許權(quán)鋒
(深圳市交運(yùn)工程集團(tuán)有限公司)
瀝青瑪蹄脂混合料(SMA)是一種由改性瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料填充間斷級配的粗骨料骨架間隙而組成的瀝青混合料。改性瀝青混合料所使用的基質(zhì)瀝青為改性瀝青,同時(shí)混合料中采用纖維穩(wěn)定劑。它以良好的抗車撤和抗滑性等性能獲得了人們的青睞。
(1)粗集料
SMA所選用的粗集料應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬,表面粗糙,形狀接近立方米,有良好的嵌擠能力的破碎集料。用于SMA的粗集料在細(xì)破作業(yè)時(shí)不得采用鄂式破碎機(jī)加工。其中常用的集料有輝綠巖。
(2)細(xì)集料
SMA中選用的細(xì)集料(小于4.75 mm顆粒)要求石質(zhì)堅(jiān)硬,富有棱角,并有一定的表面粗糙度,軟質(zhì)含量小,塑性低,粘土含量不超過1%。細(xì)集料宜用人工砂,不宜使用天然砂。
(3)填料(礦粉)
SMA中選用的填料必須采用石灰石等堿性巖石磨細(xì)的石粉,其他粉料不宜使用。原石料的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。填料要求干燥、潔凈。
(4)瀝青
路面面層使用改性瀝青,其技術(shù)要求如下:
①基質(zhì)瀝青:SMA使用的基質(zhì)瀝青要求采用有良好的粘結(jié)性、溫度穩(wěn)定性、稠度較大(較硬一些)一些的瀝青。一般應(yīng)用A級道路石油瀝青,道路石油瀝青技術(shù)要求見《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)。
②改性劑:選用苯乙稀——丁二稀——苯乙稀嵌段共聚物(SBS)作為改性劑。改性瀝青的技術(shù)要求詳見《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)。SBS改性劑劑量為4%。
瀝青路面鋪筑前,先施工試驗(yàn)路段。試驗(yàn)路段選取直線型路段進(jìn)行試驗(yàn),長度控制在200 m左右。通過試驗(yàn)路段施工,來確定混合料的穩(wěn)定性以及運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)設(shè)備的效率和施工方法、施工組織的適應(yīng)性,獲取各類瀝青混合料施工生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)。
通常采用間歇式瀝青混合拌料機(jī)來對瀝青SMA進(jìn)行拌和。完成混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)與試拌后,可正式向拌合站下達(dá)生產(chǎn)指令。
生產(chǎn)指令包括以下幾方面。
(1)冷集料送料比例、瀝青用量、纖維用量。
(2)每盤混合料中各熱料倉集料、填料、瀝青結(jié)合料與纖維的精配數(shù)量。
(3)改性瀝青加熱溫度(不高于175℃)、集料加熱溫度(190~200℃)、混合料出料溫度(175~185℃)。
(4)拌和方式、干拌時(shí)間(10~15 s)與濕拌時(shí)間(30~50 s)。
拌合站必須按上述指令進(jìn)行混合料生產(chǎn),并對配合比與施工溫度進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。電腦打印每盤混合料的配合比與溫度數(shù)據(jù),并對混合料的數(shù)據(jù)與外觀逐盤進(jìn)行監(jiān)控。
每工作日必須至少取樣2次進(jìn)行混合料抽提篩分試驗(yàn)(篩分試驗(yàn)以洗篩法結(jié)果為準(zhǔn))與馬歇爾特性試驗(yàn),檢驗(yàn)混合料配合比及馬歇爾試件體積參數(shù)與設(shè)計(jì)的一致性。
拌制好的成品混合料在儲倉內(nèi)存放時(shí)間不得超過4 h,在存放期間不應(yīng)發(fā)生析漏,混合料溫度超過195℃應(yīng)堅(jiān)決給予廢棄。不容許將SMA混合料存放過夜用于次日鋪筑。
瀝青混合料運(yùn)輸車的運(yùn)輸量應(yīng)多于拌和機(jī)的攪拌能力及攤鋪設(shè)備的施工速度,因此當(dāng)攤鋪設(shè)備前方的瀝青混合料運(yùn)輸車應(yīng)超過五輛才能開始進(jìn)行攤鋪工作,運(yùn)料車應(yīng)被雙層篷布進(jìn)行嚴(yán)實(shí)地覆蓋。使用包含金屬探測針技術(shù)的插入式智能溫度計(jì)來對瀝青混合料的出廠溫度進(jìn)行檢測,當(dāng)瀝青混合料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場之后,還應(yīng)對現(xiàn)場溫度進(jìn)行檢測。在插入溫度計(jì)的同時(shí)要確保插入深度不能小于15 cm,在運(yùn)輸車的側(cè)面中間位置設(shè)有專門的檢測孔,孔口至車廂頂部的距離約為30 cm左右。在拌和機(jī)向運(yùn)料機(jī)進(jìn)行放料工作時(shí),運(yùn)輸車應(yīng)通過前后移動來將物料分為三次進(jìn)行裝載,通過這種方式來改善粗集料易分離的現(xiàn)象。
在路面攤鋪工程中,最關(guān)鍵的步驟是SMA的溫度控制,SMA的溫度是否達(dá)標(biāo),可以直接影響到路面的密實(shí)度,并可以決定整個(gè)路面的施工質(zhì)量和持久性。由于在施工過程中采用的改性瀝青及纖維穩(wěn)定劑來保持路面質(zhì)量的溫度,因此瀝青混合料在攤鋪過程中的最適宜溫度應(yīng)控制在160~180℃之間,當(dāng)瀝青混合料溫度低于140℃時(shí),應(yīng)禁止對其使用,并作廢料處理。在攤鋪時(shí),對地面溫度的選擇也有一些講究,盡量選擇一日之中溫度最高時(shí)段進(jìn)行施工,當(dāng)?shù)孛鏈囟仍?5℃以下時(shí),不利于道路攤鋪,當(dāng)降雨時(shí)必須立刻停止攤鋪,并將剩余尚未壓實(shí)的混合料進(jìn)行清掃。
保證攤鋪工程持續(xù)并穩(wěn)定,是確保道路平整度的最基本條件。應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)的產(chǎn)量、設(shè)備的配套情況、攤鋪厚度等參數(shù)進(jìn)行攤鋪速度的設(shè)定。攤鋪速度通常設(shè)定在1~3 m/min,且應(yīng)確保攤鋪機(jī)穩(wěn)定、勻速地進(jìn)行,不得隨意變換速度或中途停頓,且攤鋪機(jī)設(shè)備的物理寬度不應(yīng)超過7.5 m,通常采用2臺或2臺以上同樣類型的攤鋪機(jī)前后錯開10~20 m呈梯隊(duì)方式同步攤鋪,且兩者幅度之間應(yīng)保持30~60 mm的寬度搭接,避免前攤鋪車中混合料冷卻的情況發(fā)生。
SMA瀝青混凝土碾壓應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。在SMA鋪筑中通常采用2臺10~12 T雙鋼輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)各負(fù)責(zé)半個(gè)攤鋪寬度的進(jìn)行壓實(shí)作業(yè),但在中部應(yīng)有適當(dāng)?shù)膶挾?約1 m左右)的重疊。另一臺雙鋼輪壓路機(jī)緊跟前面2臺壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí),并負(fù)責(zé)消除輪跡。整個(gè)攤鋪碾壓應(yīng)均衡地進(jìn)行且終了溫度應(yīng)不低于120℃。禁止使用輪胎壓路機(jī),因?yàn)橐皇荢MA混合料粘性大,易粘輪,二是輪胎搓揉碾壓,會使瑪蹄脂上浮,造成構(gòu)造深度降低,甚至泛油。不允許在新鋪混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動位置、突然剎車或停機(jī)休息;其他機(jī)械亦不能在未冷卻結(jié)硬的路面上停留。
攤鋪機(jī)全幅施工,不存在縱向接縫,所以應(yīng)保持勻速、不間斷連續(xù)攤鋪以減少橫向接縫,盡量做到一天只有一個(gè)橫接縫。橫接縫一般采用平接縫,也就是切割成垂直面的方法??稍诼访嫱旯ず?,稍候片刻,在其尚未冷卻之前,就切割好。要求縫直且與路線方向垂直,避免鋸進(jìn)下層。在下次施工搭接前,要先涂刷薄層乳化瀝青后方可接下去鋪筑混合料。
瀝青瑪蹄脂混合料路面應(yīng)待攤鋪層完全自然冷卻到周圍地面溫度時(shí),才可開放交通,最一般瀝青混凝土路面,在靜壓完成5~6 h就可以放車通行,而SMA靜壓完成后很長時(shí)間路面彈性較大,需要保護(hù)24 h以后才可開放交通。
[1]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ F40-2004)[S].人民交通出版社.
[2]沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].人民交通出版社,1999