根据空隙率VV确定沥青用量。
混合料级配选定后,即需要增加或减少沥青结合料含量来获得混合料的设计空隙率,SMA混合料的设计空隙率为3~5%,一般确定为4.5%。
以初试沥青含量±0.5%制作试件,根据试验结果,得出一种沥青含量时混合料的马歇尔特性VV、VMA、VFA、VCA以及马歇尔稳定度与流值。
作出这些指标分别与沥青含量的关系曲线,在空隙率与沥青含量的关系曲线上,找出对应于设计空隙率4.5%的沥青含量即为最佳沥青用量,并在此沥青含量从其余指标与沥青含量的关系曲线上找出相应的VMA、VFA、VCA与马歇尔稳定度值,如这些数值均符合技术要求,VMA≥17%、VFA=70%~85%、VCA≤VCADRC马歇尔稳定度≥6KN,此沥青含量即为设计沥青用量。
国道206高速公路SMA最终目标配合比确定为:
10~20mm:
5~10mm:
机制砂:
矿粉:
沥青用量=42:
34:
14:
10:
5.8。
3.2.5SMA目标配合比检验
SMA混合料在由马歇尔试验确定了矿料级配和沥青用量后,还必须进行下列试验确认和验证:
用谢伦堡析漏试验检验沥青用量、用肯塔堡飞散试验检验沥青用量、用车辙试验进行高温稳定性检验、用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验进行水稳定性检验、透水性检验、表面构造深度检验。
经检验,各项指标均能满足技术要求(见表6)。
表6目标配合比验证试验结果
冻融劈裂强度比
(%)
抗车辙
(次/mm)
飞散损失
(%)
析漏损失
(%)
渗水参数
(ml/min)
92.95
5897
0.04
0.033
4.5
3.3生产配合比设计
生产配合比设计是配合比设计的核心,它的成果将直接应用于生产,设计时应以目标配合比为设计基础。
3.3.1选定振动筛的筛孔:
筛孔尺寸的选择要根据路面结构类型和原材料的粒径大小并要结合以往成功的经验。
3.3.2确定热料仓的比例:
从二次筛分的热料仓中取样,取样时开始几锅应废弃,待拌和站生产稳定时再取样筛分,根据筛分结果确定各热料仓的比例,其遵循的原则和方法同目标配合比设计。
3.3.3按确定的最佳沥青用量及热料仓的比例进行试拌,取样进行马歇尔试验,并完成以下几项内容:
抽提并计算沥青用量、筛分、理论最大相对密度、毛体积相对密度、4.75mm以上粗集料占矿料总量的比例、4.75mm以上粗集料占沥青混合料的比例、空隙率VV、计算VMA、计算VFA。
由于马歇尔试验结果和现场碾压工艺不同,产生的效果也不同,而且沥青拌和机也存在一定的误差,所以为防止泛油和空隙率偏低沥青用量应减少0.1个百分点,国道206高速公路最佳沥青用量定为5.7%,结果如表7。
表7生产配合比马歇尔试验结果
沥青用量
(%)
沥青混合料最大理论密度
ρmm
试件的毛体积相对密度ρmb
空隙率VV(%)
饱和度VFA(%)
矿料间隙率VMA(%)
沥青混合料中4.75mm以上粗集料骨架间隙率VCAmix
合成级配中4.75mm以上粗集料间隙率VCADRC
5.7
2.663
2.554
4.1
77.7
18.2
37.1
39.6
3.3.4生产配合比验证
生产配合比通过铺筑试验段的结果来进行验证,通过试验段还可解决指导施工的其他问题,主要包括以下内容:
①生产能力与材料供应、运输车辆、摊铺进度、碾压设备的匹配。
②摊铺速度的确定。
③碾压速度、压路机型、碾压组合。
④松铺系数的确定。
⑤平整度、高程等指标的现场控制措施。
⑥摩擦系数、构造深度、渗水情况以及压实效果等。
⑦室内马歇尔指标。
⑧级配检验等。
试验段施工中要严格控制拌和温度、出厂温度及碾压设备的配置和碾压遍数,国道206高速公路SMA路面试验段检测结果为:
沥青用量5.7%、马歇尔试验空隙率为4.4%、稳定度为8.27KN、流值为24.6mm、残留稳定度为97.4%、压实度99%、现场空隙率为5.4%、摩擦系数为55、构造深度为0.86,各项指标都比较理想,而且混合料的和易性较好、无离析、无析漏,碾压时无推移,效果比较明显,得以大面积推广。
4SMA路面施工
4.1施工准备
4.1.1检查调试各种施工设备,使其处于性能良好状态。
4.1.2对下承层进行清扫,清扫干净后用高压水枪冲洗,污染严重的地方要根据规范要求进行特殊处理。
下承层表面冲洗干净水分蒸发后喷洒粘层油,根据摊铺能力确定喷洒段落,若喷洒面积太大、摊铺跟不上时间长了容易造成粘层油污染,层间结合不好,影响油层质量。
4.2混合料的拌和
4.2.1拌和前将各种集料包括矿粉充分的烘干,沥青加热到180℃,集料加热温度控制在180℃以上,拌和时间一般控制在50~60秒之间,根据出料情况拌和时间可适当延长,混合料的出厂温度不低于180℃。
4.2.2拌和出厂的混合料应均匀,无花白料、冒青烟、纤维团、离析和结块现象,对于过度加热的混合料或已经炭化、起泡或含水的混合料都应废弃。
4.3运输
4.3.1SMA粘性较大,自卸车槽内要清理干净、排干积水并在车厢底部和车厢四周涂上一层隔离剂,防止混合料粘在底板上或车厢上。
从拌和机向自卸车上卸料时,卸一斗料应挪动一下汽车的位置,一般按拌和站所设标志移动三次,即按车的前、后、中的顺序卸料。
运料时任何情况下运料车辆都应加盖苫布或棉被,以防止表面降温结壳。
4.3.2运输途中不得随意停歇,残留在车上的低于规定摊铺温度的混合料应予以废弃。
运到现场的混合料温度不低于175℃。
4.4混合料的摊铺
4.4.1摊铺温度不低于175℃,摊铺机保证在摊铺过程中摊铺速度和供料速度基本平衡,缓慢、均匀、连续不间断的摊铺,摊铺速度控制在1~2m/min,杜绝停机待料现象发生,摊铺机前2~3辆待铺。
摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿,争取作到每天收工停机一次,以减少横向施工缝。
4.4.2摊铺时要保持摊铺机两侧搅笼内的混合料高度一致。
以免发生离析或厚度不均的问题。
摊铺机熨平板在摊铺前必须预热到100℃以上,并在熨平板下面拉线测校,保证熨平板的平整度,铺筑过程中应开动熨平板的振动或捶击等夯实装置,摊铺采用一台摊铺机半幅全宽路面摊铺,抗滑表层严禁留纵向接缝。
4.4.3摊铺后的沥青混合料在未压实前施工人员不得进入踩踏,一般不用人工整修,特殊情况下如局部离析,应在技术人员的指导下随摊铺机后挖除离析料,再用均匀的混合料填补。
4.4.4不得在雨天、下承层潮湿、气温低于15℃的情况下铺筑SMA沥青混合料。
4.5混合料的压实
4.5.1压实分为初压、复压和终压三个环节,SMA混合料的初压温度不低于170℃,复压温度不低于160℃,终压温度不低于125℃,须采用钢轮压路机,不能用胶轮压路机,因为SMA混合料的粘性大,易粘轮,轮胎揉搓碾压会使马蹄脂上浮,造成构造深度降低,甚至泛油。
4.5.2混合料摊铺后,应紧跟着在尽可能高的温度下碾压,不得在低温状态下反复碾压SMA,以防止磨掉石料棱角或压碎石料、破坏石料嵌挤。
4.5.3初压采用刚性碾静压,长度一段不大于20m,采用两台压路机同时进行。
初压遍数为一遍,复压紧跟在初压后进行,采用重型振动压路机,碾压应遵循“高温压实、紧跟慢压、高频低幅”的原则,碾压遍数不少于3~4遍,终压采用刚性静压,紧接在复压后进行以消除轮迹。
防止过度碾压,过度碾压会出现弹簧现象,混合料无法稳定,当发现构造深度小,马蹄脂有上浮现象时,应立即停止。
4.5.4为防止混合料粘附在轮子上,应适当洒水使轮子保持湿润,严格控制水量,以不粘轮为度。
碾压应纵向进行,并由摊铺路幅的低边向高边进行,相邻碾压段重叠至少50cm,初压时始终让从动轮在后,避免由于温度高轮前易留下波浪影响平整度。
碾压应均衡地进行,碾压速度不得超过3.5km/h,倒退时要关闭振动,端部方向要渐渐地改变,严禁急转弯。
严禁在新铺的混合料上转向、调头、突然刹车或停机休息,不得在当天铺筑的路面上长时间停留或过夜;防止矿料、油料和杂物散落在面层上,造成对面层污染。
4.6接缝
4.6.1SMA抗滑表层严禁纵向接缝,横向施工采用平接缝,平接缝切缝在混合料尚未在空气中冷却结硬之前进行,切缝后用水冲洗干净,待干燥后,途刷粘层油,方可铺筑新混合料。
4.6.2为保证横向接缝处的平整度,应用钢轮压路机进行横向碾压,从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层,初压后用人工找平,用3m直尺检测控制。
直到平整度满足要求为止,并注意上、下层横向接缝要错开1m以上。
5验收
碾压完成后,随即安排压实度、纵断高程、宽度、横坡度、平整度、抗滑、渗水等各项指标的验收工作。
6开放交通
6.1由于SMA沥青混合料的施工受温度限制,只有终压后表面温度低于50℃情况下才能开放交通,为防止污染面层,竣工验收前应进行交通管制。
6.2防护、交通绿化、标志标线等工程施工时,严禁造成对沥青面层污染。
7质量监理控制要点
7.1沥青质量抽检
必须在现场改性沥青制品中随机抽样进行检测,以保证质量。
7.2 SMA混合料的抽检
7.2.1拌和温度:
对于沥青的加热温度、集料烘干加热温度、混合料拌和及出厂温度应及时检查,做好记录。
7.2.2矿料级配应每天每台拌和机进行两次混合料取样,其与标准配合比的容许差应符合规范要求,木质纤维的质量误差不应超过要求数量的±10%。
7.2.3沥青用量:
每天每台拌和机取样进行抽提及筛分试验不少于一次,油石比误差不能超过±0.3%。
7.2.4抽提进行马歇尔试验:
其目的是检测混合料试件的四大体积指标,同时检查马歇尔稳定度和流值。
7.3现场检查压实度、厚度、平整度、宽度、构造深度和摩擦系数等。
8结束语
SMA沥青混合料路面抗滑表层是路面施工中的最后一道工序,其配合比设计和施工水平直接影响路面的质量和使用寿命。
所以,施工时重点要在级配、原材料选用和施工水平、质量控制上下工夫,确保路面工程质量。