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SMA沥青混凝土路面设计及性能研究

2019-10-21徐少武赵阳

河南科技 2019年29期

徐少武 赵阳

摘 要:在公路建设中,多采用SMA沥青混凝土作为铺筑道路的材料,为道路建成后的良好运行奠定基础。本文结合塞内加尔LL42公路建设项目,对SMA沥青混凝土路面设计及性能研究进行了系统分析,以期对SMA沥青混凝土路面性能有进一步的了解和认识。

关键词:SMA沥青混凝土;路面设计;性能研究

中图分类号:U416.216文献标识码:A文章编号:1003-5168(2019)29-0117-02

Study on Design and Performance of SMA Asphalt Concrete Pavement

XU Shaowu ZHAO Yang

(Sinohydro Bureau 11 Co., Ltd.,Zhengzhou Henan 450000)

Abstract: In the highway construction, the SMA asphalt concrete is used as the material for paving the road, Laying the foundation for good operation after the completion of the road. Based on the construction of the L42 highway project in Senegal, this paper systematically analyzed the design and performance of the SMA asphalt concrete pavement, in order to further understand the performance of SMA asphalt concrete pavement.

Keywords: SMA asphalt concrete;pavement design;performance research

SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料,Stone Mastic Asphalt)沥青混凝土与传统的沥青混凝土不同,其主要以粗骨料为支撑结构,利用沥青、矿粉等材料组成沥青玛蹄脂[1,2]。该材料具有良好的水稳定性、高温稳定性、抗滑性等优势,对推动公路建成后的良好运行具有重要意义[3-5]。本文首先简要阐述塞内加尔LL42公路建设概况,然后重点分析SMA沥青混凝土路面设计及性能研究。

1 工程概况

塞内加尔LL42公路项目位于塞内加尔北部卢嘎区,道路全长43.6km,起点为隆普勒,终点为勒昂纳,是连接首都达喀尔至第二大城市圣路易斯的国道。根据该地特点,公路设计为双向两车道,路面宽7.0m,路肩宽1.5m。道路底基层由红土料构成,层厚20cm;基层由水泥改性红土构成,层厚20cm;路面面层为沥青混凝土,层厚5cm;路肩面层为沥青双表处。施工内容包括路基开挖回填、路面结构层、箱涵、路缘石、排水沟、浆砌石护坡、路牌、里程碑和安全护栏等,公路设计时速为80km/h。

2 SMA沥青混凝土的路用性能

SMA沥青混凝土主要以粗骨料为支撑结构,利用沥青、矿粉等材料组成沥青玛蹄脂,具有良好性能,主要表现在以下几个方面。

2.1 水稳定性

通过进行浸水马歇尔试验,人们可以发现,SMA中,沥青与矿粉、纤维素等发生胶结作用,形成了玛蹄脂,包围住集料,从而有效抵抗水的损害。将SMA沥青混凝土材料应用于公路建设中,可以提升公路的水稳定性。

2.2 高温稳定性

高温稳定性是指沥青混凝土在更高的温度下仍能够保持稳定,不熔化。SMA中使用的是改性沥青,该种沥青黏稠性高,熔点较高,与普通沥青相比有较大优势,具有良好的高温稳定性,对公路投入运行具有重要意义。

2.3 抗滑性

抗滑性能可通过公路摩擦试验确定。在对SMA沥青混凝土路面进行检测时,人们可以开展摩擦试验,确定公路的摩擦系数,进而断定公路的抗滑性能。从SMA结构就可以看出,其具有良好的抗滑性能。

3 SMA沥青混凝土路面施工设计

3.1 施工前准备

施工前要进购施工材料,应注意选择符合国家标准的大厂家,提前与大厂家签订合同,处理好一切事宜。验收材料时还应对相关材料进行二次检查,尤其是沥青、矿粉和石料等材料,从源头上进行质量把关,合理控制材料进厂次序。此外,还要对相关设备进行检查,如运输设备、压路机、搅拌机、摊铺机等,施工之前将设备试运行,检查其能否正常作业,对出现故障的施工设备予以更换,减少其在施工中出现故障的频率。施工期间要做好相关设备养护工作,从而保证道路施工时间,提高施工效率。

3.2 SMA沥青混凝土的摊铺

SMA沥青混凝土铺筑前,应先检查路面下层部分施工状况,检查路面下层地面质量是否达到铺筑混凝土的要求。检查过程中,如果发现路面下层质量不符合相关质量规定,应停止铺筑SMA沥青混凝土。

摊铺SMA沥青混凝土时,应根据该地公路状况,选取合适数量的摊铺机,确保摊铺机工作性能良好。摊铺过程中,摊铺机摊铺速度不宜过快,根据工程结束预算时间,在保证摊铺质量的前提下合理规划摊铺时间,且摊铺需一次完成,一次性把SMA沥青混凝土摊铺到位,不得出现往返摊铺现象。塞内加尔LL42公路属于一级公路,应采用两台以上的摊铺机进行联合摊铺,相邻的两台摊铺机在摊铺重叠上应保持在5~10cm。

3.3 SMA沥青混凝土的碾压

碾压作为SMA沥青混凝土路面施工的主要步骤,若要有效提高SMA沥青混凝土路面压实度,增加压路机压实功能至关重要。在进行SMA沥青混凝土道路压实时,要注意保证其符合沥青压实度和平整度的要求,且SMA沥青混凝土的分层压实厚度不得大于10cm。另外,在进行SMA沥青混凝土道路压实时,为使道路建设达到最好效果,应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,并且压路机应以慢而均匀的速度进行碾压,在碾压过程中,碾壓次数及速度是相互作用及制约的。当碾压速度过快时,为保证质量,碾压次数会相应增加,但这样就造成碾压效率的降低,所以保持合理的碾压速度极为重要。

SMA沥青混凝土碾压总共分为三个阶段,分别为出压、复压和终压。初压紧跟在SMA沥青混凝土摊铺之后,在路面温度较高的情况下进行,进行初压时,应从路边向中间进行压实,如果路边有绿化带等遮挡,可以在紧靠遮挡的位置进行碾压。复压在初压之后进行,主要是对初压进行检查,这一过程一般采用重型轮胎压路机,终压在复压之后,是对整个路面压实度的最终检查,终压次数一定不能少于两次,确保SMA沥青混凝土完完全全被压实,直到路面没有明显痕迹。另外,在整个碾压过程中,还应注意车道变换问题,在进行车道变换时要注意在已碾压路段进行变道,并且注意方向变换要缓慢进行,防止对沥青路面造成破坏。

3.4 SMA沥青混凝土的接缝施工

在SMA沥青混凝土路面施工中,其接缝施工有纵向接缝和横向接缝两种形式,进行纵向接缝施工时多采取热接缝形式,施工时将已经铺好的混凝土部分留下10~20cm宽,暂不压实,作为后摊铺部分的高程基准面,最后作跨缝碾压以消除痕迹。横向的施工缝多运用平接缝,在3m直尺的纵向延伸位置,其端部直尺要成悬臂状,把直尺脱落及摊铺层位置当裂缝进行切割铲除。另外,在摊铺之前要清理接缝部位的粉尘,再往里填充些许沥青,而后进行摊铺碾压,碾压时应采用双轮钢筒式压路机进行横向碾压,后改为纵向碾压,直至混凝土全部在新铺层上。

4 结语

本文依托塞内加尔LL42公路项目,通过研究该项目沥青混凝土施工工艺,分析SMA沥青混凝土的性能优势,进而分析了SMA沥青混凝土在公路建设中的设计要点,以期为新时期公路建设提供技术参考,这对今后SMA的发展与施工也具有一定的指导作用。

参考文献:

[1]李培哲.高速公路沥青混凝土路面配合比设计及性能探讨[J].海峡科技与产业,2018(5):97-98.

[2]曹强.寒冷地区耐久性沥青混凝土路面材料组成设计与性能研究[D].天津:天津大学,2014.

[3]郭涛.高性能沥青路面材料与结构研究[D].开封:河南大学,2014.

[4]李新宇.钢渣SMA-13沥青混合料制备与性能研究[D].长沙:长沙理工大学,2014.

[5]李媛媛.MAC改性沥青SMA在高等级公路罩面中的應用研究[D].青岛:山东科技大学,2010.