同级配、相同经验油石比6.0%，相同用量的纤维；析漏损失较小的纤维作为初选纤维，最终确定必须参考“成本－效益”。目前多数实体工程纤维用量一般为0.3%，但是纤维的掺量绝对不是固定不变的；针对不同的纤维，应通过实验研究确定其在SMA中的最佳掺量。首先，多数研究人员发现0.2%的析漏损失可能偏高，理想的做法是，固定油石比6.0%不变，更改纤维用量，比如0.2%，0.4%（纤维与矿料质量比），0.6%，0.8%，考察析漏损失与纤维用量的关系，该曲线的拐点即析漏损失趋于稳定的最小纤维用量作为初选设计用量。根据纤维单价和纤维用量，计算成本，析漏损失小、成本低的产品即是中选纤维品种。最后，在最佳沥青用量下进行车辙试验，合格后，才能终定纤维品种和用量。1.3级配的选择与检测SMA系断级配，级配相对稳定，重点是通过限制2.36通过百分率来确保骨架的形成，对于SMA16和SMA13而言，一般P2.36在15％～28％之间，不允许超过30％。主要是检验：压实沥青混合料里的骨架间隙率（VCAmix）<干捣实状态下的粗集料间隙率（VCADRC）[2]。虽然，施工技术规范[3]在附录中规定大于等于13.2mm的SMA混合料以4.75mm分界，但是实践中，一般是小于等于13.2mm的均以2.36mm分界，只是公称最大粒径大于等于19mm的沥青混合料才必要采用4.75mm分界，因此，对于SMA混合料，由于多为SMA13.2或者SMA16，所以采用2.36作为分界点更为重要，它不仅决定了混合料的骨架程度，也影响了混合料的体积程度。由于SMA沥青混合料矿粉和沥青含量大，如果采用溶剂抽提，不仅消耗大量溶剂污染环境，而且由于矿粉的蒸发过滤可能引起较大的试验误差。因此，采用燃烧法可能更加快捷方便。但是，由于矿粉含量大，干筛筛分时的试验误差较大，干筛与水筛的差别相去较大。主要表现是：干筛法相对较粗，水筛法相对较细；干筛法P0.075通过百分率相对较小，水筛法P0.075通过百分率相对较大。对于SMA混合料，干筛法的结果一般存在较大错误，比如设计时0.075的通过百分率8～12％，水筛法可以达到8～10％，而干筛法一般只有4～8％。对于每一个燃烧炉，需要采用设计油石比、以及设计油石比±0.3%，采用热仓混合料拌合燃烧后，进行修正。当原材料和设计油石比不变时，修正系数一经确定，不宜改变。表2为干筛法与水筛法检测SMA级配的对比。表2SMA混合料干筛法与水筛法对比古筛孔督16码13.2摄9.5毁4.75纱2.36润1.18唤0.6欣0.3骗0.15向0.07齿5拳干筛采100板98缘68张27.9烧17.9节15.3循12.6筒10.5脖8.9坊4.9蛾水筛醉100秤93.6喇56.8妖25.9要19.6妹16.1邪14.9怖13渠11.2多9.91.4沥青用量的确定SMA开始击实温度宜与摊铺后温度或初压前温度相一致。现规范采用马歇尔击实成型法，考虑3～4.5%的设计空隙率，以及VMA和VFA等体积指标要求。由于击实成型作用多发生竖向位移，受装模操作和实际击实温度影响较大，装料操作的时间以及具体插捣方法和次数、击实环境等还没有量化，实际击实温度难以把握和测量，因此不同操作人员之间难以对比。事实上，击实虽然由一定冲击作用，但是与振动相比，仍然有较大差距，SMA铺面要求采用振动而非静压是不推崇击实成型的有力证据。对于SMA马歇尔设计，偌能够振动成型，可能效果更好。不论采用那种成型方式，析漏试验和飞散试验都必须用来检验设计油石比是否合格。对于插捣工艺一般要求从试模边缘向中间均匀插捣，多年实践发现，沿试模边壁均匀插捣8次，试模中心插捣1次，每次均深入试模底部；插捣棒采用4～5mm加热铁丝即可。对于实际击实温度难以把握，可以考虑待击实材料置于烘箱中“预养护[4]”,并且插入温度计，一般预养护温度高于击实温度10～20℃，这个偏差可以由操作人员装模后，实测击实前的混合料温度，找出系统偏差。另外两个需要量化的指标是装模操作时间和击实环境。待击实沥青混合料从“预养护”烘箱中取出到开始击实的时间，应该有一个限制，一般1分钟内比较合适；击实时宜采用室温20～25℃无风室内环境为主，因为调研中多数试验人员发现冬天的击实与夏天的击实效果是不一致的，这主要是环境温度作怪。2铺面平整度影响因素与改善措施2.1均匀拌合与合适高温划SM敏A躁混合料是绿间断级配敏、粗集料递多、细集农料少、矿培粉用量多脖、沥青用尾量也多，件单从级配姑来讲，是尺比较容易笋离析的，组但是由于戴粗集料被吃丰富的沥边青玛蹄脂百均匀包裹视，难以随且意迁移，恭从而排除投了粗细集杯料由于动棉力特性不吩一致而导骆致的客观乌离析。事吓实上，有表研究显示辣[5]械，著与侧A在C棚类缺、斤supe反r底类沥青混腐合料相比姻，叛SM氧A景沥青混合菜料级配更望为稳定，搅摊铺机边斜缘和中部浸的级配偏延差最小。葛因此，在兴拌合炉内疗部，有效谦的拌和时犹间确保矿追料和沥青贿均匀拌合锅是防止或骑减乏少耳SM坚A帐沥青混合墙料离析的蝶关键。考刑虑到晶，鱼SM竹A资沥青混合劲料摊铺温触度要求较者高，一般票宜蝇在魂16衔5蜜℃原以上，温夕度过低，氧玛蹄脂粘庄度升高，肢会导致压捕路机粘轮属，从而影酒响铺面外短观与表面创平整度，闻偌人工局慢部修补加吩强局部碾齿压后，又熄会影响外悠观，见狼图虹1的。一范般着SM判A惧表面层采受用溪40m币m猜设计，按射照规范富[3]禾要求弓，最32m挺m塘的极值厚伏度，也能票满足；但搭是厚度越隆薄，散热偿越快，因胳此铺面厚助度宜在代桶表值以上炊。为防止神低温粘轮搂损伤平整户度，必须推控制出料见温弯度华17逼0滴～料19似0践℃惕（环境温唱度高时，佩偏相于中旗下限；环宁境温度低奸时，宜偏失向于中上轮限扰；第≥识19耀5瘦℃股坚决废弃茶移作它用错），摊铺视温度宜房在专16修0浓℃冈以上，环树境温度低婚时，摊铺溉温度宜吃在魄17崖0宅～尾17减5白℃项左右，压暂实终了路神表温度宜岁在益10冰0灰℃海左右。技图弱1狡谢温度偏低裙粘轮后局科部修补加辱强碾压致览外观缺陷研2.嫌2钩连续摊铺派摊铺速度盛可能影响住平整度和写行驶舒适夸性。首先小，运料车烟应该倒退馅至摊铺机突前桌面撒0.3州m沸左右置于菌空挡，由惜摊铺机推休动运料车凑前进，决扶不允许运握料车撞击逢摊铺机。赔摊铺机行挤走速度一贴般应该扩在根4m/m炉i狱n提以下，在坟环境温度饮较低或者朴沥青混合绳料产量不鞭足时，摊矿铺机行走条速度更加无宜降低捐至浆2积～穴3m/m慧i该n勿，以提高劝摊铺机预继压实度，俘以便于第枯一遍压实傲采用振动轨压实。不熟论以哪个先速度摊铺渔都应该保姜持平稳连充续，不宜吵更改摊铺锋速度，必盘要时需要滋渐变。在断实际施工渗检测中，出发现即将较下雨时，则摊铺机手破快速提高悔摊铺速度舰，降低了培铺面的平碎整度。合盆理安排施催工区间，扩有效施工签区段不宜影过短否则层，施工横策结缝过多文，将影响告平整度的违发挥。某稻工程某标拨段由于遇年雨、机械息故障或沥岭青短缺等供原因，施碗工区间相厨对较短，肿大绢约扶30辜0撇～副100姿0栽米以内，沫上面层施隐工横接缝哄较多，存陈在部龟分疼“阔接缝跳铅车项”侵，降低了杰平顺性。井多次平整洞度检测表截明，施工蓝区间较长柱的连续路栗段标准差饿多活在低1.抹2奖以下，施尚工区间较舰短的不连数续路段，膀标准差多伴在饺1.3~畏1.趟7昏浮动。绵2.字3福合理压实换压路机的逗随意调头芝、转向，乔会损伤铺累面平整度胜；倒车时未宜先停振巴，起步后稳再振动稻。咐SM之A言铺面较薄染，降温较尊快，采用棒紧跟碾压侧，可以利赏于较高温脉度下获得孟压实效果派。如果全捆幅摊铺（尽对于双韵向寸4月车道铺面短），采抽用输“做2萌＋殖2菠＋驻2/椅1践”吧的压实组秀合，前面吐两台钢叫轮趟“乳半并融进橡”降交错由低疏向红高麻“娘紧松跟发”漏碾压，比夫如一台从狐外侧向内免侧碾压，固另外一台胀则从内侧往向外侧碾泽压；不论鼓去行还是烈回行，压及路机第一挡遍就宜采满用振动压截实。工作惠时，视线蒸宜好，一品般晚上不含宜施工，叙否则会漏式压，发生卸压实离析麻。洪图傅2销是某工地豪中面层夜框晚施工压卵路机的残宗留轮迹。粱钢轮碾压单洒水会导茂致表面温驴度大约下债降哭1逝0姻℃摔左右，宜凤探讨非降陈温性隔离和剂，以防淘止沥青混遣合料的热借量散失。味图轻2底串某工地夜村晚施工压救路机的残愧留轮迹敢2.4S洪M裙A迁胶轮碾压锹的取舍侵规范乖[3]昼规狸定悼“户正常情况圾下火，示SM色A附施工不宜蹈开展胶轮佩碾悔压例”五，这说明哄规范并没累有否定或义静调止藏SM记A都胶轮碾压燃的应用。刮那么在特崇殊情况下蚊，又该如役何对待？迷在黄黄高晕速加铺现胆场，进贝入准200选5迁年谨1锅1层月份后，赏气温较低朱，部二局单施工标段帆积极地开琴展了胶轮瓣碾压的试傲验，在复息压完毕之包后施加胶润轮。外观罢上庭，帽SM习A掩铺面表面择玛蹄脂好倍像被胶轮涌搓揉提起删；客观芯易样测试和裹现场渗透窃试验发现违，胶轮碾送压后，空红隙率和构童造深度有肌轻微降低扣，但是封造水效果明昨显改善。武由于规范邀指冠出言SM脱A检铺面不宜躁采用胶轮贿碾压，最趁终没有大絮规模推广枕。但是，迟胶轮碾压我可能也是程一个不可紫回避的问猫题，尤其参是低温施继工、水泥传混凝土桥男面施工（糊海沧大桥览钢桥面采锦用了胶轮些碾压，黄挽石长江大亲桥也采用缓了胶轮碾刻压）。3．结语尘（哄1浓）细集料苗选择重点猫考察冷烛料台0.07便5m浇m棒通过百分馋率以及砂央当量，主邪要检验碎痒石场除尘自抽吸设备浮是否连续建开启。纤滑维选择宜告根据性能肥和成本综火合评价，述纤维用量鞭不宜凭经戏验决定，狡宜根据析粉漏试验的菜拐点加以机确定。朗（交2蔑）币SM广A小沥青混合溉料设计马堤歇尔击实链法宜改进袜为振动成榜型，装模昏时插捣操微作宜量化注，成型温谎度宜和摊览铺温度相毫一致，采蹈取峰“日预养少护免”阶措施，找牧出篮“搞预养钱护驰”练温度和实商际击实温稼度的系统袄偏差。株（朽3热）均匀拌伯合并且具榴有适当高权温（摊铺腹温度）的顺沥青