沥青玛蹄脂碎石路面施工 24页

第六章沥青路面面层施工n沥青玛蹄脂碎石路面施工nSMA的概念SMA路面的基础知识SMA(“沥青玛蹄脂碎石混合料”)，是一种新型沥青混合料，我国“公路沥青路面设计规范”将其正式命名为沥青玛蹄脂碎石混合料,其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。沥青结合料机制砂矿粉纤维沥青玛蹄脂4.75mm以上碎石骨架SMA沥青混合料nSMA的组成特点SMA是由沥青稳定添加剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架，组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂两部分（图1），其结构组成有如下特点：Stones+Mastic=StoneMasticAsphalt图1沥青玛蹄脂碎石混合料的构成SMA路面的基础知识n1)、SMA是一种间断级配的沥青混合料，图2示出了密级配沥青混凝土、排水沥青混凝土及SMA的剖面图，从中可以看出它们结构组成的不同之处；2)、SMA增加了矿粉用量（多达8％～12％），使其能在混合料中加入较多的沥青，同时还使用了稳定添加剂；传统密级配沥青混凝土排水式开级配沥青混凝土SMA图2密级配沥青混凝土、排水沥青混凝土SMA路面的基础知识SMA的组成特点n5)、SMA的施工工艺要求高。特别是拌合时间要适当延长，施工温度要提高，压实时不能采用胶轮压路机。4)、SMA对材料要求高。粗集料必须特别坚硬，表面粗糙，针片状含量少，细集料不用天然砂，宜用坚硬的人工砂。矿粉必须使用磨细石灰粉，不使用回收矿粉。3)、SMA的沥青用量比普通沥青混合料要高（最小6％），并要求其具有较高的粘结力，通常选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥青，可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。SMA特点：粗集料多，矿粉多，沥青集合料多，细集料少，材料要求高，使用性能高。“三多一少两高”总结SMA路面的基础知识SMA的组成特点nSMA的基本特征SMA的特征主要表现在两个方面：大粒径集料（含量较多的粗集料）互相嵌锁而形成高稳定性(抗变形能力)的结构骨料；细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将骨架胶结一起，并填充骨架空隙，使混合料有较好的柔性及耐久性。间断级配集料形成碎石骨架，细集料则起着填充空隙,纤维添加剂增加了矿料的比表面积，从而增加了沥青的稠度和沥青玛蹄脂的稳定性，并可避免沥青混合料在运输和摊铺过程中产生离析现象，还可改善混合料的稳定性。SMA路面的基础知识nSMA优良抓紧功能传统沥青抓紧性能右边SMA路面水雾较左边传统沥青路面少SMA是耐久性能的保证在高温下有较好的稳定性：混合料形成一个自支撑的骨架结构，因而具有较高的稳定性。在低温下有较好的柔韧性：混合料之间填充了沥青玛蹄脂，对低温抗裂性能有较大提高。表面耐久性：实践证明SMA耐久、耐磨损性非常好，不会发生松散，抵抗温度和交通裂缝性能好。SMA的优异的耐久性源于沥青玛蹄脂的不透水性，玛蹄脂内部空隙小，结合料变形率小。较好的抗滑性能：路面结构构造深度大，因此SMA路面使抗滑性能有较大的提高。能见度好：SMA减少车灯反射，减少水雾，提高路面能见度。降低噪音：路面行车时的噪音低。SMA路面的基础知识SMA的优点n北京首都机场跑道京开公路北京段厦门海沧大桥由于SMA所具有的一系列特性使其除了可代替传统密级配沥青在一般路面上使用外，在某些特殊路面或特殊环境下，采用SMA还可解决采用密级配沥青所难以解决的问题。SMA具有较好的稳定性，能有效地抵抗重复荷载作用下所形成的车辙，因而可在交叉口、公交站点等易产生车辙的部位用SMA代替传统密级配混凝土以提高抗车辙能力。沥青混凝土路面铺筑完工后，应有足够的时间让路面冷却后才能开放交通，如在路面没有充分冷却的情况下即提早通车，将对路面造成极大的损害，其主要原因是沥青没有充分冷却时稳定性较差，承受车辆荷载作用时，将形成严重的辙槽，甚至断裂。而SMA在高温时具有比密级配沥青混凝土更高的稳定性，对提早开放交通的影响较小。SMA的应用SMA路面的基础知识nSMA混合料对材料要求1）沥青结合料：SMA混合料中，沥青结合料必须有较高的粘度，较大的稠度，符合一定的技术要求，以保证其有足够的高温稳定性和低温韧性。2）粗集料：SMA较高的高温稳定性是源于粗集料之间的骨架嵌挤作用。集料嵌挤作用的大小在很大程度上取决于集料石质的坚韧性以及集料的颗粒形状和棱角。可以说，粗集料的这些性质是SMA成败的关键。由于粗集料颗粒直接接触形成的骨架受到外作用时，其颗粒在接触点处将产生很大的压力，因此需要粗集料具有较高的强度，以避免在施工碾压过程中及使用过程中荷载长期重复作用下产生磨损和破坏。SMA混合料配合比及材料要求nSMA混合料中的粗集料，对颗粒形状和强度的要求均高于传统密级配沥青混凝土。其所用粗集料必须完全破碎，并接近立方体，扁平细长颗粒含量不超过10%，以增加颗粒间的接触面积，使由粗集料形成的骨架在受到外力作用时具有较高的稳定性和抵抗外力的能力。•3）细集料：在SMA中所占比例较小，一般不超过10%，但细集料对SMA的性能有较大的影响。细集料一般要求采用具有良好棱角性和嵌挤性的人工砂，普通天然砂不具有良好棱角性和嵌挤性能。•4）填料：SMA混合料中的矿粉填料对混合料的空隙率及劲度有明显影响，矿粉在沥青混合料中的作用至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其它粗、细集料产生粘附作用。（沥青用量大，与矿粉的用量大有关）矿粉本身要有棱角和粗糙性。SMA混合料对材料要求SMA混合料配合比及材料要求n由于SMA混合料中的纤维添加剂能起到分散矿粉沥青胶团的作用，需要有足够的矿粉以形成SMA结构，SMA中的矿粉数量比传统密级配沥青混凝土要多一倍左右，一般达到沥青用量的1.8～2.0倍。•SMA中的矿粉最好采用磨细石灰粉，还应符合一定的技术要求若掺加一定量的回收粉尘，其用量不得超过填料总质量的50%。•纤维稳定剂：沥青玛蹄脂碎石混合料，必须采用纤维稳定剂。混合料中加入纤维后，可有效地提高混合料的高温稳定性并降低轮胎的磨耗。木质素纤维、矿物纤维、聚合物有机纤维。加筋作用、分散作用、吸附及吸收沥青的作用、稳定作用、增粘作用SMA混合料对材料要求SMA混合料配合比及材料要求n要点：按照规定选材料　技术参数达指标沥青析漏来检验　不符要求重新调是否需要抗剥落　水稳试验才知道1）按SMA对材料的要求选择和确定材料。2）按SMA对矿料级配的要求，沥青最小用量及各项技术指标进行马歇尔试验，确定最佳矿料级配和最佳沥青用量。3）做“沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验”和“沥青混合料肯塔堡飞期试验”，检验结合料用量，以便调整用量或重新进行配合比设计。4）进行试验确定混合料的水稳定性是否符合指标要求，达不到要求时应确定抗剥落措施。SMA沥青玛蹄脂混合料设计基本步骤nSMA是一种表面粗糙、密实不透水、投资大、使用年限长、施工要求高的路面结构。因此在施工过程中应严格控制以下重点：1、集料宜使用耐磨性好、强度高、针片状颗粒少、表面粗糙、有棱角的岩石。细集料宜采用玄武岩一类的机制砂，以及石灰岩加工的矿粉，还要采用纤维素做稳定剂。2、配合比设计应采用最佳的矿料级配来确定沥青用量。粗集料之间的空隙不能填充过满，空隙率控制在4％左右。SMA沥青混合料路面施工施工要点n施工要点SMA混合料中加入了较多的矿粉（矿粉和稳定剂都是未加热的冷料），其拌和、施工及室内试验温度均比一般热拌沥青混合料温度要高。3、SMA路面施工温度1）SMA沥青混合料的拌和温度要求拌和是SMA沥青混合料施工的关键工序。工　　序不使用改性沥青使用改性沥青测量部位SBSSBR沥青加热温度150-160160-165160-165沥青加热罐集料加热温度185-195190-200200-210热料提升斗SMA混合料出厂温度160-170175-185175-185运料车混合料最高温度（废弃温度）195不高于195运料车nSMA沥青混合料路面施工施工要点SMA沥青混合料拌和时间应以混合料拌和均匀、纤维分布均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。SMA混合料拌和时间应经试拌确定。纤维必须在喷洒沥青前加入拌和锅的热集料中，纤维与粗集料经适当干拌，干拌时间应比普通沥青混合料增加不少于5秒，喷入沥青后的混拌时间也应比普通沥青混合料增加5秒以上（由试拌确定）。保证纤维能充分均匀地分散在混合料中，并与沥青结合料充分拌和，做到拌和均匀色泽一致无结团成块现象。2）拌和时间的控制3）SMA混合料的储存SMA混合料若长时间的贮存，将发生沥青析漏现象，从而使混合料中沥青分布不均匀，SMA混合料的贮存不能过夜，当天拌和的混合料必须当天摊铺（边拌边用，贮存不应超过24h）。并碾压完毕。nSMA沥青混合料路面施工施工要点4.SMA混合料的运输与摊铺•1）SMA混合料的运输（1）涂防粘剂：由于SMA中沥青玛蹄脂的粘性较大，运料车的车厢底部应涂刷较多的油水混合物；（2）覆盖保温：为防止混合料运输过程中温度下降过快而使运料车表面的混合料结成硬壳，要求运料车加盖苫布；•2）SMA混合料的摊铺（1）摊铺温度：混合料的摊铺温度宜为160℃～180℃，温度低于140℃的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时，不宜摊铺SMA。（2）摊铺控制：运料车与摊铺机配合是保证面层平整度的一个重要方面，必须防止运料车撞击摊铺机或将料洒到中面层上。运料车应在摊销机前10～20m处停住并挂空档，卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前进。nSMA沥青混合料路面施工施工要点为了做到均匀、连续不间断地摊铺，在摊铺机前至少有4辆以上的运料车等候卸料。n5.SMA路面碾压成型SMA沥青混合料路面施工施工要点与普通沥青混合料碾压时的最大区别：是不宜使用轮胎压路机。（必须立即用钢轮压路机碾压）。一是当轮胎温度低时，因改性沥青粘度非常大，容易粘轮；二是当油石比偏高时，轮胎搓揉会使玛蹄脂上浮，造成构造深度下降，甚至泛油，过度搓揉将使混合料无法稳定。“高温、刚碾、紧跟、慢压、高频、低幅”碾压十二字方针SMA路面最好采用刚性碾碾压，并在碾压过程中严格控制好碾压温度。nSMA沥青混合料路面施工施工要点a.时间要抓紧，采用振动式双钢轮压路机，“紧跟、慢压、高频、低幅”，严防混合料产生推拥现象。b.不宜采用胶轮压路机，以防止沥青上浮现象的产生；，大振幅很容易造成碾压过度，使石料压碎或者玛蹄脂上浮，产生“过碾压弹簧”、“油斑”等现象。c.碾压终了温度应不低于120℃；切忌在低温下反复碾压，压碎石料，破坏骨料棱角。(碾压一定要用压实遍数控制，压够即可，切忌过压)要点：摊铺碾压按规定　路面质量才能高钢轮优于胶轮压过压构造深度低n质量检测及常见病害SMA路面的检测是否为真正的SMA路面有两个重要指标：一是：在高温下振动碾压而不产生推挤；二是：表面有足够的构造深度又基本不透水。SMA路面的压实度检验主要依靠保证压实遍数观察碾压情况来控制。n质量检测及常见病害SMA路面的常见病害（1）过度碾压SMA的压实度比较容易达到。若碾压过度，不仅将碎石碾压破碎，破坏了棱角，还会使玛蹄脂上浮，甚至出现油斑，减小构造深度。（2）出现油斑油斑是另一病害，主要是由于混合料拌合时纤维分布不均造成的，或者因纤维受潮结团不能充分拌合打散。要点：重要指标有两个　高温碾压不拥挤表面构造不透水过碾油斑要防止nSMA的风险1、成本增加20％～30％(含改性沥青)2、拌和厂混合料生产率降低10％～20％3、施工要求高，尤其是间断级配混合料的施工质量的敏感性较大。(1)材料要求提高，材料不合格，效果受影响•例如:石质不坚硬、针片状含量高，嵌挤不能形成；•最好要机制砂；•最好不要用回收粉；•最好用改性沥青。(2)级配变异性，可能影响使用质量，例如:•矿粉数量不足，造成泛油•细集料数量少，受潮后加料困难•人工添加纤维，量不够、时间不合适•热料仓不平衡，人工调整，影响级配n质量检测及常见病害(3)施工不好控制，尤其是碾压，最容易碾压，又最难控制，例如:压实不足：温度不够、碾压未紧跟摊铺机过碾压：玛蹄脂上浮；石料压碎：温度过低，反复碾压使棱角磨掉压实度检查困难，主要靠观察及经验控制改性沥青：粘度大接缝困难SMA的风险