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市政道路工程SMA沥青混凝土技术应用

2022-12-01郑志明

建材发展导向 2022年22期
关键词:混合材料集料摊铺

郑志明

(南昌高新工程咨询有限公司,江西 南昌 330000)

SMA就是指沥青马蹄脂碎石,属于当今社会我们国家用于道路项目的混合材料。在基本构造上,SMA选择的碎石直径不是从小到大排位的,缺乏一样或者几样直径组成间断配置,确保混合材料中粗集料的配置比例。在原材料组成方式上,基本通过沥青、粗细集料还有纤维等材料组成,与此同时充足的粗集料身为骨架结构,具备防滑、耐磨以及抗车辙等特征,而且沥青胶材料和细集料弥补骨架的缝隙使得其完整紧密,提升强度作用,与此同时在较低温度下可以预防产生缩裂现象。除此之外,加入的纤维将作为稳定剂形态发挥作用,保持SMA混合材料的平稳性能。所以,SMA道路具备科学合理的运用功效,被大量运用在我们国家道路建设工程中。

1 SMA沥青混合料的结构特征

1)粘合性能较强。SMA沥青混合材料的粘合性相比其他沥青混合材料的粘合性要强一些,关键因素是由于SMA沥青混合材料中混合了纤维稳定剂成分,矿料级配以及骨料也相对提升了混合材料的粘合性。

2)高温平稳性较好。SMA沥青混合材料中的集合材料互相配合组成的骨架具备很强的平稳性,与此同时骨料之间的缝隙都被沥青、纤维稳定剂以及矿料填补以后,会生成愈加平稳的构造,在提高道路构造平稳性的时候还提升了道路的高温平稳性能。

3)低温防变形高。SMA沥青混合材料的低温防变形关键是因为混合材料中的沥青玛蹄脂发挥了其价值,提升了混合材料处于低温状态下的强度作用。

4)持久性强。第一,SMA沥青混合材料的缝隙较小,减少了沥青和外部环境接触的可能性,推迟了沥青的老化现象,提高了混合材料的使用时间,与此同时,缝隙较小还提升了混合材料的防水性能,合理保护了SMA沥青道路的各个层次,使得道路的平稳性以及总体强度都明显提升。第二,SMA沥青混合材料的劈裂程度会被沥青玛蹄脂所影响。此外,对比其他沥青材料,SMA沥青混合材料的平稳性更高[1]。

2 工程概况

某道路工程的表面构造使用沥青混凝土和水稳碎石结合材料,投入使用以后总体效果不错,可是一些路面因为交通量过高产生车辙危害,与此同时因为道路建设初期使用石灰岩当作路面集料,伴随着道路使用时间越长,路面总体呈现白色,经常出现交通意外。经过质检部门开展防滑性能检测工作后得知,道路表面结构的深度和摩擦系数不符合基本使用规则,通过分析后将原先道路上增加铺设4cmSMA-13,提升道路表面的防滑性以及耐高温性。

3 原材料

3.1 沥青

SMA基本作用和其他沥青混凝土作比较还有很大的进步空间。所以,SMA不管是在沥青使用量方面,还是沥青作用方面都具备很高的要求。SMA混合材料中沥青的含量比较高,对比沥青混凝土,沥青混合材料高大约1%以上。除此之外,因为SMA处于温度较低的环境中可以预防低温缩裂现象,项目中选用沥青材料的时候需要关注其粘性,因此通常使用改良沥青当作原材料。工程整体分析道路作用以后决定使用SBS改良沥青当作项目原材料。

3.2 集料

SMA混合材料中运用到的集合料主要区分为粗集料以及细集料,可是和其他沥青混凝土不相同,在粗集料的基本净含量方面,直径超过4.75mm的碎石含量所占比例大约在70%。在基本作用方面,SMA选择的粗集料防滑、耐磨并且平稳,应该使用硬度较强、颗粒状明显并且针片状含量较小的碎石原料。整体分析以后,该工程使用玄武岩碎石当作原材料,玄武岩碎石属于道路项目中极其优秀的集合材料。这一碎石种类借助挤压生成的SMA骨架,可以预防车辙现象的产生。选择细集料的时候,不应该使用天然砂,应该将人工砂当作主要材料,关键因素在于人工砂经过石头粉碎作用,颗粒不是很光滑,但是天然砂的表面光滑并且组成结构繁琐,将其使用在项目中具备很强的不稳定性[2]。

3.3 填料

填料属于SMA很重要的组成环节,需要将沥青和填充材料结合在一起才可以发生吸附性。在该工程中,填充材料经过石灰岩的研磨过程获得,外表以及作用上都要求极高,针对填充材料的外形,应该确保紧密,在作用上,应检测其含水量以及其它数据信息,保证混合时符合要求。对于面层矿粉的基本要求见表1。

表1 面层矿粉技术指标

3.4 纤维

纤维材料一般用在基面和面层上,利用加筋以及吸附等功效可以提高混合材料的作用,在SMA中,纤维材料一般作为稳定剂出现,保持混合材料的作用性。该工程将木质纤维当作原材料,主要技术数值如表2所示。

表2 SMA木质纤维技术指标

4 SMA路面施工技术要点

4.1 下承层准备

由于该工程属于加铺项目,因为要完全提升道路的运用质量水平,应该及时解决原先道路表面的缝隙等问题,范围较大的裂缝应该铣刨操作,预防裂缝部分面积增大,问题解决以后,对道路表面的杂质需要及时清理,利用沥青洒布车将沥青粘层油均匀散布在道路表面,主要是为了提升沥青混凝土和增加层面的粘合性。

4.2 SMA混合料的生产

因为SMA沥青混合材料属于间断级配,在进行搅拌的时候一定要添加很多粗集料、矿粉以及沥青,所以,施工技术较为繁琐。在搅拌以前,针对不一样的材料应该将其加热到规定温度范围,在粗集料加热结束以后测量矿料应该确保温度范围在190~200℃,并且沥青加热罐中的SBS改良沥青应该加热到160~165℃。等到所有材料符合温度标准以后按顺序添加,预先将搅拌时间控制在70s,搅拌时间太短没有办法保证集合材料和沥青的搅拌均匀,搅拌时间太长会发生混合材料老化的现象,缩减SMA的基本作用性,与此同时使用热成像设备来保证混合材料的均匀性[3]。

4.3 混合料运输要点

首先,在沥青混合材料的输送环节,有关负责人员选用汽车输送时,一定要选用重量大,并且要把车上清扫整洁。因为要预防沥青和车厢产生粘合,输送人员需要把油水混合液体均匀涂抹在车厢和地面上,可是一定要确保车厢下方无剩余液体出现。

第二,将材料由搅拌机放置在运料车的过程中,每卸一斗料就需要将汽车向前移动,根据“前、后、中”的流程来装车,预防发生材料分离的情况。

其次,结束装料工作以后,还要借助数字温度计来测量材料的出场温度,混合材料到达施工现场以后,工作人员还要进行第二次温度测量工作。等到输送材料车辆侧边距离车辆底部30cm的时候,便能够设定检测孔,一定要将其设定在侧边的居中处,接着将温度计插到检测孔中,深度距离大约为15cm。工作人员必须要仔细测量每辆车的温度,促使其符合温度要求。

然后,运输沥青混合材料的车辆一定要符合搅拌水平以及铺设效率的基本要求,在摊铺设备面前必须要有最少5辆车等候。

接着,如果想要预防污染并且达到保温效果,在输送车辆上需要设定篷布覆盖装备,并且一定要确保车辆周围密封效果良好。

同时,输送车辆到达施工场地,驾驶人员要考虑到车辆停放的具体位置,是的输送车和摊铺机的距离在30cm以内,并且一定要超过10cm。卸料的时候一定要符合“摊铺机紧靠输送车后轮”的标准,还需要控制运输车辆的安全。

最后,运输车辆由土路到达沥青路以前,一定要清扫整洁轮胎上的泥土杂质,避免产生污染[4]。

4.4 SMA混合料的摊铺

进行摊铺改良沥青混合材料工作之前,一定要检验基层的平整程度,此外将基面上的灰尘打扫干净,把乳化沥青洒在表面促使其粘连,因为要保证摊铺工作的平整程度,应该把雪橇安设在摊铺设备上,对于部分改良沥青的稠度较大,而且容易被温度影响,需要预防混合材料分离情况由于运输时间过长而产生,在摊铺的时候,可以安排2台摊铺设备同时操作,根据施工场地的发展状况来设置宽度。

4.5 SMA混合料的碾压

在对沥青SMA道路进行操作过程中,压实身为最后一步,也是最为关键的一项操作环节,可以促使沥青混合材料物理作用以及基本特征符合基本需求。碾压操作不但可以对沥青路面的平整程度产生影响,还会影响沥青路面的密度。改良沥青混合面碾压操作通常划分为初压、复压以及终压三个环节。

首先是初压,由于在摊铺操作中,摊铺设备的烫平装置早已把沥青混合材料进行第一次压实,并且针对改良沥青混合材料来说,干硬性材料对于温度的要求很高,最初的温度超过165℃,因此为了获得最佳的成效,应该做到较小的压实操作便可以。

然后是复压,进行沥青SMA道路压实操作的时候,复压属于最重要的工序,对压路机的要求也很高。由于改良沥青的粘性很强,并且大多数道路表面的地基都很厚,因此如果想满足道路表面的密度标准,就要有极高的压实操作性能。

最后是终压,在完成沥青混合料的碾压操作以后,温度应该适宜,因此在复压操作以后,能够利用双钢轮压路设备来进行操作,将速度控制在2~3km/h,终压的温度限定在大约120℃左右,碾压数量需要超过2次,保证道路表面不出现明显车轮痕迹[5]。

5 试验路段性能检验

5.1 压实度检测

掌控道路表面压实程度一般通过以下几个环节进行。

首先,适宜的原材料,天然砂石较光滑,如果当作细集料时会使得压实操作难度大,所以,不应该选择天然砂来当作细集料。

然后,良好的施工质量,在碾压的时候需要将压路机的操作程序设定为从慢到快、从外向内缓慢操作,合理掌控摊铺机和钢轮压路机的距离,保证碾压次数。因为要检验SMA道路表面是否符合检验要求,需要对此检测压实度。选择5个最具代表性的方位来检测压实度,检测结果都超过98%,证明该路面铺设SMA当作基层以后压实度符合基本要求。

5.2 高温性能检测

按照检验结果可以得知,原先道路表面出现车辙的关键因素在于道路高温作用不强,该工程使用SBS改良沥青当作SMA道路的建设材料,提升了沥青的粘度,也相应提升了混合材料的总体作用。如果想要检测SMA道路表面的高温作用是否符合基本需求,按照规定来进程车辙检测混合材料的稳定性能以及变形速度,最终检验结果如表3所示。

表3 车辙试验检测结果

相比AC混合材料以及SMA混合材料车辙检测结果可以看出,SMA混合材料的平稳性检验结果为3586次/mm,比沥青混凝土平稳性的813次/mm要高出很多。除此之外,高温环境下的变形速率,AC混合材料是SMA混合材料的五倍以上,产生该现象的关键因素,因为混凝土采取的沥青属于普通材料沥青,高温环境下的平稳性能很低。

6 道路路面施工问题的改善对策

6.1 控制好进场材料的质量

针对沥青混凝土道路而言,一定要仔细根据有关规章制度来保证项目原材料的质量问题,例如油石比例配置、材料等基础作用都要仔细掌控,针对具备半刚性用在底层的混合材料而言,需要掌控好石灰、水泥的配比,保证强度符合要求,操作的时候拒绝偷工减料现象发生,万一出现需要严格处理。此外,石灰消解工作也要仔细选择,将没有完全消解的石灰消除,此外,还要掌控好水量,只有控制水量均匀,才可以顺利结束压实工作,针对材料的选用也必须要选具有营业执照以及满足国家发展要求的厂家,所有操作环节都需要做好不定时检查的准备,保障材料质量问题。

6.2 严格控制施工过程的质量

因为沥青道路对于温度特别敏感,因此在进行摊铺以及碾压操作时,必须要将温度设定在预期标准内,一般情况下,运输料的车到达施工场地以后需要尽快检测混合材料的温度,等到温度适宜以后再摊铺和碾压。此外,还需要掌控摊铺工作的质量问题,如果铺设厚度不均匀会造成路面裂缝出现,为了避免这一现象存在,一定要如实做到如下两点:1)摊铺设备的运行需要仔细控制,还要定期调节保养,例如摊铺机的速度较快,应当向右边稍微转动调节装置,速度放慢时则需要向左转动;2)选择压实次数和速度适宜的操作,加入压实速度太快会出现移动、裂缝等问题。

6.3 提高员工自身素质

成功的项目和工作人员的努力密切相关,道路建设项目也是这样,每一个岗位的工作人员还有管理者,都一定要具有专业的技术水平和经验能力,此外,员工职业素养的提高也不容忽略,所有工作人员开始工作以前都需要通过专业培训,确立岗位任务职责,还要设立相应的奖惩机制,把工作人员的利益和项目的质量紧紧结合在一起,保证员工职业素养的持续提高,进而建设出高水平的道路。

7 结语

综合以上分析,在本工程通过SMA沥青混凝土技术的应用,路面工程的质量得到了提升,满足道路项目建设的要求。在往后工程施工中,需要从材料选择、材料性能分析以及工艺应用方面做好科学管控,这样才能将技术价值发挥出来,满足市政道路工程建设需求。

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