簡介:通過對改性瀝青SMA混合料從原材料到拌和、運輸、攤鋪、壓實等重要施工環境的質量控制,以達到改性瀝青SMA混凝土路面的高質量要求。
前言
隨著我國國民經濟的高速發展,公路工程進入了前所未有的大發展時期,新結構、新技術、新的研究領域不斷出現,對道路建筑材料提出了更新更高的要求,根據瀝青瑪碲脂混合料(SMA)路面的使用要求和結構特點,可以看出瀝青性能是決定路面質量和使用壽命的關鍵,為適應這一要求,改性瀝青瑪碲脂混合料(SMA)作為一種堅韌、穩定、抗車轍的特種瀝青混合料,自二十世紀九十年代被引入我國,特別是近幾年來,在國內的許多省市都大面積使用,效果非常好。該結構具有良好的抗水平推力、抗車轍和抗輪胎磨的能力、噪音低、使用壽命長等優點,尤其是抗高溫車轍和低溫裂縫以及抗疲勞的性能尤為突出。
改性瀝青SMA路面在使用上雖具有很大優勢性,但在其施工工藝和質量控制方面也提出了比普通瀝青混凝土路面更高的要求和標準,要想鋪筑一條高標準的改性瀝青SMA路面,必須在每個環節上都對其進行嚴格的質量控制,山東泰山路橋工程公司近年來先后在博萊高速公路七合同段、濟泰高速公路五合同段、泰曲高速公路一合同段、濟南繞城高速公路南線五合同段及206國道高速公路四合同段等幾條高速公路中進行改性瀝青混凝土路面的施工,總結幾條高速公路的施工經驗,在206國道高速公路四合同段改性瀝青SMA路面的施工過程中,進行嚴格的質量控制,并取得了良好的效果。
1、材料的質量控制
改性瀝青SMA路面預期的性能在很大程度上取決于粗集料的嵌擠作用,因此粗集料必須具有良好的韌性、強度、堅固性和耐磨性。這樣就要求對原材料的進場嚴格把關,嚴禁不合格材料進場。我們采用玄武巖制的石子,能滿足磨光值、磨耗值和沖擊值三項指標的要求,并嚴格控制它的粒徑。
細集料在改性瀝青SMA混合料中用來填充粗集料之間的間隙,并參與顆粒間的嵌擠作用。因此對細集料同樣要求具有良好的棱角性和堅固性。工程中我們采用的是玄武巖制作的機制砂,經過除塵處理后,嚴格控制其含泥量。
對瀝青粘接劑的要求通常采用勁度較高的瀝青,并加0.3-0.5%的木制纖維,以減少瀝青的滴漏,并有助于抵抗高溫車轍和抗低溫裂縫。
改性瀝青SMA混合料中使用的礦粉應該是磨細的優質粉料,我們在206國道高速公路四合同段工程中采用的是石灰石制成的礦粉,制作時摻入15%的石灰(以提高粗集料與瀝青的粘結性),使用的礦粉是干燥的、未結團的、不含有機雜質的,并且塑性指數不大于4。
2、改性瀝青SMA混合料拌和的質量控制
雖然改性瀝青SMA混合料的拌制工藝類似于常規瀝青混合料,但由于所用瀝青及混合料級配的不同,決定了其難以拌和。為確保混合料的拌和質量,必須對攪拌設備的參數進行適當的調整,嚴格控制攪拌時間,同時加強試驗檢測工作。
2.1攪拌設備的標定和操作
對攪拌設備進行定期檢驗,主要有以下內容:
2.1.1加強對冷料的控制
拌和前,根據試驗提供的生產配合比及集料的松裝容重,冷料出料口橫斷面的不平均值,計算出不同產量對應的各種集料的調速電機速度值,并制定出數據表格和曲線圖,供生產使用。
2.1.2對集料、瀝青、粉料的計量系統進行標定,以保證各種材料的計量精度。溫度的計量系統也進行必要的校正。
2.1.3正確的操作攪拌設備,以保證成品料的配料精度和溫度要求,為保證成品料的質量和生產的正常運行,避免等料或溢料,除了自動控制系統外,操作人員還根據生產情況及時調整各冷料倉的產量和熱集料的控制溫度,確保成品料的質量要求。
2.2溫度控制
改性瀝青SMA混合料的拌和溫度的范圍控制為:
熱骨料溫度:190-200℃
改性瀝青溫度:165-170℃
成品料溫度:175-185℃
由于改性瀝青SMA混合料對溫度特別敏感,瀝青和成品料溫度不宜超過195℃,否則會損害它的質量,因此必須嚴格檢測和控制成品料的溫度變化。
2.3拌和時間的控制
由于改性瀝青SMA混合料較難拌和,因而需要更長的拌和時間。最佳的拌和時間與瀝青的用量、集料的級配、溫度等多種因素有關,需要通過試拌來確定,一般認為比常規熱拌瀝青混合料的干拌和濕拌時間應增加5-10秒。
2.4取樣檢測
瀝青混合料的取樣與檢測是拌和廠進行質量控制中最重要的工作。取樣和試驗所得的數據能直接反應混合料的質量和特性。因此,必須嚴格按照規范取樣和試驗。取樣時要確保所取樣品能夠反應整批混合料的特性。在206國道高速公路四合同段施工中我們每天上午、下午各取樣一次做馬歇爾試驗。對于瀝青抽提試驗及抽提后的級配檢測,每天至少做四組。
3、運輸和攤鋪過程中質量控制
改性瀝青SMA混合料不應在氣候寒冷、陰雨的季節施工。施工的最佳溫度在20℃以上,一般不宜低于15℃,最低不得低于10℃,當外界溫度較低時可適當提高混合料的攪拌和攤鋪溫度。
3.1改性瀝青SMA混合料的運輸最好采用20t以上的大型運輸車,并且必須覆蓋棚布保濕,運至攤鋪現場的混合料應保持在165℃以上,溫度偏低,將會直接影響路面的平整度和壓實度。在混合料裝卸時應盡量避免離析,運輸車在裝料時應采用前后移動分三次裝載的方式。
3.2改性瀝青SMA混合料的攤鋪原則上與常規混合料沒有本質的區別,但在攤鋪溫度的控制上應更為嚴格。
攤鋪溫度宜控制在165-175℃的范圍內,在不發生離析的前提下盡可能采用全幅一次攤鋪,以避免縱接縫的處理。攤鋪速度對攤鋪機的工作效率和攤鋪質量有重要影響。攤鋪速度的選擇應根據混合料的供料能力和后續碾壓工序的壓路機生產能力來確定。一般情況下可根據混合料的供應能力、攤鋪寬度和厚度按下式求得:
式中:
Q——拌和機產量,t/h.
V——攤鋪速度,m/min.
T——壓實后的攤鋪厚度,cm.
C——效率系數。根據供料運輸能力等,宜為0.6-0.8.
W——攤鋪寬度,m.
ρ——瀝青混合料壓實成型后的密度,t/m3。
攤鋪速度在攤鋪過程中嚴格保持不變。根據206國道高速公路四合同段實際情況采用了1.5-2.0m/min的攤鋪速度。
3.3攤鋪機螺旋布料器應均勻旋轉供料,供料高度一定要控制在螺旋布料器縱向2/3高度的位置,這樣可以在一定程度上保證混合料不離析。
4、改性瀝青SMA混合料的碾壓控制
改性瀝青SMA混合料是一種粘稠而很難壓實的材料,它的壓實性能對溫度十分敏感。因此其碾壓工藝與常規的熱瀝青混合料的壓實區別較大,主要是:
1)雖然對平整度的指標有一定影響,但為了防止瀝青層的拉裂,在206國道高速公路四合同段施工過程中還是先上振動壓路機初壓,復壓采用的是英格索蘭振動壓路機,壓實過程中采用的是高頻、低振幅,避免壓碎集料和下層瀝青沙漿浮在表面。
2)壓實溫度的范圍以及控制比常規瀝青混合料更為嚴格。通常初壓的起始溫度控制在165℃左右,并盡快完成初壓工序。終壓溫度不低于130℃,初壓時保證壓路機緊跟攤鋪機碾壓并采取連續碾壓的模式。
結束語
改性瀝青SMA混凝土路面的鋪筑是一個系統的復雜工程,只有每一個環節都采用科學的程序進行嚴格控制,最終才能取得良好的效果。同時,隨著新瀝青改性材料的不斷出現,要對每一種新材料在施工工藝各環節上區別對待,只有在實踐中不斷摸索學習,才能使改性瀝青混凝土路面質量不斷躍上新臺階。
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