改性沥青SMA路面的施工及质量控制 |
来源: 发布日期:2008-11-19
|
1前言 近年来随着公路建设日新月异的发展,各种新型路面材料更多地用于沥青路面,由于原材料地变化,相应地其施工工艺也有所变化。 常州市公路处在全市养护工程中率先在省道239常淳线大修工程中成功地应用了改性沥青SMA面层罩面,目前该种路面在投入使用后确实体现了比普通沥青砼更加优越地路用性能,如更好的高温稳定性、抗变形能力和更好的防水抗滑性能。本人有幸参加了该项工程的监理工作。通过本人的亲身实践,对本项目的施工工艺及质量控制方法作一些总结,以便为今后的改性沥青SMA面层施工提供一些参考。 2准备工作 2.1组织合格的原材料 2.1.1沥青:采用优质的SBS改性沥青 表1聚合物改性石油沥青技术要求如下 检验项目技术要求针入度(25℃,100g,5s) (0.1mm)最小50针入度指数PI最小-0.2延度5℃,5cm/min(cm)最小30软化点TRAB(℃)最小60动力粘度 60℃ pa.s最小500运动粘度 135℃ pa.s最大3闪点(℃)最小230溶解度(%)最小99离析,软化点差(℃)最大2.5弹性恢复25℃(%)最小70RTFOT后残留物质量损失(%)最大1.0针入度比25℃(%)最小60延度5℃(cm)最小20路桥工程类改性沥青SMA路面的施工及质量控制聚合物改性沥青检验数据由施工单位提供,按每个生产厂每5000T抽样试验一组。驻地监理组、项目办中心试验室仅对针入度和软化点进行检验,按每个改性沥青厂每批改性沥青检验一次。如出现异常,应加作整套试验并上报。改性沥青贮存时应泵送循环以防离析。 2.1.2粗集料:应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于4.75mm,粗集料必须采用反击式破碎机轧制的玄武岩碎石。各施工单位应根据玄武岩碎石的筛分结果计算各种规格碎石提运比例。粗集料技术要求见下表: 表2聚合物改性沥青SMA上面层用粗集料质量技术要求 指标技术要求石料压碎值不大于(%)25洛杉矶磨耗损失不大于(%)30视密度不小于(t/m3)2.60吸水率不大于(%)2.0对沥青的粘附性不小于4级坚固性不大于(%)12细长扁平颗粒含量不大于(%)15水洗法〈0.075mm颗粒含量 不大于(%)1软石含量不大于(%)5上面层石料磨光值不小于(BPN)42注:细长扁平颗粒含量,应采用游标卡尺按1:3标准进行测验。 2.1.3细集料:采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,必须采用反击式破碎机加工的玄武岩细集料,不能采用山场的下脚料。细集料规格见下表: 表3聚合物改性沥青SMA上面层用细集料规格 指标技术要求视密度不小于(g/cm3)2.50坚固性不大于(%)12砂当量不小于(%)60塑性指数无棱角性或粗糙度实测 2.1.4填料:宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁,矿粉质量技术要求见下表。拌和机回收的粉料均不得采用,全部弃掉,以确保沥青上面层的质量。 表4改性沥青SMA上面层用矿粉技术要求 指标技术要求视密度不小于(t/m3)2.50含水量不大于(%)1粒度范围〈0.6mm100〈0.15mm90~100〈0.075mm75~100外观无团粒结块亲水系数〈12.1.5抗剥离剂:沥青上面层用抗剥离剂的品种选用省交科院采用无记名方式试验评选确定的牌号,掺和沥青质量的0.4%。 2.1.6稳定剂:采用优良的木质素絮状纤维,掺加比例以沥青混合料总质量的0.3%-0.4%。木质纤维宜采用有产品合格证书的进口材料。 2.2老路面的检查、清扫 2.2.1检查老路面的完整性和粘结性。对局部质量缺陷按规定进行修复。 2.2.2对老路表面的污染物必须清扫干净,必要时用水冲刷,对于局部被水泥等杂物污染冲刷不掉的,应用人工将表面水泥砂浆凿除。 2.2.3对老路面进行彻底清扫,冲洗的水迹晾干后才可摊铺新面层。 2.3聚合物改性沥青SMA的设计标准 SMA的矿料级配采用间断级配,其级配范围应符合下表5的要求;改性沥青SMA的配合比设计应符合下表6的技术要求;改性沥青SMA设计配合比检验应符合下表7各项指标的要求。 表5上面层SMA矿料级配通过率(%)范围 筛孔(方孔mm)16.013.29.54.752.36通过率(%)10090-10055-7522-3215-26中值10095652720.5筛孔(方孔mm)1.180.60.30.150.075通过率(%)14-2412-2010-169-138-11中值191613119.5 表6改性沥青SMA型马歇尔试验配合比设计技术要求 试 验 项 目单位技术要求马歇尔试件击实次数两面各击50次空隙率VV[1]%3-4矿料间隙率VMA[1]%不小于17.0粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCAdrc沥青饱和度VFA%75-85最小油石比,合成集料毛体积相对密度2.9%不小于5.72.8%不小于6.02.7%不小于6.32.6%不小于6.5稳定度KN不宜小于6.0流值mm2-5 表7沥青SMA配合比设计检验指标技术要求 检验项目单位技术要求试验方法谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失[1]%不大于0.1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失(20℃)%不大于20T0733车辙试验动稳定度[2]次/mm>3000T9719水稳定性:残留马歇尔稳定度 冻融劈裂试验残留强度比% %80以上 75以上T0709 T0729渗水系数[3]m/min<20T0730构造深度[4]mm0.7-1.1T07312.4准备工作中的注意事项 2.4.1把好原材料质量关 要注意粗细集料和填料的质量,对不合格的矿料,不准运进拌和厂。 堆放各种矿料的地坪必须硬化,并具有良好的排水系统,避免材料被污染;各品种材料间应用墙体隔开,以免相互混杂。 细集料及矿粉必须覆盖,细料潮湿将影响喂料数量和拌和机产量。 木质素纤维的保管、存放、运输过程中均不得受潮。 2.4.2关于改性沥青SMA配合比设计的统一规定 每台拌和机均应进行生产配合比设计,由驻地监理工程师审查,经总监代表批准,确认后,才能进行试拌和试铺。 3改性沥青SMA的拌制 严格掌握沥青和集料的加热温度以及SMA的出厂温度。改性沥青SMA的施工温度较普通沥青混合料提高10℃-20℃。其施工温度控制范围见下表。 表8改性沥青SMA的施工温度(℃) 改性沥青加热温度165-175集料温度190-200混合料出厂温度175-185,超过195废弃混合料运输以现场温度165-180摊铺温度不低于160初压开始温度不低于150复压最低温度不低于130碾压终了温度16吨左右宽幅双钢轮压路机不低于120注:1、所有检测用温度计应采用半导体数显温度计并及时送当地计量部门检定,或在监理监督下用标准温度计标定;2、所有温度检测均应按正确的方法提出避免温度计探头位置不当测得温度不真实。3、碾压温度是指碾压层内部温度。 拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量拌和温度,并定期对拌和楼的计量和测量进行校核;每天应用拌和总量检验各种材料的配比和SMA油石比的误差。 拌和时间由试拌确定。改性沥青SMA拌和时间及加料次序参照下表选用,必须使所有集料颗粒全部裹复沥青结合料,并以沥青混合料拌和均匀为度。 建议的SMA拌和时间及加料次序 加矿料加纤维干拌约10s加沥青加矿粉湿拌约30-35s出料总生产时间约70-80s要注意目测检查混合料的均匀性,及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析等现象。如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前,有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征,这要通过细致地观察室内试拌的混合料而取得。 要严格控制油石比和矿料级配,避免油石比不当而产生泛油和松散现象。每台拌和机开拌后每天上午、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验,检验油石比、矿料级配和SMA的物理力学性质。 4改性沥青SMA的运输 采用数字显示插入式热电偶温度计(必须经常标定)检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。插入深度要大于150mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车箱度面约300mm。 拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动分三堆装料,以减少粗集料的分离现象。 沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方应有五辆运料车等候卸料。 运料车应用完整无损的双层蓬布覆盖,以资保温防雨或避免污染环境。 连续摊铺过程中,运料车在摊铺前10-30cm处停住,不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。 5改性沥青SMA的摊铺 5.1.1连续稳定的摊铺,是提高路面平整度最主要的措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械的配套情况及摊铺厚度,按规定-3m/mim,容许放慢到1-2m/min,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应任意迅速摊铺几分钟,然后停下来等下一车料。午饭分批轮换交替进行,切忌停铺用餐,争取做到每天收工停机一次。 5.1.2沥青混合料在未压实前,施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断地整修,只有在特殊情况下,如局部出现离析,需在现场主管的指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷较严重时应予铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。 5.1.3用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。 5.1.4摊铺机应调整到期最佳工作状态,调好的螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器传速相匹配。螺旋布料器中的料量应高于螺旋布料器中心,使熨平板的挡料板前混凝土合料在全宽范围内均匀分布,并在每天起步前就应将料量调整好,再实施摊铺,避免摊铺层出现离析现象。并随时分析、调整粗细集料是否均匀,检测松铺厚度是否符合要求。摊铺前应将熨平板预热至规定温度(不低于100℃),摊铺时熨平板应采用中强夯等级,使铺面的初始压实度不小于85%,摊铺机熨平板必须拼接紧密,不许存有缝隙,防止卡入粒料将铺面拉出条痕。 5.1.5要注意摊铺机接料斗的操作程序,以减少粗细料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出,尚有10cm厚的热料时,下一辆运料车即开卸料,做到到连续供料,并避免粗料集中。 5.1.6选择在当日高温时段进行傩铺,路表温度低于15℃时不宜摊铺,摊铺遇雨时,立即停止施工,并清除未压实成型的混合料,遭受雨淋的混合料应废弃,不得卸入摊铺机摊铺。 6改性沥青SMA的碾压成型 6.1.1SMA的初压、复压宜用钢轮振动压路机碾压,碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行,混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状况下开始碾压,不得等候。不得在低温状况下反复碾压,防止磨掉石料棱角,压碎石料,破坏石料嵌挤。碾压温度应符合上表规定。 6.1.2在初压和复压过程中,宜采用同类压路机并列成梯队压实,不宜采用首位相接的纵列方式,采用振动压路机压实SMA路面时,压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm,当采用静载压路机时,压路机的轮迹应重叠1/3-1/4碾压宽度。不得向压路机轮上涂油或油水混合液,需要时可喷涂清水或皂水。 6.1.3压路机应以均匀的速度碾压,压路机的适宜碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别。 压路机碾压速度(Km/h) 压路面类型初压复压终压静载钢轮压路机2-32.5-52.5-5钢轮振动压路机2-44-5--6.1.4改性沥青SMA路面摊铺后应抓紧碾压,由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数,使摊铺路面在较短时间内达到规定压实度,且碾压温度符合前表的规定。压路机折返应呈梯形,不应在同一断面上。 6.1.5对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。改性沥青SMA路面应严格要求控制碾压遍数,在压实度达到马歇尔密度的98%以上,或者路面现场空隙率不大于6%后,不再作过度碾压。如碾压过程中发现有沥青马蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压现象,应停止碾压。 6.1.6路面压实完成24小时后,方能允许施工车辆通行。 7SMA施工缝的处理 SMA施工缝全部采用平接缝。用三米直尺沿纵向位置,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置,用锯缝机割齐后铲除;继续摊铺时,应将接缝锯切时留下的灰浆冲洗干净,涂上少量粘层沥青,摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺;碾压时用钢筒式压路机进行横向压实,从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。 8施工阶段的质量管理 8.1.1原材料的检查:包括沥青、粗集料、细集料、填料。 8.1.2混合料的质量检查:油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙度、残留稳定度;混合料出厂温度、运到现场温度、摊铺温度、初压温度、碾压终了温度;混合料拌和均匀性。 8.1.3面层质量检查:厚度、平整度、宽度、横坡度、压实度、偏位;摊铺的均匀性。同时还应进行构造深度和摆式磨擦系数的跟踪检测,铺筑完成后构造深度宜在0.8mm-1.3mm范围内,摆式磨擦系数的摆值宜不小于60。 施工压实度的检查以钻孔法为准,用核子仪检查时应通过以钻孔密度的标定关系进行换算,标定关系须经总监代表批准。钻孔检测频率单幅每公里1个,同时作为核子仪标定之用。核子仪检查频率不小于1000平方米1次。 以上检查方法、检查频率和质量要求列于下表。 表中未列的检查项目与一般沥青路面上面层的要求相同。 SMA路面施工质量检验要求 项目检查频度质量要求或允许差试验方法外观随时无油斑、离析、轮迹等现象目测接缝随时紧密、平整、顺直、无跳车目测、三米尺施工温度1次/车符合表9要求数显式温度计矿料级配每台拌和机2次/日下列筛孔与设计标准配合比的容许差 : 0.075mm ±2% 4.75mm ±4% ≥9.5mm ±5% 抽提后行筛分油石比每台拌和机2次/日±0.3%抽提马歇尔试验、稳定度、流值密度、空隙率每台拌机2次/日符合设计要求拌和厂取样成型试验车辙试验必要时不小于设计要求拌和厂或现场取样成型送试验室试验透水试验随时基本上不透水向路面倒水观察1次/日实测记录用渗水仪测定构造深度1处/单幅200m0.8-1.3mm[2]铺砂法压实度每2000m2检查1处不小于马歇尔密度的98%(单点检验)钻孔法或核子仪空隙率1个/单幅1000m不大于6%钻孔法平整度对每日铺筑的路段全线测定1-2次不大于设计要求整车式颠簸累积仪或3m连续平整度仪 9改性沥青SMA施工中易产生的问题及对策 通过本次省道239常淳线大修工程的实践,我们发现在施工中容易发生一些普通沥青路面所不常见的问题。这些问题主要是: 9.1过碾压。对SMA路面来说,由于它的集料嵌挤作用,可压实程度不大,压实度比较容易达到;SMA结构过碾压除了可能压碎碎石外,还会使玛蹄脂部分上浮,构造深度减小,因此,在碾压过程中,要求必须特别注意表面构造,以便有适宜的构造深度,通常以保持在1.0~1.5mm为好(与最大粒径有关)。 9.2出现油斑。SMA路面通车后出现油斑也是常见的一种病害。它往往是由于漏投、晚投、少投纤维,干拌时间不够,纤维没有充分分散及沥青用量不均匀引起,也可能是纤维稳定剂数量不够,材料出现离析,沥青用量使用不均、过多或过少引起,这种路面在行车过程中,往往会引发车辙变形。目前我们认为,解决油斑最根本的措施是将人工投入纤维的方式改变为机械自动化投入,同时防止纤维受潮和成团。 9.3对改性沥青来说,碾压成型温度不够高是常见的毛病。通常低于130℃时碾压的效果就很差了。如果在低温时找平、碾压,表面就可能出现不平整的修补痕迹。未充分碾压的路段,无法避免行车碾压过程中出现车辙,这是压实不足造成的变形。 9.4在本项目施工中,我们发现有的改性沥青SMA沥青面层在开放交通后几天或更长一段时间内,路面结构似乎没有完全硬化,有些大吨位运料车在转弯时能使表面出现掉粒,或出现轮印。在发现这种情况以后,我们认为可采用加强早期交通来加以控制。 |