SMA沥青路面施工技术要领

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  【摘要】SMA即Stone Matrix Asphalt,其中文全称是,沥青玛蹄脂碎石混合料。是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料。本文简要介绍了SMA混合材料的技术性能,以及SMA在施工中的技术要求。
  【关键字】技术性能;重点环节;技术要求
  1、SMA混合材料的技术性能
  1.1高温抗车辙性
  SMA由粗集料骨架和沥青玛蹄脂两个部分组成,而且它的组成颗粒的粒径≥4.75mm的粗集料,其在混合料中的比例高达70%~80%,而矿粉用量为10%左右,细集料较少,一般为10%~20%左右。因骨架嵌挤作用,混合料高温条件下抵抗荷载变形能力较强,所以SMA材料有着较强的高温抗车辙能力。
  1.2低温抗变形性
  在低温条件下,由于SMA混合料中有着相当数量的沥青玛蹄脂,当温度下降时,沥青玛蹄脂具有较高的粘结能力,它的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温变形能力。
  1.3耐久性
  在SMA混合料中,粗集料骨架空隙被富含沥青的玛蹄脂密实填充,并将集料颗粒粘结在一起,沥青在集料边、面形成较厚的沥青膜。此外,SMA混合料空隙之间缝隙太小,与水或空气的接触少,所以SMA混合料的水稳定性,抗老化性和抗疲劳性较普通沥青混合料好。又由于SMA混合料基本是不透水的,所以对中、下面层和基层有着较好的保护作用和隔水作用,使沥青路面保持较高的整体强度和稳定性。
  1.4表面独特性
  SMA混合料一方面要求使用坚硬、粗糙、耐磨的高质量碎石,另一方面采用间断级配的矿料,构造深度大,一般超过1mm,而摩擦系数也能满足8BBM以上,这使得沥青面层具有良好的抗滑性和耐磨性能,还能减少溅水,减少噪声,从而提高道路行驶质量。
  2、SMA路面设计施工重点环节
  2.1配合比设计
  SMA混合料的配合比设计目的是选择符合技术要求的优质材料、确保产出最佳沥青,必须经过目标配合比设计、生产配合比设计及试拌试铺验证三个阶段,而且这三个阶段是一个完整系统。与普通沥青混凝土一样,SMA也是采用马歇尔试验设计方法,所不同的是根据SMA的特点,采用了3项重要检验手段来验证。
  (1)采用车辙试验对高温抗车辙的能力进行验证,这是SMA设计检验的一项非常重要的手段。普通沥青其动稳定度要求应不小于800次/mm,而当使用改性沥青时要求为3000~6000次/mm。
  (2)采用谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡飞散试验,检验是否会因沥青太多造成析漏及沥青太少造成飞散。
  (3)普通沥青混凝土采用浸水型歇尔试验检验水稳定性,而SMA还要增加冻融劈裂试验残留强度比检验。
  2.2整体结构设计
  SMA路面损坏有时不是其自身的原因造成的,而是由于各方面问题而导致上层受到破坏。上下面层的关系非常密切,是一个整体结构。为此,应该考虑当地的运输状况和环境条件,综合分析,选择与SMA上面层相匹配的中、下面层结构,以求最大限度的满足强度、耐久性、稳定性、表面功能等各方面的要求。
  2.3路面排水设计
  沥青面层没有排水设施,而当雨水进入沥青结构层会对路面有水腐蚀,这是沥青路面早期破坏的根源之一。所以,必须做好全面排水设计。
  (1)路面地表排水。应使路面、中央分隔带、路基边坡坡面的表面排水顺畅,避免路面表层水渗入路面结构层。
  (2)路面内部排水。路表水渗入结构层内,应能及时排出路面外,以免导致水损害。可考虑将硬路肩采用与行车道相同的结构和厚,形成宽坡,以免水的滞留。
  (3)路基边沟排水。应使边沟内水流畅通,并与桥涵、沟渠、管道等各种排水设施形成完善的排水系统,以减少地表水和地下水对路面及路基的侵蚀破坏。[1]
  2.4SMA集料质量的要求
  集料质量是施工的关键环节。任何设计都必须通过施工来体现。只有优质的集料才能造出优质的SMA路面。集料问题解决了,施工质量就60%解决了。SMA对集料是高标准、严格要求的[2]。在目前公路部门缺乏专用的石料场的情况下,应该与由厂方进行联系,生产出符合要求的集料,经成本核算推销后可适当调整提高产品价格,以提高集料的质量。
  2.5施工温度
  SMA路面与普通AC路面相比,施工难度各大,对施工的要求更高,尤其是控制好施工温度至关重要。SMA的施工温度应由沥青混合料的粘度与温度曲线确定。在正常情况下,在普通沥青混合料施工温度的基础上提高100到200度左右。为保证SMA的质量,利于各施工的温度控制,当路表温度低于150度时,不宜摊铺改性沥青SMA混合料。
  3、SMA改性沥青路面施工技术总结
  3.1沥青上面层配合比
  沥青上面层SMA材料的目标配合比为:1#:2#:3#:4#:矿粉=44:33:3:10:10;生产配合比为:1#:2#:3#:4#:矿粉=33:38:3:13:10,最佳油石比例为6.1%,纤维掺量为沥青混合料总量的0.3%,抗剥落剂掺量为沥青用量的0.4%。
  3.2施工产量及作业长度
  施工中拌和机产量定为220T每小时,摊铺速度控制在2至2.5m每分钟,与拌和楼产量相适应。按1.19的松铺系数控制厚度,碾压长为30米左右,复压可在40至50米之间。保证摊铺层在高温下有效的压实。
  3.3需要采取的措施
  采取不同措施保持面层的清洁。加强施工期间的交通管制,合理安排施工车的运行道路,上面层施工前,其中层面均必须进行清洗并确保彻底清洗干净。由于SMA混合料添加了木质素纤维且矿粉用量较大,不易进行拌合均匀,因此在施工中要合理掌控拌合时间,保证混合料拌合均匀[3]。
  3.4原材料质量的控制
  在公路施工中,质量就是生命。要保证高公路施工的质量,原材料的质量一定要过关,需严格控制的以下几个方面。第一,进行材料检验,尽可能大密度的进行抽检,不合格的材料予以舍弃,粉碎,以免混入碎石之中。而且不同规格材料的料石,应该隔离放置,防止装料过程中出现差错,经常检查集料的规格和品种,含泥量,含水量和风化量,如果发现不合格的料石,应该进行必要的筛选试验。
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