沥青玛蹄脂碎石混合料SMA—16的生产配合比及施工细节控制

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收稿日期:2018-01-30
作者简介:杨颖(1982—),女,工程师,主要从事公路工程施工工作。
沥青玛蹄脂碎石混合料SMA —16的
生产配合比及施工细节控制
杨颖
(中交第二公路工程局有限公司,陕西西安710065)
摘要:首先对SMA 混合料的比例配制、技术要求及配合比计算进行了分析,为SMA 混合料的准备工作奠定了基础,然后对
沥青玛蹄脂碎石施工过程中的注意事项进行了探讨,并提出了相应的解决措施,保证了施工的顺利进行,以为相关工程提供参考。
关键词:沥青玛蹄脂碎石;改性沥青;纤维稳定剂中图分类号:U414
文献标识码:B
东茛宕碱1SMA 混合料的配制比例
沥青玛蹄脂碎石(SMA )路面是一种常用的路面结构。制作SMA 混合料时应严格按照设计配合比进行配制,在投入使用前需进行试拌和试铺作业。试拌和试铺SMA 时要遵循以下两点要求:①必须采用马歇尔试验(体积法)计算和设计各种材料的比例,混合料的密度必须满足设计要求,粗集料骨架之间需嵌挤紧密,具体的体积配比如图1所示;②SMA 路面的厚度必须在粗集料的2.5倍以上[1]。
2制作SMA 的技术要求
在制作SMA 时,要保证路面的刚度能满足工程需要。而材料的强度主要是由沥青玛蹄脂、集料、填料的构造决定。本工程选择较高的技术标准来进行SMA 的制作。2.1沥青的选取
在SMA 的制作过程中,沥青的用量相对较大,利用沥
青可以填充骨料与其他材料之间的间隙。因为沥青材料的选取对沥青玛蹄脂的性能有很大的影响,所以要严格按照设计要求选取沥青材料[2]。本次施工中采用SBSⅠ—C 改性沥青作为沥青玛蹄脂的主要原材料。该沥青的黏度较大,可确保混合料具有一定的黏结性和高温变形能力。改性沥
青的各项技术指标如表1所示。
表1SBS Ⅰ—C 改性沥青的技术指标指标
针入度(100g,5s,25℃)(0.1mm )
针入度指数PI 延度(5℃,5cm/min )(cm )
试验结果68.50.65≥40
规范要求60~80>-0.4≥30
2.2集料的选取
SMA—16选取的粗集料直径一般小于4.75mm 。粗集料
在混合料中的比例较高,在70%~80%之间。粗集料是混合材料的骨架,是影响混合料质量的最关键因素。要选取硬度和强度较高的材料作为粗集料,同时还要保证材料的干燥和清洁。本工程选用玄武岩作为粗集料。为了保证工程质量,集料生产厂家还应利用专门的设备对集料进行清洁[3]。
在选取细集料时需要用2.36mm 筛孔进行筛选。因为混合料中用到的细集料较少,细集料的粗糙度必须满足施工要求,所以将机制砂作为细集料的原材料。
填料的原材料主要是石灰岩石粉。本工程采用的填料为石粉和水泥。施工所需要的填料必须满足干燥、清洁的要求。
2.3纤维稳定剂的选取
因为SMA 中沥青用量较大,所以可能会出现离析和泛
油的现象。为了避免这种现象的发生,需要在混合料中添加纤维稳定剂。纤维稳定剂的主要功能是吸附沥青中的活跃分子,从而提高沥青内部的稳定性和耐久性。此外,纤维稳定剂还可增强混合料的稳定性、黏结性、韧性和耐高温性[4]。纤维稳定剂主要可分为3类:木质纤维稳定剂、矿物纤维稳定剂和聚合物纤维稳定剂。本次施工选取的纤维稳定剂是木质纤维稳定剂,该稳定剂占混合料的0.35%。
细集料空隙沥青细集料、填料、纤维
粗集料
VMA
VA
VV
VCA min
图1沥青玛蹄脂碎石材料的体积配比
43
总467期
2018年第17期(6月中)
3混合料的配合比计算
3.1目标配合比的计算
(1)级配设计
本次施工中采用SMA—16作为级配标准。选取5.5%、6.0%和6.5%的油石比来进行马歇尔试验。根据试验检测结果,6.0%的油石比最能满足设计要求。具体试验数据如表2所示。
表2不同油石比下的马歇尔试验结果
油石比(%)5.5
6.0 6.5沥青用量
(%)
5.47
5.65
5.83
毛体积
密度
(g/cm3)
2.434
2.339
2,440
aonier
理论
密度
(g/cm3)
2.536
2.529
2.522
W
(%)
4.0
3.5
3.2
VFA
(%)
77.1
79.6
81.5
VCA min
(%)
39
39.0
39.1
稳定度
(kN)
7.97
8.24
7.88
流值
(mm)
3.1
3.4
3.6
(2)路用性能检测
对本次工程的混合料进行混凝土路用性能检测,结果显示,其各项指标均满足设计要求,具体数据如表3所示。
表3混凝土路用性能检测结果
检验项目高温稳定性水稳定性低温抗裂性渗水性
试验项目
动稳定度(次/mm)
冻融劈裂残留强度比(%)
浸水马歇尔残留稳定度(%)
低温弯曲破坏应变(50mm/min,-10℃)
渗水系数(ml/min)
规范
要求
≥3000
≥80
≥80
≥2800
≤200
实际
测量值
7339
89.5
115.2
2913
3.2生产配合比的计算
生产配合比的计算就是确定筛选后的集料和沥青的数量,它对混合料的制作有着很大的影响[5]。
(1)确定生产原材料的比例
首先要保证选取的原材料符合设计要求,然后利用筛孔对原材料进行复核,最后进行试验,计算出配合比。本次施工中的配合比例为:9.5~16mm∶4.75~9.5mm∶2.36~ 4.75mm∶0~2.36mm∶矿粉∶水泥=37∶36.5∶4∶10.5∶10∶2。
(2)确定沥青的用量
需要经过马歇尔试验和试拌之后才能确定出最符合设计要求的沥青用量。需要注意的是,计算出的沥青用量与目标配合比设计之间的偏差应不超过0.2%。本次施工确定的沥青用量为混合料的5.66%。
4SMA施工过程中的注意事项
4.1拌和时的注意事项
在混合料拌和过程中,要给拌和机配备自动投放纤维的设备。为了保证纤维与混合料的配比满足设计要求,必须使用专业设备进行纤维的投放,不得人工投放,并且纤维需和沥青等材料一同投放入拌和机内。为避免纤维集中在一起,搅拌时间应不少于15s。要注意控制各种材料的加热温度,如:沥青
的加热温度要严格控制在160~165℃之间;集料的加热温度要严格控制在190~200℃之间;最终搅拌的SMA混合料的加热温度要严格控制在170~180℃之间,SMA混合料的加热温度过高或过低均不能投入使用。4.2施工过程中的温度控制
因为SMA面层的设计厚度薄,而本次施工选取的沥青为改性沥青,其黏稠度比较高,所以压实的时间较短,加大了施工的难度。为了延长压实时间,对施工环境有一定的要求:①路面温度必须大于15℃;②路面必须保持干燥、清洁、平整的状态;③极端天气下禁止施工。
4.3混合料生产过程中的注意事项
在SMA混合料生产前,要确定好生产配合比,将生产所需要的材料准备充足,避免出现原材料短缺的现象。
在生产混合料时需要加入纤维。有些材料黏度较大,所以搅拌时要严格控制搅拌时间、加热温度和材料数量。搅拌时间要在原有基础上增加5~15s,每次拌和的数量在3t以下,最终搅拌SMA混合料时加热温度要严格控制在170~180℃。
4.4摊铺与碾压过程中的注意事项
4.4.1摊铺过程中的注意事项
在混合料摊铺过程中要严格把控SMA路面的平整度和厚度,尤其要注意以下事项:①选择符合施工要求的摊铺机进行施工;②摊铺机运行过程中,混合料的高度要始终保持在螺旋高度的50%~75%之间,从而确保混合料能够均匀搅拌;
③混合料的生产速度与摊铺机的摊铺速度要相协调。
4.4.2碾压过程中的注意事项
本次施工选取的是改性沥青,其黏度较大,所以不能用胶轮压路机和轮胎揉搓碾压方式进行施工,否则会使玛蹄脂上浮,出现粘轮、泛油等现象。经过反复的试验,最终确定本次施工采用英格索兰DD—110双钢轮压路机初压,采用DD—130压路机复压,采用DD—110压路机终压。5结语碳税和碳关税的区别
萝卜硫素本文结合工程实践,对SMA—16的生产配比设计原则及具体设计过程进行了分析,顺利完成了施工。经检测,工程施工后渗水量检测值为20mL/min,现场压实度平均值达到了98%,各项指标均满足要求,可为类似工程施工提供参考。
参考文献:
[1]卢永贵.沥青玛蹄脂碎石混合料研究[D].西安:长安大
学,2001.
[2]许金勇.沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)在高等级公路
中的应用研究[D].天津:河北工业大学,2002.
[3]陆英.SMA沥青玛蹄脂碎石路面的工程质量控制[J].城
徒手切片市道桥与防洪,2007(2):74-76.
[4]孙澎涛.沥青玛蹄脂碎石(SMA)的应用及其在中国的
发展[J].公路交通科技,2006(7):86-89.
[5]戴光铭.沥青玛蹄脂碎石(SMA)在沪芦高速公路中的
应用[J].中国市政工程,2007(4):4-5.
(编辑:付修竹)
棉纺手册44

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