SMA沥青混凝土路面施工“泛油”现象分析

SMA沥青混凝土路面施工“泛油”现象分析
摘要:SMA沥青混合料路面施工过程中最常见的问题就是“泛油”现象。木质素纤维吸油率、含水率对于SMA沥青混合料路面泛油影响最为明显,吸油率偏低、含水率较高都会降低沥青对纤维的吸附效果,从而导致路面施工过程中出现“泛油”。除此之外,原材料规格、吸水率变化、SBS改性沥青偏软、沥青混合料加热温度过高、拌合设备不稳定以及摊铺碾压也可能导致路面出现“泛油”现象。因此,务必要保证木质素纤维、原材料、矿粉、沥青的质量,拌和设备稳定性,摊铺及碾压工艺合理性。
关键词:SMA、“泛油”现象、木质素纤维、集料、
引言
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA),由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架的间隙,组成一体的沥青混合料。SMA沥青混合料的特点是“四高一低”,即粗集料掺量高、矿粉掺量高、沥青掺量高、细集料掺量低以及前“三高”导致的高成本。目前,SMA沥青混合料凭借优良的路用性能以及较成熟的施工技术,在国内几乎被所有高级公路、一级公路面层所采用。
SMA沥青混合料在施工过程中最常见的问题是“泛油”现象。出现“泛油”现象的沥青路面表面功能几乎丧失,没有明显的构造深度,抗滑性能极差,容易导致交通事故。结合工程实践总结,纤维、原材料、矿粉、沥青、混合料温度、拌和设备、压实工艺等均会导致SMA沥青混合料路面出现泛油现象。
1原材料
1.1木质素纤维
木质素纤维在SMA沥青混合料中起到了加筋作用,有效的提高了沥青混合料的高温抗车辙性能和抵抗疲劳破坏能力。木质素纤维在低温下仍呈柔性,能有效的抵抗温度应力,减少温缩裂缝的产生,提高路面低温抗裂性能[1]abs082。木质素纤维在SMA中掺量非常小,通常情况下用于SMA的木质素纤维掺量不宜小于混合料总重的0.3%,如此小的掺量却对SMA沥青混合料的路用性能有着举足轻重的作用。结合工程实践经验总结,木质素纤维的吸油率和含水率两项指标对SMA沥青混合料质量影响最为明显。
1.1.1 吸油率
木质素纤维吸油率主要取决于纤维的材质。《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40-2004规范中规定路用木质素纤维吸油率不小于纤维质量的5倍[2]。通常情况下,木质素纤维吸油率能达到9倍以上,超高的吸油率是SMA中沥青能够稳定存在的主要因素。表1为某工程项目SMA-13目标配合比设计情况:
表1 某工程项目目标配合比
级配母鸡接鸡蛋
集料规格
沥青
含量
保鲜膜切割盒,%
纤维
吸油率
纤维吸油量占总沥青含量百分比,%
玄武岩10-15mm
玄武岩5-10mm
玄武岩0-3mm
矿粉
纤维
百分比,%
45
34
11
10
占混合料总重0.3%
5.8
10.8
55.9
分析数据发现,该SMA-13沥青混合料中纤维吸收了高达55%以上的沥青。纤维吸油率发生变化时,沥青混合料质量必然受到严重影响。一旦木质素纤维吸油率不合格,施工过程
中极易出现“泛油”现象。
1.1.2含水率
木质素纤维吸水性较强,外界水分较容易侵入,受潮纤维无法很好的吸附沥青,以至于达不到稳定剂的效果。木质素纤维受潮后与骨料拌和过程中很难均分分散,且有很多小颗粒存在,且受潮的木质素纤维无法有效吸附沥青,导致沥青混合料出现“析漏”现象[3]。施工过程中,双钢轮碾压至第3遍时工作面已经出现较为严重的“泛油”现象。SMA实际生产过程中务必保证木质素纤维放置在干燥环境下,并做好防水措施。
1.2 集料
1.2.1集料材质变化
由于近些年大肆开采石料,生态环境严重破坏,自然灾害频频发生。全国范围内严查环保问题,打击非法开采,关闭大量石子场。各工程项目出现原材料紧缺、混杂现象,同一生厂家不同批次集料变化较大,无法控制工程质量如图1所示。
图1 集料规格混乱
当集料规格变异较大时,会导致沥青混合料级配、矿料间隙率发生变化。集料规格变粗,矿料间隙率变大,比表面积变小。在沥青含量不变的情况下,沥青混合料施工过程中可能会发生“泛油”现象。
1.2.2集料吸水率变异
沥青分为两部分存在于沥青混合料之中――有效沥青和被骨料吸收的沥青。沥青混合料内有效沥青部分(即扣除被集料吸收的沥青以外的沥青)的体积占矿料部分以外的体积(VMA)的百分率,称为有效沥青饱和度。原材料吸水率越大,被骨料吸收的沥青越多。因此,总沥青含量一定的情况下,有效沥青饱和度与原材料吸水率成反比关系。在沥青含量不变的情况下,集料吸水率变小时,沥青混合料施工过程中可能会出现“泛油”现象。
台风实时监控系统
1.3矿粉sync pad
pstang
SMA沥青混合料骨架间隙主要由矿粉与沥青混合均匀的胶泥进行填充。矿粉在SMA沥青混合料中掺量高达10%左右,因此,矿粉质量对SMA沥青混合料路用性能有直接的影响。沥青混合料用矿粉要求0.075mm通过率达到75%~100%,且无团粒结块等。矿粉粒度越细,比表面积越大,最佳沥青含量越高,沥青混合料柔性及耐久性越好。在沥青含量不变的情况下,矿粉变粗时,整个矿料比表面积变小,裹附所需的沥青减少,沥青混合料施工过程中易出现“泛油”现象。
在沥青混合料实际生产中,为了提高沥青混合料的抗水损害能力,宜加入占混合料总重1.5%的生石灰粉或消石灰代替部分矿粉。如果掺入的石灰粉太粗也会出现“泛油”现象,更严重的是石灰粉遇水膨胀,石灰不断地从混凝土路面中析出,影响沥青混凝土路面结构抗水损害性能。
1.4沥青
目前国内SMA沥青混合料用沥青主要为SBS改性沥青。SBS改性沥青大多数是以70#道路
石油沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,同时,加入一定比例的专属稳定剂,形成SBS共混材料,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。SBS改性沥青较70#道路石油沥青更粘稠,能有效的改善沥青混合料高、低温稳定性。由于SBS改性沥青更粘稠、沥青混合料沥青膜更厚,因此,SBS改性沥青混合料较70#道路石油沥青混合料最佳沥青含量略高2%左右。如果SBS改性沥青在生产过程中改性效果较差,导致生产的改性沥青偏软,软化点、旋转粘度较小,针入度较大。此类SBS改性沥青在SMA沥青混合料施工过程中,如果温度较高,极易出现“泛油”现象[4]
2.沥青混合料温度
采用SBS改性沥青的SMA沥青混合料生产、摊铺、碾压温度如下表2所示:(1)当沥青混合料温度超过195℃时,沥青已经老化,沥青混合料路用性能严重影响,务必废弃,不得使用;(2)由于木质素纤维对沥青的吸持量随温度的升高逐渐降低,温度过高时容易出现“析漏”现象;(3)沥青混合料运输至现场后摊铺温度太高,碾压过程中极易出现“泛油”现象。若为了降低碾压温度,延迟碾压会导致沥青混合料路面表层温度下降太快,内部
温度下降较慢,沥青混合料层出现温度差。路面表层无法压实,表面出现横向贯穿缝隙,后期容易出现水损害,表面骨料松散、剥落[5]

本文发布于:2024-09-22 17:28:21,感谢您对本站的认可!

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