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SMA改性瀝青混凝土工藝

SMA改性瀝青混凝土工藝

     sma具有較好的高溫穩定性和低溫抗裂性,能保持較好抗滑能力和平整度、減少噪音、提高路面能風度等優點。

      平整度是衡量高级路面质量好坏的重要指标。路面不平顺,会增大行车阻力,并使车辆产生附加振动,直接影响行车的安全性、舒适性,同时会加剧汽车零部件及轮胎的损坏,并增大油料的消耗;附加振动以及不平整的路面所滞积的雨水,也将加速路面的破坏。随着社会的发展需要,高等级公路建设幅度的扩大,人们对路面行车的安全性、舒适性以及路面的耐久性都提出了更高的要求,交通部在修定《公路工程质量检验评定标准》(jtj 071-98)中也相应对路面平整度指标进行修订,采用了更高更严格的指标。

        影響改性瀝青及sma路面平整度的因素分析

     改性沥青是指掺加改性剂或采取对沥青轻度氧化等加工措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改而制成的沥青结合料;sma是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青马蹄脂,填充间断级配的粗集料骨架间隙而形成的眼挤型密实结构混合料。改性沥青及sma路面是一种新型的路面结构,

具有如下特性:

1.造價高,對路基與路面的施工質量要求較高;

2.改性劑必須完全分散在瀝青中,才能充分發揮其效能:

3.改性瀝青及sma混合料具有粗集料多,礦粉多,改性瀝青結合料多,細集料少,摻纖維穩定劑,材料要求高的特點,特別是對粗集料的堅韌性、顆粒形狀和棱角性的要求很高;

4.只有在高溫狀態下碾壓才能達到密實效果,且不産生推擁,這是sma的一個重要特征;

5.改性瀝青及sma混合料致冷後非常堅硬,強度高。

     改性沥青及sma的特性决定了其施工与普通沥青硅相比具有特殊性,故应加强施工中每一环节的检测控制与管理,从其特性入手,对其特殊的施工工艺进行分析,影响路面平整的主要因素有:

1.路基與下承層的施工質量。路基填築不均勻或路基、下承層結構密實度和強度不足,整體穩定性差,易産生不均勻沈降,路面平整度差:對于下承層的平整度以及高程誤差,都會通過結構層自下而上層層積累,影響到改性瀝青及sma路面的平整度。

2.原材料及混合料的質量。只有保證原材料和混合料的質量,才能保證改性瀝青及sma面層的完整性和強度,路面平整性才有保障。

3.施工工藝及機械配置。本工程采用改性劑sbs,改性瀝青制作采用高溫剪切與膠體磨的特殊加工方法,拌和時間長,生産率降低,混合料粘度大,施工溫度要求高,混合科冷卻結硬後強度高,要保證其密實度和平整度以及充分發揮sma粗集料的嵌擠作用,只有通過采用合理的施工工藝及機械配置才能實現。

4.施工人員的素質與責任心。只有通過施工人員對施工中每一環節加強檢測控制與管理力度,充分調動其主觀能動性,才能發揮先進的施工工藝、合理的機械配置和先進的機械設備這一組合的最佳效果。

     改性瀝青及sma路面平整度的控制措施

從影響平整度的主要因素出發,從路基與路面下承層的施工質量,原材料及混合料的質量,施工工藝和機械配置以及施工人員素質等方面采取相應的控制措施,重點應抓施工工藝和機械配置方面。

1.加強路基與路面下承層的施工質量控制

對于路基,應從確保路基填土的均勻性以及路基結構整體的密實度和強度;采取合適的涵、台背、牆背回填與軟基處理方案並減少其過渡段的工後沈降差;采取相關措施,減少水對路基産生的病害,確保路基穩定。

改性瀝青及sma造價較高,一般只使用于上面層結構,若在(承層施工中不重視手整度及高程誤差控制,想通過4cm厚上面層的施工來對下承層的不足進行彌補,並取得好的平整性是不可能的。本工程主車道全幅寬12.25m,在下承層施工中,均采用abg攤鋪機全幅式攤鋪,保證攤鋪混合料性能的穩定性和控制攤鋪速度的均勻性,並采用不同的找平方式,對不同下承層的攤鋪進行控制,使下承層的平整度控制在較好的水平上。

2.原材料及混合料質量的控制

每一批進場的原材料都應按相關規範和標准進行試驗,並加強施工中試驗自檢和抽檢力度,保證後材料質量的穩定。

改性瀝青及sma混合料質量直接影響到瀝青面層的施工質量和使用品質,一旦出現不合格的花料。焦料、過油料鋪築到路面上都應立即徹底鏟除重鋪,經人工修補後的路面是不可能有良好的平整度。混合料生産要嚴格把關,不合格混合料嚴禁使用。通過抽提試驗和馬歇爾試驗對礦料級配、瀝青用量、混合料的密度和空隙率vv、vma、vca等指標進行調控,同時檢測其穩定度和流值;通過溫度檢測,對改性瀝青及sma生産的四大溫度(瀝青加熱溫度160~165℃,改性瀝青制作溫度165~170℃,改性瀝青最高加工溫度175℃,集料加熱溫度190~200℃進行控制,做到不合格材料嚴禁進場,確保混合料的質裏。

3.加強施工工藝和機械配置的控制

先進成熟的施工工藝、先進的機械設備和合理的機械配置,是保證改性瀝青及sma路面平整的關鍵。

i)攤鋪

本工程采用abg攤鋪機全幅一次性攤鋪,應做到緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪,禁止隨意變換速度或中途停頓。

①.運料車與攤鋪機恰到好處地配合是保證平整度的一個重要方面,必須防止料車撞擊攤鋪機或將料灑到中面層上。運料車應在攤銷機前10~20m處停住並挂空檔,卸料過程中由攤鋪機推動汽車同步前進,卸料完畢後,即駛離攤鋪機。由于改性瀝青及sma生産時拌和機生産率降低,爲保證其勻速、不間斷地連續攤鋪,攤鋪速度一般不超過3m/min~4m/min,甚至可放慢到lm/min~2m/min,這就要求機手應具有較高的操作水平,以保證攤鋪機勻速、連續工作,既能保證壓實度又提高平整度。

②.abg攤鋪機兩側各安裝了一台從美國blaw/khox公司引進的浮動基准梁找平裝置。該裝置總長16.7m,前端有2x12個可上下自由伸縮的“雪橇”板也稱“滑靴”,滑下層表面拖動滑行,構成下層基准面。裝置後端有2x8對可上下伸縮的橡膠輪,行駛在攤鋪後的混合料表面,構成攤鋪後的上基准面。攤鋪機的自動找平裝置是根據兩個基准面的高差控制攤鋪厚度。由于雪橇板和橡膠輪都能自由伸縮,可以消除局部不平整對控制厚度的影響。

由于較長的滑靴式浮動基准梁對提高改性瀝青及sma路面的平整度非常有利,故在本工程部分路段中,對浮動基准梁進一步改裝,浮動梁全長33.4m,後端采用2x12個滑靴來代替2x8對橡膠輪,使平整度可達到0.8mm以內。

③.攤鋪機刮料輸送器通過閘門後供料和螺旋攤鋪器向兩側布料,兩者的工作速度要相匹配。在發生暫時性斷料時,攤銷機應保持繼續運轉,停止振搗,並接通熨平板加熱器,保證改性瀝青及sma的攤鋪與碾壓符合高溫條件要求,這是控制平整度的又一關鍵所在。

④.提高攤鋪過程中的預壓密實度。改性瀝青及sma混合料在高溫狀態下主要靠粗集料的敬擠作用,可適當提高夯錘的振搗頻率,在攤鋪機夯錘振搗與熨平板的共同作用下,一般可達到85%以上的預壓效果。這樣,剩余的壓實系數極小,所以初壓的痕迹也極小,進而保證了路面的最終乎整度。

2)碾壓

改性瀝青及sma路面最好采用剛性碾碾壓,並在碾壓過程中嚴格控制好碾壓溫度。本工程采用ingersollrand振動壓路機,其振動力大、幅度寬,初壓(溫度不低于150℃)、複壓(溫度不低于130℃)和終壓(溫度不低于120℃)都采用此種壓路機,碾壓3~4遍,一氣呵成。按照以下原則碾壓,充分解決了密安度與平整度的矛盾,實際效果比海滄大橋鋼橋面采用cc25振動壓路機與yl-20型輪胎壓路機組合碾壓要好。

①.按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓八字方針進行碾壓,這是與一般瀝青混合料碾壓方式最大的區別。壓路機必須緊跟在攤鋪機後面,只有在高溫條件下碾壓才能取得最好效果,碾壓終了溫度應不低于120℃;慢壓是針對目前碾壓速度普遍過快的現象來說,一般要求的碾壓速度不能超出4km/h~skm/h;高頻和低幅方式對提高sma的壓實度,防止石料損傷,保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用具有重要的意義,大振幅很容易造成碾壓過度,使石料壓碎或者馬蹄服上浮,産生“過碾壓彈簧”現象。所以碾壓八字方針也是保證改性瀝青及sma路面平整的重要環節。

②.碾壓應均衡地進行,倒退時關閉振動,方向要漸漸地改變,不許擰著彎行走,一般可采用歐式碾壓,對每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓;消除碾壓接頭輪迹。

③.壓路機不允許在新鋪混合料上轉向、調頭、左右移動位置、突然刹車或停機休息;其他機械化不能在未冷卻結硬的路面上停留。原則上所有機械,尤其是壓路機從開始碾壓進入角色後便不能停機,直至該段路面施工結束,否則容易産生局部波浪。

④.碾壓應縱向進行,並由攤鋪路幅的低邊向高邊低速行進碾壓,相鄰碾壓重疊至少50cm:初壓時始終讓從動輪在後,避免由于溫度高輪前易留下波浪,影響平整度;終壓用光輪壓路機以消除輪迹。本工程采用雙驅雙振ingersollrand壓路機,既可保證碾壓後不存在波浪,又能消除輪迹。⑤,在橋梁、涵洞和通道等構造物的接頭處,以及匝道、港灣或緊急停車帶等攤鋪機和壓路機難以正常操作的部位,要輔以小型機械或人工操作快速進行,保證其施工溫度。本工程海新路口與角嵩路日匝道,以及主車道兩側都安裝了立緣石和平緣石,在改性瀝青及sma路面結構施工中,特別是上面層施工中,對這些地方必須特別小心在意,否則會破壞平線石或影響整體美觀,放采用小型比特律壓路機配合碾壓,使改性瀝青及sma上面層與平緣石銜接平順。

3)接縫處理

接縫是影響乎整度的一個重要因素。應盡量減少接縫,特別是縱向接縫,本工程采用abg攤鋪機全幅施工,不存在縱向接縫,所以應保持勻速、不間斷連續攤鋪以減少橫向接縫,盡量做到一天只有一個接縫。改性瀝青及sma路面橫向接縫的處理,對平整度影響很大。接縫跳車現象仍然是改性瀝青及sma路面的薄弱環節。

改性瀝青及sma路面接縫處理要比普通瀝青混合料難一些,由于冷卻後的sma混合料非常堅硬,應想方設法防止出現冷接縫處理。爲提高平整度,一般采用切割成垂直面的方法,可在改性瀝青及s脫路面完工後,稍停一停,在其尚未冷卻之前,就切割好。具體做法爲:將3m直尺沿路線縱向靠在已施工段的端都,伸出端部的直尺呈懸臂狀;以已施工路面與直尺脫離點定出接縫位置,用鋸縫機割齊後鏟除廢料,並用水將接縫處沖洗幹淨;在下一次施工搭機前,塗刷粘層油,即可接下去鋪築混合料。

4)機械配置

科學合理的機械配置和先進的機械設備,是路面施工連續作業與提高平整度的重要保證。本工程所采用的瀝青及sma拌和設備爲德國parig/m2000型拌和設備,在施工過程中,其對所有的參數控制都采用電腦自動化控制,保證了混合料生産的連續性和混合料質量的穩定性;改性瀝青生産設備爲北京國創lg-8型煉磨式改性瀝青生産設備,改性瀝青在拌和廠現場加工制作,經顯微鏡觀察其改性劑分散非常均勻,一般小于5u;攤銷機爲進口的具有高精度自動找平的全幅式abg攤鋪機;壓路機采用美國進口的ingersollrand雙驅雙振壓路機。

所需的總運力(載重量×車量數)應根據拌和機實際作業時的拌和能力結合拌和廠至施工現場的運距來確定;由于改性瀝青及sma施工溫度要求較高,其混合料在運輸過程中必須加蓋篷布,防止結合料表面給硬,且必須保證攤鋪機前應有3輛車等待卸料,宜采用12t以上的運料車供料,做到:“甯可運料車等候攤鋪,也不能攤鋪機等候運料車”。

4.提高施工人員素質和責任心

外因是變化的條件,內因是變化的依據。任何科學的工藝和先進的設備都離不開這個主觀因素。在改性瀝青及sma路面施工中,人爲因素特別是施工人員素質和責任心對路面質量的影響也是至關重要的。現場技術員,質檢員、現場監理員要切實發揮出應有的作用,施工人員應具有高度的責任感,保證按施工規範施工,對混合料的拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及接縫處理等一系列環節,層層把關,並成立質量管理小組,加強各施工人員及機械操作手的質量意識,並貫穿于整個施工過程。

      综上所述,要提高改性沥青及sma路面的平整度,应确保路基的施工质量、并从下承层的平整b制、原材料及混合料的质量控制、施工工艺和机械配置以及施工人员素质入手,重点抓好摊铺、碾压接缝处理三方面的施工质量,尽可能采用先进的机械设备和合理的配置,充分发挥施工人员的主动性积极性。

      为提高路面平整度,还应追踪世界先进技术,学习和借鉴外国一系列先进的施工方法和施工工艺,如借鉴美国与欧洲一些国家所使用的与摊铺机同步前进的布料机从侧边进行布料,减少对摊铺机干扰的方法,来保证摊铺机匀速、连续工作,既能保证改性沥青及sma路面的压实度又能提高平整度。


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