王秋華
SMA 屬于瀝青混凝土,厚度較薄,要充分發(fā)揮其性能,需注重對原材料的利用,科學(xué)合理的設(shè)計配合比,選擇良好的工藝,強化對施工程序的管理,方可確保工程質(zhì)量,最終實現(xiàn)對路面性能的提升。本文以某工程為例子,以多方面為切入點,比如瀝青用量,對路面施工要點進行了探究,希望能幫助到相關(guān)人士。
SMA 是一種瀝青混合料,主要基于瀝青結(jié)合料,向其中添加適量的其它材料,以構(gòu)成粗細料骨架,通常情況下,摻料主要有礦粉及纖維等。由于具備一系列顯著的優(yōu)勢,比如高溫穩(wěn)定、抗滑性能好,進而得到廣泛的關(guān)注,此外,其有著較好的降噪效果,得到了大力的推廣。
小磨公路總長約為186km,隧道共長大概為23km,共有34 座隧道,是國內(nèi)西部重要的通道,屬于典型示范工程,當?shù)貧夂驗闊釒Ъ撅L(fēng)氣候,年降雨量充沛,約為1500mm,平均氣溫為21℃,所以采用SMA 瀝青混合料來作為上層,厚度為4cm。某單位承擔共30km 的工程項目,其中包括防護、隧道及路基等,隧道全長約為4.4km,共有7 座隧道。
(1)改性瀝青
對于瀝青結(jié)合料而言,需滿足瑪蹄脂(圖1)的要求,由于要摻雜別的材料,所以要具備較高的粘度,通過有關(guān)工序加工后,比如拌和,方可將穩(wěn)定性充分體現(xiàn)出來。依據(jù)相關(guān)研究得知,使用普通基質(zhì)瀝青,SMA 的效果并不理想,合理、有效使用改性瀝青,才能發(fā)揮出優(yōu)勢。在使用改性瀝青后,其優(yōu)越性可體現(xiàn)于以下方面:提高使用年限;增強高溫穩(wěn)定性,防止因高溫而發(fā)生不好現(xiàn)象,比如車轍;提升早期強度,實現(xiàn)對拌和性能的優(yōu)化;提升粘結(jié)能力,保障集料具備較好的內(nèi)聚力,避免水分浸入集料,而出現(xiàn)碰水剝落的現(xiàn)象;在低溫條件下,提升抗裂性能,降低路面剛性收縮,防止發(fā)生凍裂的情況。
(2)集料方面
對于粗集料質(zhì)量,SMA 對其有著較高的要求,粗集料性能和SMA 息息相關(guān)。為形成骨架結(jié)構(gòu),要求骨料夠硬、耐磨性好,構(gòu)造有著一定的粗糙度,形狀盡可能為立方體,通過荷載的作用,在集料摩擦下,有著較好的嵌擠作用,在擠壓中,避免破碎碎石顆粒。值得一提的是,對于磨耗值及顆粒含量,應(yīng)加以重視。通常情況下,磨耗值需超過30%;顆粒含量不可超過15%,若情況允許,應(yīng)最大限度低于10%,以形成較好的嵌擠,同時盡可能保持完整。通過對石灰?guī)r的使用,可軋制而成細集料,要求石灰?guī)r干凈,有著較強的硬度,及嵌擠性能,與此同時,有著合理的粗細級配,在高溫條件下,能實現(xiàn)對穩(wěn)定性的改善。對于多項指標而言,應(yīng)和規(guī)范要求相符,其中砂含量應(yīng)超過65%,棱角性應(yīng)高于45%。
圖1 瑪蹄脂
礦粉(圖2):在用量方面,相比于一般瀝青混合料,SMA 礦粉要高出4%左右,因為添加纖維,便于團粒分散,促使粉膠比大于1.2,介于1.8~2.0 之間,在SMA 成分中,瑪蹄脂占據(jù)較大比例,所以混合料性能不但與瑪蹄脂有關(guān),且和粘結(jié)性有很大聯(lián)系。在制作礦粉時,往往采用石灰石粉,且要求磨碎,為提高粘附性,可添加適量的水泥及消石灰。需要注意的是,在使用這兩種材料之后,會和水蒸氣形成反應(yīng),生成氧化物,有著較大的極性,最終會生成兩種物質(zhì),一是碳酸鈣,二是水泥石,若使用過量,將促使瀝青變脆,因此要加以控制使用量。在對粉料進行回收時,要避免使用除塵設(shè)備,當回收粉料時,會夾帶大量的粘性顆粒,在受到水作用后,會形成兩種現(xiàn)象,一是失水干縮,二是吸水膨脹,致使路面早期水損害。
圖2 礦粉
纖維:在SMA 中,將纖維視為穩(wěn)定劑,其作用主要體現(xiàn)于以下幾方面:在摻和纖維后,能提升混合料韌性;提高粘度,在加入纖維之后,當瀝青處于流動狀態(tài)時,會形成一定的阻力,很大程度上,可強化抗剪切能力,由此針對瀝青路面,增加其抗車轍能力;增粘效果不但和加入量有關(guān),且在一定程度上,與纖維長度息息相關(guān),對于混合料強度而言,其和加入量呈正比例關(guān)系。對于纖維穩(wěn)定劑而言,可將其分為兩種,一是無機纖維,二是有機纖維,現(xiàn)如今,應(yīng)用最廣的是有機纖維。正式施工前,需對添加劑進行標定,同時以定期的形式,來開展標定操作,對于質(zhì)量誤差,應(yīng)介于加入量的上下10%之間,并進行充分地攪拌,不可出現(xiàn)結(jié)團結(jié)塊的情況,不然的話,在完成碾壓之后,極容易發(fā)生油斑的現(xiàn)象。
對于SMA 級配而言,可在以下方面充分體現(xiàn)其特點:采用粗集料,來制成骨架,之后添加細集料,并利用礦粉,來進行填充,以便形成良好的骨架嵌擠,促使作用得到充分發(fā)揮。針對SMA 級配,其實質(zhì)上屬于間斷性級配,在級配范圍方面,相比于一般的瀝青混凝土,所容許的范圍較窄。實際施工過程中,對于級配波動情況,要加大觀察力度,第一時間進行相應(yīng)的調(diào)整,嚴格遵循相關(guān)原則進行,不可一味地照搬所規(guī)定的中值;與此同時,可結(jié)合一系列因素,來開展調(diào)整,比如氣候特點,促使路用性能和這些因素相匹配。
與一般瀝青混凝土來講,在瀝青用量方面,SMA相對較多。若使用的瀝青量較少,會增加孔隙率,致使出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象,極大影響路面耐久性;若使用較多的瀝青量,會極大弱化集料抗高溫能力。所以在瀝青粘度方面,SMA 有著較高的要求,所以對于施工溫度,相比于一般瀝青混合料,SMA 較高,不然的話,若施工溫度較低,會極大提高混合料粘度,進而難以進行施工,若溫度較高,則極有可能出現(xiàn)老化現(xiàn)象。具體施工時,要有效控制加熱溫度,一般情況下,應(yīng)介于170℃至180℃間;在對集料進行控制時,溫度應(yīng)處于200℃左右,而出廠溫度應(yīng)處于180℃左右。
在攤鋪施工時,應(yīng)注意以下問題:因為混合料有著很強的粘接性,為避免出現(xiàn)硬化現(xiàn)象,在碾壓溫度方面,SMA 有著較高的要求,要快速完成攤鋪過程,之后第一時間進行碾壓,需要注意的是,要加以控制攤鋪速度,速度不可太大,要緩慢進行,要保持一定的持續(xù)性;在出現(xiàn)缺陷的情況下,可采用兩種方式,一是替換混合料,二是人工找補,若情況較為嚴重,要及時鏟除,同時全方位分析原因,并進行相應(yīng)地調(diào)整;通常情況下,會將SMA 作為罩面,厚度是非常重要的,在正式攤鋪前,對于承層厚度,要加大檢查力度,若厚度達不到要求,可提高SMA 厚度,以得到調(diào)整,對于松鋪系數(shù),要及時進行明確,并確保準確度,以保障厚度滿足設(shè)計要求。
在進行碾壓施工時,應(yīng)注意以下問題:在碾壓溫度方面,相比于一般的瀝青混合料,SMA 的較高,不過SMA 的結(jié)構(gòu)層并不厚,在較短時間內(nèi),溫度會逐漸下降。在碾壓溫度較低的情況下,有礙于碾壓施工的進行,難以消除輪跡,在此基礎(chǔ)上,會降低路面平整度,與此同時,會增加出現(xiàn)滲水情況的概率。當溫度較低時,難以實現(xiàn)預(yù)期效果,極易壓碎棱角,在表面出現(xiàn)泛白的現(xiàn)象。所以,要有效掌控碾壓溫度。基于壓實順序,將其和機具有效融合,要防止因碾壓速度的不合理現(xiàn)象,而導(dǎo)致路面被推移,比如突然剎車。在碾壓速度較低的情況下,會對壓實質(zhì)量造成極大影響;若碾壓速度較大,會導(dǎo)致路面出現(xiàn)一系列問題,比如橫向裂紋。因為結(jié)構(gòu)層不夠厚,實際碾壓時,應(yīng)采用低振幅方式,并結(jié)合高振頻來進行碾壓,通過試驗路,既可明確振幅,也可確定振頻。
通過以上分析得知,顆粒含量不可超過15%,若情況允許,應(yīng)最大限度低于10%,以形成較好的嵌擠,同時盡可能保持完整;實際施工中,對于級配波動情況,要加大觀察力度,第一時間進行相應(yīng)的調(diào)整,嚴格遵循相關(guān)原則,不可一味地照搬所規(guī)定的中值;具體施工時,要有效控制加熱溫度,一般而言,應(yīng)介于170℃至180℃間,在對集料進行控制時,溫度應(yīng)處于200℃左右。