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摘 要：本论文以某高速公路为依托,系统地针对SMA混合料面层从单质材料选择、混合料配合比设计、路面施工工艺控制等方面进行了研究.通过工艺试验比较,主要改进、完善了传统的混合料施工碾压方式.
关 键 词：SMA；施工；质量控制
中图分类号：TUTl2.1
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2011)02-0071-02
1 前言
随着SMA材料越来越广泛的应用,目前SMA及改性沥青应用技术正在逐步被推广和应用.应该看到,同普通沥青混合料相比,改性沥青SMA混合料无论是在施工拌和、摊铺、碾压难度都比较大.虽然道路工作者对SMA和改性沥青的施工技术有了一定的了解,但施工工艺控制经验却不足,还有待于进一步研究总结.为此,某高速公路对改性沥青SMA混合料施工应用技术进行了大量的试验研究,以提高施工质量控制水平,保证施工质量.这是对传统的施工技术及控制指标的完善和改进.
2 单质材料质量控制
在多年的气象资料的基础上,要求改性沥青不仅要满足部颁标准,还要满足SHRP的PG64―34要求.为了确保证改l生沥青的质量,建设项目采取在改性沥青生产厂家集中生产的方式供应改性沥青,而不是在施工现场改性.同时,要求基质沥青材料严格符合技术指标的要求,其技术指标要求见表1.
3 配合比设计
在严格保证单质材料各项指标合格的情况下,开始进行目标配合比设计工作,按照某高速公路SBS改性沥青SMA－16混合料级配范围,可以确定各种矿料的掺配比例,选择三种初试级配,进行马歇尔试验,选择合适的级配完成析漏、飞散、车辙、残留稳定度、冻融劈裂、低温性能试验检验.此过程可参照图1进行.
如试验结果合格,则可将其用于试拌试铺,否则需重新调整设计.
4 SMA混合料的运输、摊铺及碾压
4.1 SMA混合料的运输及摊铺
改性沥青SMA混合料同普通沥青混合料运输、摊铺要求基本相同.但应加强以下控制：
(1)沥青混合料装车时,为避免离析,应最少分五次放料,第一次为车箱的前1／5处,每次放料后要及时移动车辆,做到均匀装料,减少堆料高度,避免在放料过程中产生混合料离析.对于大型运料车可分多次装载.
(2)运料车必须苫盖,苫布尺寸应足够大,以利保温、防氧化,防污染,防止SMA混合料在运输过程中因温度降低而形成硬壳.
(3)运输车辆宜在车箱适当位置打孔以利检测出厂及运至摊铺现场时混合料温度.测温位置应距车箱内15cm以上.温度测定值必须待温度读数稳定后读取.
(4)摊铺机在整个摊铺过程中要匀速、缓慢、平稳、不间断地进行,起动熨平板及夯锤的振动功能,使混合料摊铺初始密度大于85％.
(5)在摊铺时如有接头处缺料或摊铺带边缘缺料可进行人工修补,其它情况如：断面不符合要求、表面明显不平整、混合料离析、有明显拖痕的应立即停止摊铺,铲除不合格部分,并查找原因,分析解决后方可继续施工.
(6)气温低于15℃、地表潮湿及降雨时严禁摊铺.宜控制风速不大于3级.
(7)摊铺前对下承层进行复检.
4.2 SMA的碾压工艺
改性沥青SMA混合料由于改性沥青粘度及级配性质增加了施工碾压难度,传统的沥青混合料碾压方式己无法满足改性沥青SMA混合料施工碾压要求,为此某高速公路经大量的试验研究,提出上面层改性沥青SMA混合料施工碾压工艺为：压路机并列成梯队循环压实,而不采用首尾相接的纵列分段碾压方式的施工控制技术,经某工程实际应用效果明显.
由于改性沥青低温粘稠、SMA混合料不利碾压,低温碾压效率低,且可能将石料压碎,为保证混合料施工碾压质量,必须提高混合料终压成型温度,而在传统碾压工艺情况下,必须依靠提高拌和温度未保证碾压成型温度.但提高拌和温度会使混合料发生老化,降低混合料低温性能,影响路面耐久性和低温抗裂性能.因此只能通过改善施工碾压工艺未提高混合料终压温度,这对改性沥青SMA混合料碾压提出了更高的要求,传统的沥青混合料碾压方式己无法满足施工碾压要求,为此组织技术力量在中面层上铺筑了改性沥青SMA混合料施工碾压工艺试验段,进行了改性沥青SMA混合料碾压工艺试验研究.
4.2.1 碾压方案
在试铺前拟定了几种试验方案,在试铺过程中根据实际情况进行了调整,实际采用的碾压方案如下：
第一方案：纵向分初压、复压、终压区,即：一台压路机初压一遍,两台压路机各复压两遍,另一台压路机完成终压二遍.
第二方案：将单幅路面平均分成两个碾压区,由两台压路机各自完成初压一遍,复压四遍,由一台压路机终压二遍.
第三方案：由三台压路机循环作业,每台压路机一次分别进行初压、复压和终压,即压路机并列成梯队循环压实,而不像前两个方案采用首尾相接的纵列方式.
4.2.2 几种碾压方案适用性分析：
方案_碾压分区比较明显,易于碾压控制,但压路机初压一个循环时间较长10―15min,初压前温度降低较大,不同压实区内作业的压路机存在折返点相互影响,有时须避让,可能造成局部漏压等现象；同时同一碾压段内混合料温度梯度大,在相同的碾压条件下,导致碾压不均匀、离散性大,平整度差.
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方案二：前两台压路机纵向同时碾压可能造成单幅直线拱难以控制,虽然缩短了初压时间,使碾压温度有所提高,但存在不同压实区内作业的压路机在折返点相互影响,有时须避让,可能造成局部漏压等现象.而且同一碾压段内混合料温度梯度较大,在相同的碾压条件下,导致碾压不均匀、离散性较大.
方案三：三台压路机循环作业,有效地缩短了初压时间；同时也减少了压路机折返次数,提高了压路机工作效率,使碾压温度大幅度提高,也提高了终压温度,三台压路机流水作业,不存在折返点相互影响问题.同时同一碾压段内混合料温度梯度小,在相同的碾压条件下,碾压相对均匀、离散性小,平整度好.
4.2.3 某高速SMA的碾压工艺
(1)改性沥青SMA混合料摊铺后&
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(2)改性沥青SMA混合料上面层碾压,选用自重10t以上的双驱双振压路机四台,初压、复压均采用振动压路机振动碾压,振动采用高频低幅,以不大于4―5km／h速度碾压,应保证25mm距离内振压不少于一次,初压1―2遍,复压4―6遍,折返时要关闭振动,终压由初压和复压的压路机在一个碾压循环内关闭振动未完成或采用10―12t双钢轮压路机,以2―3km／h速度碾压2遍.
碾压速度要保持均衡,碾压时应保持直线方向行走,折返时要渐渐地改变方向,压路机的折返点不得在同一个断面上.
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(3)振动压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm,静碾压路机轮迹的重叠宽度应大于20cm.
(4)碾压从低的一侧开始,逐步向高的一侧碾压.碾压过程中必须采用雾状喷水装置适量洒水,严格控制洒水量,在保证不粘轮的情况下尽量少洒或不洒水、严禁洒柴油或油水混合物.折返时要关闭振动.
(5)根据混合料温度和降温速率掌握好碾压时间,在混合料温度降到120℃前完成碾压作业,在不能满足碾压温度要求时不可一味地提高混合料出厂温度,应停止施工作业.或调整施工工艺,经试验证明满足要求后方可施工.
(6)压路机起动、停止必须减速缓慢进行；压路机不得在未碾压成型并冷却的路段上转向、调头或停车等候.振动压路机在已成型的路面行驶时应关闭振动.
当压路机必须停止碾压时,应当停在冷却的沥青路面上,并且与碾压方向成一定角度,停在热沥青路面上会形成不能消除的压痕,在每一遍碾压终点停机之前,应当使压路机稍微转向,避免在路面上留下横向凸起.
4.2.4 SMA路面碾压时应注意的问题
(1)气温低于15℃、地表潮湿及降雨时不得摊铺.宜控制风速不大于3级
(2)改性沥青SMA混合料摊铺后必须立即进行碾压,不得等候.压路机跟踪碾压的折返点与摊铺机保持不大于5m的距离,压路机并列成梯队循环压实,而不应采用首尾相接的纵列方式.
(3)改性沥青SMA混合料上面层碾压,宜选用自重10t以上的振动压路机不少于四台,初压、复压、终压均采用振动压路机碾压,振动采用高频低幅,以不大于4―5km／h速度碾压4―6遍,折返时要关闭振动,终压也可以采用10―12t双钢轮压路机,以2―3km／h速度碾压2遍.
(4)振动压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm,静碾压路机轮迹的重叠宽度应大于20cm.
(5)碾压从低的一侧开始,逐步向高的一侧碾压.碾压过程中可采用雾状喷水装置适量洒水,但要严格控制洒水量,严禁使用油水混合物.
(6)应根据混合料温度和降温速率掌握好碾压时间,应在混合料温度降到120℃前
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