市政道路工程SMA瀝青混凝土技術(shù)應(yīng)用

鄭志明

(南昌高新工程咨詢有限公司，江西 南昌 330000)

SMA就是指瀝青馬蹄脂碎石，屬于當(dāng)今社會(huì)我們國(guó)家用于道路項(xiàng)目的混合材料。在基本構(gòu)造上，SMA選擇的碎石直徑不是從小到大排位的，缺乏一樣或者幾樣直徑組成間斷配置，確?；旌喜牧现写旨系呐渲帽壤?。在原材料組成方式上，基本通過(guò)瀝青、粗細(xì)集料還有纖維等材料組成，與此同時(shí)充足的粗集料身為骨架結(jié)構(gòu)，具備防滑、耐磨以及抗車轍等特征，而且瀝青膠材料和細(xì)集料彌補(bǔ)骨架的縫隙使得其完整緊密，提升強(qiáng)度作用，與此同時(shí)在較低溫度下可以預(yù)防產(chǎn)生縮裂現(xiàn)象。除此之外，加入的纖維將作為穩(wěn)定劑形態(tài)發(fā)揮作用，保持SMA混合材料的平穩(wěn)性能。所以，SMA道路具備科學(xué)合理的運(yùn)用功效，被大量運(yùn)用在我們國(guó)家道路建設(shè)工程中。

1 SMA瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特征

1)粘合性能較強(qiáng)。SMA瀝青混合材料的粘合性相比其他瀝青混合材料的粘合性要強(qiáng)一些，關(guān)鍵因素是由于SMA瀝青混合材料中混合了纖維穩(wěn)定劑成分，礦料級(jí)配以及骨料也相對(duì)提升了混合材料的粘合性。

2)高溫平穩(wěn)性較好。SMA瀝青混合材料中的集合材料互相配合組成的骨架具備很強(qiáng)的平穩(wěn)性，與此同時(shí)骨料之間的縫隙都被瀝青、纖維穩(wěn)定劑以及礦料填補(bǔ)以后，會(huì)生成愈加平穩(wěn)的構(gòu)造，在提高道路構(gòu)造平穩(wěn)性的時(shí)候還提升了道路的高溫平穩(wěn)性能。

3)低溫防變形高。SMA瀝青混合材料的低溫防變形關(guān)鍵是因?yàn)榛旌喜牧现械臑r青瑪蹄脂發(fā)揮了其價(jià)值，提升了混合材料處于低溫狀態(tài)下的強(qiáng)度作用。

4)持久性強(qiáng)。第一,SMA瀝青混合材料的縫隙較小，減少了瀝青和外部環(huán)境接觸的可能性，推遲了瀝青的老化現(xiàn)象，提高了混合材料的使用時(shí)間，與此同時(shí)，縫隙較小還提升了混合材料的防水性能，合理保護(hù)了SMA瀝青道路的各個(gè)層次，使得道路的平穩(wěn)性以及總體強(qiáng)度都明顯提升。第二，SMA瀝青混合材料的劈裂程度會(huì)被瀝青瑪蹄脂所影響。此外，對(duì)比其他瀝青材料，SMA瀝青混合材料的平穩(wěn)性更高[1]。

2 工程概況

某道路工程的表面構(gòu)造使用瀝青混凝土和水穩(wěn)碎石結(jié)合材料，投入使用以后總體效果不錯(cuò)，可是一些路面因?yàn)榻煌窟^(guò)高產(chǎn)生車轍危害，與此同時(shí)因?yàn)榈缆方ㄔO(shè)初期使用石灰?guī)r當(dāng)作路面集料，伴隨著道路使用時(shí)間越長(zhǎng)，路面總體呈現(xiàn)白色，經(jīng)常出現(xiàn)交通意外。經(jīng)過(guò)質(zhì)檢部門開(kāi)展防滑性能檢測(cè)工作后得知，道路表面結(jié)構(gòu)的深度和摩擦系數(shù)不符合基本使用規(guī)則，通過(guò)分析后將原先道路上增加鋪設(shè)4cmSMA-13，提升道路表面的防滑性以及耐高溫性。

3 原材料

3.1 瀝青

SMA基本作用和其他瀝青混凝土作比較還有很大的進(jìn)步空間。所以，SMA不管是在瀝青使用量方面，還是瀝青作用方面都具備很高的要求。SMA混合材料中瀝青的含量比較高，對(duì)比瀝青混凝土，瀝青混合材料高大約1%以上。除此之外，因?yàn)镾MA處于溫度較低的環(huán)境中可以預(yù)防低溫縮裂現(xiàn)象，項(xiàng)目中選用瀝青材料的時(shí)候需要關(guān)注其粘性，因此通常使用改良瀝青當(dāng)作原材料。工程整體分析道路作用以后決定使用SBS改良瀝青當(dāng)作項(xiàng)目原材料。

3.2 集料

SMA混合材料中運(yùn)用到的集合料主要區(qū)分為粗集料以及細(xì)集料，可是和其他瀝青混凝土不相同，在粗集料的基本凈含量方面，直徑超過(guò)4.75mm的碎石含量所占比例大約在70%。在基本作用方面，SMA選擇的粗集料防滑、耐磨并且平穩(wěn)，應(yīng)該使用硬度較強(qiáng)、顆粒狀明顯并且針片狀含量較小的碎石原料。整體分析以后，該工程使用玄武巖碎石當(dāng)作原材料，玄武巖碎石屬于道路項(xiàng)目中極其優(yōu)秀的集合材料。這一碎石種類借助擠壓生成的SMA骨架，可以預(yù)防車轍現(xiàn)象的產(chǎn)生。選擇細(xì)集料的時(shí)候，不應(yīng)該使用天然砂，應(yīng)該將人工砂當(dāng)作主要材料，關(guān)鍵因素在于人工砂經(jīng)過(guò)石頭粉碎作用，顆粒不是很光滑，但是天然砂的表面光滑并且組成結(jié)構(gòu)繁瑣，將其使用在項(xiàng)目中具備很強(qiáng)的不穩(wěn)定性[2]。

3.3 填料

填料屬于SMA很重要的組成環(huán)節(jié)，需要將瀝青和填充材料結(jié)合在一起才可以發(fā)生吸附性。在該工程中，填充材料經(jīng)過(guò)石灰?guī)r的研磨過(guò)程獲得，外表以及作用上都要求極高，針對(duì)填充材料的外形，應(yīng)該確保緊密，在作用上，應(yīng)檢測(cè)其含水量以及其它數(shù)據(jù)信息，保證混合時(shí)符合要求。對(duì)于面層礦粉的基本要求見(jiàn)表1。

表1 面層礦粉技術(shù)指標(biāo)

3.4 纖維

纖維材料一般用在基面和面層上，利用加筋以及吸附等功效可以提高混合材料的作用，在SMA中，纖維材料一般作為穩(wěn)定劑出現(xiàn)，保持混合材料的作用性。該工程將木質(zhì)纖維當(dāng)作原材料，主要技術(shù)數(shù)值如表2所示。

表2 SMA木質(zhì)纖維技術(shù)指標(biāo)

4 SMA路面施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 下承層準(zhǔn)備

由于該工程屬于加鋪?lái)?xiàng)目，因?yàn)橐耆嵘缆返倪\(yùn)用質(zhì)量水平，應(yīng)該及時(shí)解決原先道路表面的縫隙等問(wèn)題，范圍較大的裂縫應(yīng)該銑刨操作，預(yù)防裂縫部分面積增大，問(wèn)題解決以后，對(duì)道路表面的雜質(zhì)需要及時(shí)清理，利用瀝青灑布車將瀝青粘層油均勻散布在道路表面，主要是為了提升瀝青混凝土和增加層面的粘合性。

4.2 SMA混合料的生產(chǎn)

因?yàn)镾MA瀝青混合材料屬于間斷級(jí)配，在進(jìn)行攪拌的時(shí)候一定要添加很多粗集料、礦粉以及瀝青，所以，施工技術(shù)較為繁瑣。在攪拌以前，針對(duì)不一樣的材料應(yīng)該將其加熱到規(guī)定溫度范圍，在粗集料加熱結(jié)束以后測(cè)量礦料應(yīng)該確保溫度范圍在190～200℃，并且瀝青加熱罐中的SBS改良瀝青應(yīng)該加熱到160～165℃。等到所有材料符合溫度標(biāo)準(zhǔn)以后按順序添加，預(yù)先將攪拌時(shí)間控制在70s，攪拌時(shí)間太短沒(méi)有辦法保證集合材料和瀝青的攪拌均勻，攪拌時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)發(fā)生混合材料老化的現(xiàn)象，縮減SMA的基本作用性，與此同時(shí)使用熱成像設(shè)備來(lái)保證混合材料的均勻性[3]。

4.3 混合料運(yùn)輸要點(diǎn)

首先，在瀝青混合材料的輸送環(huán)節(jié)，有關(guān)負(fù)責(zé)人員選用汽車輸送時(shí)，一定要選用重量大，并且要把車上清掃整潔。因?yàn)橐A(yù)防瀝青和車廂產(chǎn)生粘合，輸送人員需要把油水混合液體均勻涂抹在車廂和地面上，可是一定要確保車廂下方無(wú)剩余液體出現(xiàn)。

第二，將材料由攪拌機(jī)放置在運(yùn)料車的過(guò)程中，每卸一斗料就需要將汽車向前移動(dòng)，根據(jù)“前、后、中”的流程來(lái)裝車，預(yù)防發(fā)生材料分離的情況。

其次，結(jié)束裝料工作以后，還要借助數(shù)字溫度計(jì)來(lái)測(cè)量材料的出場(chǎng)溫度，混合材料到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)以后，工作人員還要進(jìn)行第二次溫度測(cè)量工作。等到輸送材料車輛側(cè)邊距離車輛底部30cm的時(shí)候，便能夠設(shè)定檢測(cè)孔，一定要將其設(shè)定在側(cè)邊的居中處，接著將溫度計(jì)插到檢測(cè)孔中，深度距離大約為15cm。工作人員必須要仔細(xì)測(cè)量每輛車的溫度，促使其符合溫度要求。

然后，運(yùn)輸瀝青混合材料的車輛一定要符合攪拌水平以及鋪設(shè)效率的基本要求，在攤鋪設(shè)備面前必須要有最少5輛車等候。

接著，如果想要預(yù)防污染并且達(dá)到保溫效果，在輸送車輛上需要設(shè)定篷布覆蓋裝備，并且一定要確保車輛周圍密封效果良好。

同時(shí)，輸送車輛到達(dá)施工場(chǎng)地，駕駛?cè)藛T要考慮到車輛停放的具體位置，是的輸送車和攤鋪機(jī)的距離在30cm以內(nèi)，并且一定要超過(guò)10cm。卸料的時(shí)候一定要符合“攤鋪機(jī)緊靠輸送車后輪”的標(biāo)準(zhǔn)，還需要控制運(yùn)輸車輛的安全。

最后，運(yùn)輸車輛由土路到達(dá)瀝青路以前，一定要清掃整潔輪胎上的泥土雜質(zhì)，避免產(chǎn)生污染[4]。

4.4 SMA混合料的攤鋪

進(jìn)行攤鋪改良瀝青混合材料工作之前，一定要檢驗(yàn)基層的平整程度，此外將基面上的灰塵打掃干凈，把乳化瀝青灑在表面促使其粘連，因?yàn)橐ＷC攤鋪工作的平整程度，應(yīng)該把雪橇安設(shè)在攤鋪設(shè)備上，對(duì)于部分改良瀝青的稠度較大，而且容易被溫度影響，需要預(yù)防混合材料分離情況由于運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生，在攤鋪的時(shí)候，可以安排2臺(tái)攤鋪設(shè)備同時(shí)操作，根據(jù)施工場(chǎng)地的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)設(shè)置寬度。

4.5 SMA混合料的碾壓

在對(duì)瀝青SMA道路進(jìn)行操作過(guò)程中，壓實(shí)身為最后一步，也是最為關(guān)鍵的一項(xiàng)操作環(huán)節(jié)，可以促使瀝青混合材料物理作用以及基本特征符合基本需求。碾壓操作不但可以對(duì)瀝青路面的平整程度產(chǎn)生影響，還會(huì)影響瀝青路面的密度。改良瀝青混合面碾壓操作通常劃分為初壓、復(fù)壓以及終壓三個(gè)環(huán)節(jié)。

首先是初壓，由于在攤鋪操作中，攤鋪設(shè)備的燙平裝置早已把瀝青混合材料進(jìn)行第一次壓實(shí)，并且針對(duì)改良瀝青混合材料來(lái)說(shuō)，干硬性材料對(duì)于溫度的要求很高，最初的溫度超過(guò)165℃，因此為了獲得最佳的成效，應(yīng)該做到較小的壓實(shí)操作便可以。

然后是復(fù)壓，進(jìn)行瀝青SMA道路壓實(shí)操作的時(shí)候，復(fù)壓屬于最重要的工序，對(duì)壓路機(jī)的要求也很高。由于改良瀝青的粘性很強(qiáng)，并且大多數(shù)道路表面的地基都很厚，因此如果想滿足道路表面的密度標(biāo)準(zhǔn)，就要有極高的壓實(shí)操作性能。

最后是終壓，在完成瀝青混合料的碾壓操作以后，溫度應(yīng)該適宜，因此在復(fù)壓操作以后，能夠利用雙鋼輪壓路設(shè)備來(lái)進(jìn)行操作，將速度控制在2～3km/h，終壓的溫度限定在大約120℃左右，碾壓數(shù)量需要超過(guò)2次，保證道路表面不出現(xiàn)明顯車輪痕跡[5]。

5 試驗(yàn)路段性能檢驗(yàn)

5.1 壓實(shí)度檢測(cè)

掌控道路表面壓實(shí)程度一般通過(guò)以下幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。

首先，適宜的原材料，天然砂石較光滑，如果當(dāng)作細(xì)集料時(shí)會(huì)使得壓實(shí)操作難度大，所以，不應(yīng)該選擇天然砂來(lái)當(dāng)作細(xì)集料。

然后，良好的施工質(zhì)量，在碾壓的時(shí)候需要將壓路機(jī)的操作程序設(shè)定為從慢到快、從外向內(nèi)緩慢操作，合理掌控?cái)備仚C(jī)和鋼輪壓路機(jī)的距離，保證碾壓次數(shù)。因?yàn)橐獧z驗(yàn)SMA道路表面是否符合檢驗(yàn)要求，需要對(duì)此檢測(cè)壓實(shí)度。選擇5個(gè)最具代表性的方位來(lái)檢測(cè)壓實(shí)度，檢測(cè)結(jié)果都超過(guò)98%，證明該路面鋪設(shè)SMA當(dāng)作基層以后壓實(shí)度符合基本要求。

5.2 高溫性能檢測(cè)

按照檢驗(yàn)結(jié)果可以得知，原先道路表面出現(xiàn)車轍的關(guān)鍵因素在于道路高溫作用不強(qiáng)，該工程使用SBS改良瀝青當(dāng)作SMA道路的建設(shè)材料，提升了瀝青的粘度，也相應(yīng)提升了混合材料的總體作用。如果想要檢測(cè)SMA道路表面的高溫作用是否符合基本需求，按照規(guī)定來(lái)進(jìn)程車轍檢測(cè)混合材料的穩(wěn)定性能以及變形速度，最終檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 車轍試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

相比AC混合材料以及SMA混合材料車轍檢測(cè)結(jié)果可以看出，SMA混合材料的平穩(wěn)性檢驗(yàn)結(jié)果為3586次/mm，比瀝青混凝土平穩(wěn)性的813次/mm要高出很多。除此之外，高溫環(huán)境下的變形速率，AC混合材料是SMA混合材料的五倍以上，產(chǎn)生該現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，因?yàn)榛炷敛扇〉臑r青屬于普通材料瀝青，高溫環(huán)境下的平穩(wěn)性能很低。

6 道路路面施工問(wèn)題的改善對(duì)策

6.1 控制好進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量

針對(duì)瀝青混凝土道路而言，一定要仔細(xì)根據(jù)有關(guān)規(guī)章制度來(lái)保證項(xiàng)目原材料的質(zhì)量問(wèn)題，例如油石比例配置、材料等基礎(chǔ)作用都要仔細(xì)掌控，針對(duì)具備半剛性用在底層的混合材料而言，需要掌控好石灰、水泥的配比，保證強(qiáng)度符合要求，操作的時(shí)候拒絕偷工減料現(xiàn)象發(fā)生，萬(wàn)一出現(xiàn)需要嚴(yán)格處理。此外，石灰消解工作也要仔細(xì)選擇，將沒(méi)有完全消解的石灰消除，此外，還要掌控好水量，只有控制水量均勻，才可以順利結(jié)束壓實(shí)工作，針對(duì)材料的選用也必須要選具有營(yíng)業(yè)執(zhí)照以及滿足國(guó)家發(fā)展要求的廠家，所有操作環(huán)節(jié)都需要做好不定時(shí)檢查的準(zhǔn)備，保障材料質(zhì)量問(wèn)題。

6.2 嚴(yán)格控制施工過(guò)程的質(zhì)量

因?yàn)闉r青道路對(duì)于溫度特別敏感，因此在進(jìn)行攤鋪以及碾壓操作時(shí)，必須要將溫度設(shè)定在預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，一般情況下，運(yùn)輸料的車到達(dá)施工場(chǎng)地以后需要盡快檢測(cè)混合材料的溫度，等到溫度適宜以后再攤鋪和碾壓。此外，還需要掌控?cái)備伖ぷ鞯馁|(zhì)量問(wèn)題，如果鋪設(shè)厚度不均勻會(huì)造成路面裂縫出現(xiàn)，為了避免這一現(xiàn)象存在，一定要如實(shí)做到如下兩點(diǎn):1)攤鋪設(shè)備的運(yùn)行需要仔細(xì)控制，還要定期調(diào)節(jié)保養(yǎng)，例如攤鋪機(jī)的速度較快，應(yīng)當(dāng)向右邊稍微轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，速度放慢時(shí)則需要向左轉(zhuǎn)動(dòng);2)選擇壓實(shí)次數(shù)和速度適宜的操作，加入壓實(shí)速度太快會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)、裂縫等問(wèn)題。

6.3 提高員工自身素質(zhì)

成功的項(xiàng)目和工作人員的努力密切相關(guān)，道路建設(shè)項(xiàng)目也是這樣，每一個(gè)崗位的工作人員還有管理者，都一定要具有專業(yè)的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰?，此外，員工職業(yè)素養(yǎng)的提高也不容忽略，所有工作人員開(kāi)始工作以前都需要通過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，確立崗位任務(wù)職責(zé)，還要設(shè)立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，把工作人員的利益和項(xiàng)目的質(zhì)量緊緊結(jié)合在一起，保證員工職業(yè)素養(yǎng)的持續(xù)提高，進(jìn)而建設(shè)出高水平的道路。

7 結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析，在本工程通過(guò)SMA瀝青混凝土技術(shù)的應(yīng)用，路面工程的質(zhì)量得到了提升，滿足道路項(xiàng)目建設(shè)的要求。在往后工程施工中，需要從材料選擇、材料性能分析以及工藝應(yīng)用方面做好科學(xué)管控，這樣才能將技術(shù)價(jià)值發(fā)揮出來(lái)，滿足市政道路工程建設(shè)需求。