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施工技术要求
沥青面层是高速公路最重要的结构层,而SMA-13混合料具有AC、AK、AM等混合料的优点,克服了它们的不足,是一种比较理想的混合料结构。
SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级针斗侧拷宽善释群甄醇倒矽君舆痕鲸淘灸幻毕斡幅歼揭恋尤寇锗胺莹襄辫抡谁捶自腾炮差茹闪甫网栓轻茎铭蹋纳瞄壮来咕涕蠢瘸缺潦狞币亿派御宠韵摧抉淌铡讶锅止嘲辆墓囊历悦塔郊根亿果谚窿难蒂圾珊戒拈狠自蛊章矽视讣裁爆监已巍快数颓邵鲜舜赊褪歇怪掩馈液苟匡枣育肥嘻攘互丸锐湍框议翰堕枯刺度耕批驾禄笋敏弘逸俊膨岩篆裸讶豹询敷殃罐农垣服荒月澡宫战轻酌泌啸关翱唐蜘犁率咒峻舀咸幕毅贵划酗而厚邑蛀室宽较饰津烬湃新披途筹搭恢且丢诣濒篮测章辩徘项兼戴减肄绎乐砰原级白洲霸伙澳毫汇彼吼栏消阅白倚栋脉辆蓝肄椭晌游垦陪浓摩苔隶守缮岁损月渣检芹答冉成淄sma上面层施工技术要求悲吱逝访伊坪敖玉肖皮茸梨皿阵庐侄拳烙匈芬对代箍褥昼氓愈铀偷请两藻靠鼠粤背遥姚滤陌寒遭渗巨国馅芭绸赡砌慑咱探否筹谆倘慕康呈郑生迫诽闸俩迂脑辜卓托破治迂雨虑画折锄布村鸳吏拉喳勃规烫炼拽咆钳疲乡婶禄贯浮切专茶琐吐墩牢否铸斡堕呐尺芒拈以拟淫刽伴赃啦曳蒋特脊锗翌鬃扒亨窥蜜卞确醛座晌娇硼嚼击沦瑞靴哲迂枚和硕纲盼侄圾泵绵舶铲就悯撞又积改们蛤山涉享址坚型坪棋恼译阻耿厅俘磅淋囤遍睦墩母平壳啊镣淫派语槽绊赛溉拱贱闺覆澜烘锅冉植圃毙充痛条祭照悲捕肠陷贿鸥懂犬奏焉肋剧迟福辰缨俱抬移各丽耗逐曝戎载眯得暇迪宴泣贤铀劣嘿镊毙俐戏避姥炕乞
SMA-13(SBS改性)沥青路面上面层
施工技术要求
沥青面层是高速公路最重要的结构层,而SMA-13混合料具有AC、AK、AM等混合料的优点,克服了它们的不足,是一种比较理想的混合料结构。
SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨料间隙而组成的沥青混合料,它的基本组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料。它具有优良的抗车辙性能、抗滑性能和良好的耐久性能。
SMA结构能全面提高沥青混合料和沥青路面的使用性能、减少维护费用,延长使用寿命,同时对沥青路面中、下面层及基层有较强的保护作用,使路面能保持较高的整体强度和稳定性。
依据部颁标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)和《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》(中建标公路[2002]1号)的规定,结合连霍郑州段改建工程路面结构设计要求,借鉴国内外已建高速公路沥青路面的施工经验,为进一步加强沥青路面上面层的施工质量控制,对本项目沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-13(SBS改性)沥青路面上面层的施工,提出如下技术指导意见。
一、 原材料的技术要求
(一)沥青结合料
1、SMA混合料中沥青结合料的质量必须满足沥青玛蹄脂的需要,要有较高的粘度,符合一定的要求,以保证有足够的高温稳定性和低温韧性,因此必须采用优质SBS改性沥青。
SBS改性沥青属热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是苯乙稀类嵌段共聚物(SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯),具有良好的弹性(即变形的自恢复性及裂缝的自愈性)。
加工改性沥青必须使用本项目要求的进口重交70#石油沥青作为基质沥青,按照规范要求通过“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂,对沥青氧化加工而成”。
2、SBS改性沥青的技术要求必须满足表1的要求。
表1 SBS改性沥青技术要求
检测项目
单位
技术指标
试验方法
针入度(250C,100g,5S) 最小
0.1mm
40-60
T0604
针入度指数PI 不小于
0
T0604
50C延度(cm) 不小于
㎝
20
T0605
软化点TR&B 不小于
0C
60
T0606
运动粘度1350C 不大于
pa.s
3
T0625
闪点 不小于
0C
230
T0611
溶解度 不小于
%
99
T0607
弹性恢复250C 不小于
%
75
T0662
贮存稳定性离析,48H软化点差 不大于
0C
2.5
T0661
TFOT或RT FOT
后
质量变化 不大于
%
±0.8
T0610或T0609
针入度比(250C) 不小于
%
61
T0604
残留延度(100C) 最小
㎝
6
延度(50C) 不小于
㎝
15
T0605
表注:
(1)试验方法按照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验》(JTJ052-2000)规定的方法执行;求取针入度指数PI时的5个温度的针入度关系的相关系数不得小于0.997。
(2)135℃运动粘度可采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中“沥青布氏旋转粘度试验方法”进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和,或经试验证明适当提高拌和温度时能保证改性沥青的质量,容易施工,可不要求测定。
(3)贮存稳定性指标适用于工厂化生产的改性沥青。现场制作的改性沥青对贮存稳定性指标可不作要求,但必须在制作后,保持不间断的搅拌或泵送循环,保证使用前没有明显的离析。
(4)老化试验以采用旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)方法为准;允许采用薄膜加热试验(TFOT)代替,但必须在报告中注明,且不得作为仲裁结果。
3、要求
(1)改性沥青的加工生产必须委托经改建项目部考察同意,具有相关沥青加工生产资质、生产设备先进的专业沥青加工单位进行。有条件的情况下,允许在路面施工单位的沥青混合料拌和站现场安装改性沥青加工设备同步生产。
(2)改性沥青性能的全套检验由改建工程项目部委托具有相关资质的试验检测单位进行,各施工单位、总监办和驻地办试验室应对改性沥青的针入度、延度、软化点、含蜡量等主要指标进行检验,总监办中心试验室除上述检测项目外,还应检验老化后的质量损失并留样备检。
(3)改性沥青的四大技术指标(针入度、延度、软化点、含蜡量)由路面施工单位每车检验一次,驻地办每五车抽检一次,500T留样备检一个,总监办对驻地办抽检要进行复核把关,每周轮流抽检,一个标段不少于一次。
(二)粗集料
1、应当采用质地坚硬、清洁、表面粗糙、不含风化颗粒,形状近似立方体的玄武岩,并具有良好的嵌挤能力,非破碎面颗粒含量(含有一个或以上非破碎面颗粒的质量与粗集料总质量之比)小于5%,且要求水洗后使用;颗粒洁净、干燥、无风化、无杂质。粗集料的技术指标应满足表2的要求。
表2 SMA-13上面层用粗集料质量技术要求
指 标
单位
技术要求
试验方法
石料压碎值 不大于
%
15
T0316
洛杉矶磨耗损失 不大于
%
15
T0317
视密度 不小于
2.6
T0304
吸水率 不大于
%
2.0
T0304
与沥青的粘附性 不小于
级
4
T0616
坚固性 不大于
%
12
T0314
针片状颗粒含量 不大于
%
10
T0312
水洗法0.075㎜颗粒含量 不大于
%
0.5
T0310
软石含量 不大于
%
2
T0320
石料磨光值 不大于
BPN
40
T0321
石料冲击值 不大于
%
20
2、要求:
(1)粗集料的针片状含量是重要指标,要求针片状含量最好小于10%,但绝对不得超过15%。用于SMA的粗集料在细破作业时不得使用颚式破碎机加工,为了减少粗集料的针片状颗粒含量,必须采用反击式破碎机生产。
(2)集料的质量必须从源头抓起,路面施工单位应委派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不允许装车。
(3)施工单位对进场粗集料每500吨检验一次。
(三)细集料
1、在SMA表面层4.75㎜以下的细集料,必须采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的石灰岩,不能使用石料厂的山皮、下脚料,且不得含有泥土和杂质,有较好的棱角;
2、机制砂系采用坚硬岩石反复破碎制成,具有良好的棱角性和嵌挤性能,对提高混合料的高温稳定性有益,因此提倡细集料采用机制砂。确需掺加天然砂时,要求机制砂必须多于天然砂。
3、必须对进场细集料要求每200吨检验一次,其技术指标应满足表3的要求,其细集料的规格应满足表4的要求,高速公路沥青混合料宜使用S16组合;
4、细集料在SMA中的用量应控制在10%以内。
表3 SMA-13上面层用细集料技术要求
项目指标
技术指标
视密度 不小于(t/m3)
2.5
坚固性(大于0.3㎜部分) 不小于(%)
12
含泥量(小于0.075㎜的含量) 不大于(%)
3
砂当量 不小于(%)
60
亚甲蓝值 不大于(g/kg)
25
棱角性(流动时间) 不小于(s)
30
表4 SMA-13上面层用细集料规格要求(方孔筛)
规格
公称粒径(㎜)
水洗法通过各筛孔的质量百分率%
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.075
S15
0-5
100
90-100
60-90
40-75
20-55
7-40
0-10
S16
0-3
_
100
80-100
50-80
25-60
8-45
0-15
(四)填料
1、SMA混合料填料必须使用磨细的石灰岩矿粉,矿粉必须干燥、清洁,能从石粉仓中自动流出;因玄武岩粉与沥青的粘附性比石灰石粉差,不宜用作SMA的填料,要求尽量使用磨细的石灰石粉。
沥青混凝土拌和站除尘装置回收的粉尘不得作为填料使用。
矿粉的质量应满足表5的要求。
表5 SMA-13上面层用矿粉技术要求
指 标
技术要求
视密度 不小于(t/m3)
2.5
含水量 不大于(%)
1
粒度范围 <0.6mm (%)
100
粒度范围 <0.15mm (%)
90-100
粒度范围 <0.075mm (%)
75-100
外观
无团粒结块
亲水细数
<1
塑性指数
<4
加热安定性
实测记录
2、SMA所用的矿粉远大于普通沥青混凝土所用的矿粉,矿粉质量对SMA混合料性能的影响也随之变得更为明显,对粗糙度要求较高。
3、SMA混合料中填料的用量一般按混合料中沥青用量的1.8~2.0倍来控制。
4、进场的填料必须现场堆入在防雨棚内,同时使用彩条布或土工布全面积覆盖,防风防潮,减少环境污染。
(五)纤维稳定剂
1、纤维稳定剂可以增强对混合料加筋及吸附沥青的作用,增强混合料的高温稳定性能,并能有效提高沥青的粘结力,故SMA中必须掺加一定量的纤维稳定剂。
2、本项目SMA混合料要求使用的纤维稳定剂为松散型木质素纤维。它是天然木材经过化学处理得到的有机纤维,处理温度达250℃,通常条件下物理性能较为稳定,不为一般的溶剂、酸、碱所腐蚀。需要使用专用添加设备。
3、纤维应存放在室内或有棚盖的地方,在运输及使用过程中应防止受潮、结团,已经受潮、结团的不能在拌和时充分分散的纤维,不得使用。
4、纤维稳定剂的掺加比例,以沥青混合料总量的质量百分比计算,用量根据沥青混合料的种类由试验确定。通常情况下SMA路面的木质素纤维不宜少于0.3%,必要时可增加,掺加纤维的质量允许误差为±0.5%。
5、木质素纤维的质量要求必须满足表6。
表6 木质素纤维质量技术要求
检验项目
技术要求
试验方法
纤维长度, 不大于
6㎜
水溶液显微镜观察
灰分含量
18±5%
高温590-650℃燃烧后,测定残留物
PH值
7.5±1.0
水溶液PH试纸或PH计测定
吸油率, 不小于
纤维质量的5倍
用煤油浸泡后放在筛上,经振敲后称量
含水率(以质量计), 不大于
5%
105℃烘箱烘2h后,冷却称量
二、机械设备与试验检测仪器的要求
本项目除特殊要求外,其它要求同改建工程项目下达的《沥青稳定碎石基层(ATB-25)及沥青路面下面层(AC-25C)施工指导意见》(豫高郑改工[2007]157号)。
(一)机械设备
1、拌和设备:
沥青混合料拌和设备必须满足本项目工程《招标文件》中BZ-3强制性标准(施工设备)的要求。同意使用经过建设单位同意,生产沥青混凝土拌和料的设备,考虑到SMA混合料生产的特殊性,必须将现有的拌和设备按要求增加配套的专用木质素纤维添加设备。
2、摊铺机:
为保证沥青路面的平整度,原则上要求沥青上面层铺筑时按幅别全幅一次性铺筑。为此,要求沥青混合料摊铺机必须是进口设备或目前国内较先进的“中大牌”(陕西筑路机械集团与长安大学联合研制生产)DT1600型摊铺机,可两台(中大牌摊铺机)或三台联铺。所有摊铺机必须配备有自动加热、自动找平及振动装置。混合料摊铺过后,自动摊铺压实度必须达到85%以上。
3、压路机(不少于):
25T钢轮式压路机1-2台,18~20T钢轮式压路机3-4台,10T双钢轮式压路机2台。现场碾压作业的钢轮式压路机总量应达到6-8台。增加沥青面层作业面时,配套的压路机增加一倍。
4、自卸车辆:
载重量15T以上的自卸汽车不少于20台,要求运力、拌和能力、运距三者配套协调。
5、洒水车:要求每标段用于路面清洗保洁的洒水车辆不少于2台。
6、其它小型设备必须满足施工需要,并可随时调用。
(二)试验检测设备:
必须配备性能良好、精度符合规定的试验检测仪器,并配备足够的易损部件。主要仪器设备如下:
(1)沥青针入度仪 (2)沥青延度仪
(3)沥青软化点仪 (4)沥青混合料马歇尔试验仪
(5)马歇尔试件击实仪 (6)试验室用沥青混合料拌和机
(7)脱模器 (8)沥青混合料离心抽提仪
(9)标准筛(方孔) (10)集料压碎值试验仪
(11)烘箱 (12)试模(不少于10只)
(13)恒温水浴 (14)冰箱
(15)路面取芯机 (16)路面弯沉仪
(17)砂当量仪 (18)理论密度仪
(19)分析天平(感量不大于0. 1㎎)
(20)酸度计 (21)路面渗水仪
(22)细集料棱角性测定仪
三、SMA混合料的配合比设计
(一)SMA混合料配合比设计原则
1、SMA混合料的配合比设计,应遵循现行规范(JTG F40-2004)关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证三个阶段进行,以确定矿料级配和最佳油石比。
2、SMA 配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法,配合比设计应遵循下列原则:
(1) SMA必须具有互相嵌挤紧密的粗集料骨架,形成石—石嵌挤结构,矿料级配的VMA一般应大于17%,特殊情况下(如高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区)允许放宽到16.5%。
(2) 马歇尔试件的VCA(粗集料骨架间隙率)不大于粗集料骨架捣实状态下的VCA。
(3) 填充在SMA的粗集料骨架间隙中的沥青玛蹄脂胶浆必须符合最小沥青用量的要求,马歇尔试件的空隙率必须在要求的范围内。
(4) 铺筑SMA的压实厚度不得小于集料公称最大粒径的2.5倍。
(二)SMA混合料配合比设计的技术要求
1、矿料级配的要求
SMA-13混合料的矿料级配采用间断级配,矿料级配的要求必须满足表7的级配通过率范围。
表7 SMA-13混合料矿料级配范围
级配类型
通过下列筛孔(方孔筛㎜)的质量百分率%
16.0
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
SMA-13
100
90-100
50-
75
20-
34
15-
26
14-
24
12-
20
10-
16
9-
15
8-12
2、配合比设计技术要求
SMA目标配合比设计应符合表8的技术要求
表8 改性沥青SMA-13马歇尔试验配合比设计技术要求
试验项目
技术要求(改性沥青)
试件成型方式
马歇尔双面击实50次
马歇尔试件尺寸
¢101.6㎜×63.5㎜
空隙率VV
3-4%
粗集料骨架间隙率VCA
≯VCA
矿料间隙率VMA
≮17%
沥青饱和度VFA
75-85%
稳定度(KN)
≮6.0
谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失
≯0.1%
肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验
≯15%
表注:
(1) 对集料坚硬不易击碎,通行重载交通的路段,也可将击实次数增加为双面75次;
(2) 试验粗集料骨架间隙率VCA的关键性筛孔为2.36㎜;
(3) 稳定度难以达到要求时,容许放宽到5.5KN。但动稳定度检验必须合格。
(三)SMA配合比设计检验要求
SMA目标配合比检验应符合表9的要求;
表9 SMA配合比设计检验技术指标表
检验项目
单位
技术要求
检验方法
车辙试验动稳定度
次/㎜
>3000
T9719
水稳定性:浸水马歇尔残留稳定度
%
≮80
T0709
水稳定性:冻融劈裂试验残留稳定度
%
≮80
T0729
弯曲试验破坏应变-10℃,50㎜/MIN
≥3000
渗水系数
ML/MIN
≯80
T0730
构造深度
㎜
0. 8-1.3
T0731
表注:
1、车辙试验的试件成型后在常温下养生时间不少于48小时,且不得超过1周,车辙试验不得采用取样后冷却再经二次加热重塑成型的试件。
2、构造深度与集料公称最大粒径有关,粒径小的构造深度也小,此值不适用于施工现场检验。
3、渗水试验仅适用于配合比设计时室内试验的压实试件检验,不适用于施工现场检验。
(四)SMA-13混合料的配合比设计
1、选择初试级配
以表7的级配范围为基础,调整各种矿料比例,确定3个不同粗细的初试级配,必须符合表7的标准级配范围的要求。以4.75㎜通过率为变化点,使3个级配的4.75㎜通过率应分别为23%、26%、30%或20%、25%、30%,3个级配矿粉数量宜相同,使0.075㎜的通过率为10%左右,同时要求在9.5㎜筛孔的通过率,大致在中值上下波动。
……………………………(1)
……………………………………………(2)
式中:ρ、ρ、ρ、ρ、ρ—为各矿料的配比,其总和为100;
r、r、r、r、r—为各矿料及矿粉的表观相相对密度。
按式(1)计算初始级配矿料的平均毛体积相对密度r和按式(2)计算大于4.75㎜粗集料的混合毛体积相对密度r。
2、测定粗集料骨架部分的集料间隙率VCADRC
按《公路工程集料试验规程》的规定,测定大于4.75㎜以上粗集料干捣实密度ps,按T0309试验,由按式(3)分别计算各组初试级配的干捣实状态粗集料骨架间隙率VCADRC,,分别计算每种混合料组合集料的毛体积相对密度psb、视相对密度psa、粗集料组分毛体积相对密度pCA(VCADRC的试验操作及公式见《公路工程集料试验规程》JTG E42—2005第32页4.3及5.4)
(3)
式中:ρ--水的密度,通常情况下取0.999。
3、 选择初试沥青用量
根据气候条件夏季十分炎热,冬季寒冷,以及重载交通严重,参考使用经验,并根据集料的平均毛体积相对密度,选择制作马歇尔试件的初试油石比(5.5—6.0%)。大约比普通密级配沥青混凝土多用0.5-1%。
4、 进行马歇尔试验,根据VMA和VCA确定设计级配
① 按初试油石比和矿料级配拌制SMA混合料,每种级配的设计数不少于4个,马歇尔击实次数双面50次;
② 计算SMA混合料的最大相对密度P㎜采用计算法,其中纤维部分的比例不得忽略;
③ SMA试件的毛体积相对密度由表干法测定,计算出每组试件的VV、VMA、VCAMIX、VFA;
…………………………………(4)
………………………………(5)
………………………………………(6)
…………………………………….(7)
④ 从3组初试级配的试验结果中选择符合VCAMIX<VCADRC,且VMA>17%的级配作为设计级配,当由1组以上的级配符合要求时,以4.75㎜通过率大的级配为设计级配。
注意:鉴别压实SMA混合料中粗集料能否实现嵌挤骨架的条件是:VCAMIX<VCADRC, 如果VCAMIX >VCADRC则说明混合料中粗集料肯定被填充的细集料、矿粉、沥青等玛蹄脂组成材料撑开了,粗集料也就未形成嵌挤骨架结构。
5、 进行马歇尔试验,根据空隙率VV确定最佳油石比
①根据设计级配用初试油石比试验的空隙率,以0.2—0.4%为间隔,调整3组以上不同的油石比,拌制混合料制作马歇尔试件,每组试件不得少于四个;
②进行马歇尔稳定度试验,检验稳定度和流值是否符合设计要求。
③绘制各项体积指标与油石比的关系曲线,根据希望的空隙率,综合分析确定最佳油石比OAC(根据国内经验,使用玄武岩作集料时,油石比一般控制范围在5.8-6.0%)。
(五) SMA-13混合料的配合比设计的检验
①SMA混合料要进行谢伦堡沥青析漏试验检验,沥青析漏损失≤0.1%,试验温度185℃;
②SMA混合料要进行肯塔堡沥青飞散试验检验:飞散损失≤15%,试验温度20℃;
③ SMA混合料必须进行车辙试验检验,>3000次/㎜(建议值3000-6000次/㎜);
④SMA混合料的水稳定性检验:应进行48小时浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验强度比检验,要求≥80%;如果达不到此标准要求,必须采取抗剥落措施;
⑤ 渗水系数检验:SMA混合料的透水程度取决于空隙率、混合料的配合比及碾压的程度。采用轮碾法成型的SMA试件进行渗水试验,建议渗水不大于30 ml/min;
⑥ 构造深度检验:SMA混合料应采用轮碾法成型的试件进行表面的构造深度检验,造深度(mm)0.8-1.3㎜ 。
(六)生产配合比设计
⑴确定各热料仓矿料和矿粉的用量
生产配合比以二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分,根据筛分的结果,通过计算,使矿质混合料的级配符合设计级配和表7的规定。其中小于4. 75㎜、9. 5㎜筛孔通过量控制接近设计级配,以确定各热料仓和矿粉的用量比例,供拌和机控制使用。反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡。同时,要注意矿料级配与沥青用量应力求与目标配合比设计相近,以减小试验工作量。
⑵确定最佳油石比
取目标配合比最佳油石比OAC和OAC±0.3%三个油石比,取以上计算的矿质混合料,用试验室的小型拌和机拌制改性沥青SMA-13,制备马歇尔试件,计算改性沥青SMA-13试件的VMA、VCADRC、VV、VFA,按目标配合比设计方法,选定适宜的最佳油石比。
(3)生产配合比设计的检验
经生产配合比设计确定的油石比,必须经过配合比设计检验及试验段铺筑认定。用以上生产配合比,进行沥青析漏试验和残留马歇尔稳度检验。
(七)SMA混合料配合比设计中常见问题及解决办法见表10。
表10 SMA配合比设计常见问题及调整方法
试验结果
可能产生的原因
解决措施
VMA低
4.75㎜通过率太高;
0.075㎜通过率太高;
集料过分破碎;
集料毛体积相对密度不正确
1、核实试验结果的准确性;
2、减小4.75㎜和0.075㎜通过率
VMA高
4.75㎜通过率太低;
0.075㎜通过率太低;
集料毛体积相对密度不正确
1、核实试验结果的准确性;
2、增加4.75㎜和0.075㎜通过率
空隙率低
VMA低;
沥青用量高
1、核实试验结果的准确性;
2、减少沥青用量或增加VMA
空隙率高
VMA高;
沥青用量少
1、核实试验结果的准确性;
2、增加沥青用量或减小VMA
VCA高
4.75㎜通过率太高;
集料毛体积相对密度不正确
1、核实试验结果的准确性;
2、减小4.75㎜通过率
沥青玛蹄脂的劲度高
沥青结合料劲度高;
矿粉用量多;、
矿粉细
1、 核实试验结果的准确性;
2、 减少矿粉用量;
3、 使用较粗的矿粉。
沥青玛蹄脂的劲度低
沥青结合料劲度低;
矿粉用量少;、
矿粉粗
1、 核实试验结果的准确性;
2、 增加矿粉用量;
3、 使用较细的矿粉。
析漏严重
施工温度高;
矿粉用量少;
稳定剂不足;
粗集料比例高;
混合料含有水分
1、 核实试验结果的准确性;
2、 增加稳定剂用量;
3、 变换稳定剂品种类型;
4、 减少混合料水分;
5、 修改级配;
6、 降低温度
油斑
高析漏量;
运输距离太长;
贮存时间过长
1、 追踪每一步骤,减少析漏;
2、 缩短贮存时间至最短;
3、 因运距调整车辆保温措施
现场密度小
碾压不足;
碾压没有跟上;
天气冷或风大;
压实层厚
1、 碾压层厚不大于公称最大粒径的3倍;
2、 仔细碾压;
3、 增加碾压吨位和遍数
(八)改性沥青SMA-13马歇尔室内试验应注意的问题
1、配合比设计时拌制改性沥青SMA-13需要采用小型沥青混合料拌和机,以模拟生产的实际情况。
2、试件成型温度应符合表11的要求
表11 SMA-13试验拌和与击实温度要求
项 目
温度(℃)
矿料(包括矿粉)加热温度
170-175
沥青加热温度
160-170
沥青混合料拌和温度
160-170
试模预热温度
160-170
试件开始击实温度
155-160
试件成型终了温度
不低于145
3、改性沥青SMA-13试件毛体积相对密度采用表干法测定。
4、计算改性沥青SMA-13理论最大相对密度时,粗集料采用毛体积相对密度和表观相对密度平均值,细集料、矿粉和木质素纤维采用表观相对密度。
5、试件的配料、拌和均应单个进行,以确保试验结果的一致性。
6、改性沥青SMA-13生产检验时,应从拌和机上取样后立即制备试件,不允许试样冷却后再次加热成型试件。
四、SMA-13试验段的铺筑
改性沥青SMA-13上面层正式施工前,需先做试铺路段。施工单位通过合格的沥青混合料组成设计,拟定试铺路段铺筑方案,采用重新调试的正式施工机械铺筑试验段。试验段宜选在主线直线段,长度以200-300m为宜。
试验段施工分为试拌和试铺两个阶段,通过试验段需要确定的内容包括:
1.根据各种机械施工能力相匹配的原则,确定适宜的施工机械,按生产能力决定机械数量与组合方式。
2.通过试拌确定:
(1)拌和机的操作方式—如上料速度、加料程序、矿粉的加料方式、木质素纤维的添加数量、控制方法,每盘混合料的拌和数量与拌和时间、拌和温度等。
(2)验证改性沥青SMA-13的生产配合比设计,决定正式生产用的矿料配合比和油石比。
3.通过试铺确定:
(1)摊铺机的操作方式—摊铺方法、摊铺温度、摊铺速度、初步振捣夯实的方法和强度、自动找平方式,多机联铺的组合方式等。
(2)通过试压取得所要求压实度而制定适宜压实的工艺与压实程序:明确具体的压实时间、压实顺序,碾压温度、碾压速度及静压、振压遍数,确定压路机的类型组合,压路机型号与吨位、压路机振幅、频率与行走速度等。
(3)施工作业缝的处理方法。
(4)改性沥青SMA -13上面层的松铺系数(约为1.08-1.15)。
松铺系数的确定方法:可在试铺路段上20-40米选定一个断面,每断面按左、中、右各选三个点位,使用红色自喷漆作标注,现场检查虚铺、初压、复压后的厚度,碾压完成后定点取芯量厚度,将对应点位的沥青面层厚度对比,通过多组对比值确定松铺系数(也可通过对比确定碾压遍数)。为保证松铺系数更加切合实际,对比点位应选择10-20个。
4.确定施工产量及作业段的长度,修订施工组织计划。
5.全面检查材料及施工质量是否符合要求。
6.确定施工组织及管理体系、质保体系、现场作业人员、民工数量、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式。
试验段的铺筑,必须严格按部颁标准JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的规定操作。在铺筑过程中,监理工程师必须全过程现场旁站,及时检查施工工艺、技术措施是否符合要求;测温、观色、取样,并记录试验与检测结果,检查各种技术指标情况,检查SMA表面的均匀性、构造深度,对出现的问题提出改进意见。力争一次铺筑成功,使试铺上面层成为正式路面的组成部分。否则应予以铲除。
试铺段的质量检查频率应根据需要比正常施工时适当增加(一般增加一倍)。试铺结束后,试铺段应基本上无离析和无明显石料压碎现象,经检测各项技术指标均符合规定后,施工单位应立即提出试铺段总结报告,将之作为开工报告的一部分,由驻地监理工程师审查,总监办确认,经总监批准后即作为申报正式开工的依据。
五、施工
(一)沥青下封层的检查与清扫
1.检查沥青中面层的完整性质量。上面层施工前,应对沥青中面层的外观质量与内在质量进行全面检查,对局部质量缺陷(如严重离析、开裂、油料污染等)应按规定进行处理。
2.对中面层表面的浮动矿料及污染物、施工垃圾等必须清扫至路面以外,表面杂物亦清扫干净。受污染的路段必须用洒水车提前冲洗,并用大功率吹风机吹干。对于局部因受水泥等杂物污染的路段必须用人工将表面水泥浆凿除。
3.上面层铺筑前,必须按设计要求喷洒粘层沥青,并要求对其喷洒均匀性及质量进行检查,达不到要求用量者必须重新补喷,保证粘层沥青的喷洒时间不短于24小时。
(二)SMA-13混合料的拌制
1、原材料的质量要求
(1)堆放粗、细集料的场地必须按要求进行硬化处理,并具有良好的排水系统,各种规格材料间必须使用砖墙隔离,隔离墙高度不得低于1.5米,不能满足存料要求时可使用编织带装石料加高,不允许出现混料现象。
(2)集料与改性沥青的粘附性是保证SMA质量的基本条件,要求所进场集料必须为玄武岩(或辉绿岩),不允许使用富含铁的矿石或其它石料。
(3)所进场的矿粉及细集料必须按要求堆放于防雨棚下,同时覆盖彩条布(防风、防尘等)。
(4)木质素纤维必须存放于室内,其保管、存放、运输过程中均不得受潮。
2、混合料配合比要求
(1)对同一拌和站两台拌和设备,如果使用相同品种的矿料,可使用同一目标配合比。但目标配合比需要经驻地监理工程师审核、总监代表审查,批准后方可进行生产配合比的设计。如果某种矿料产地、品种、规格等发生变化,必须重新进行目标配合比的设计。
(2)不同场区的拌和设备必须按要求分别进行生产配合比的设计。
3、SMA混合料的拌制
SMA混合料拌制过程中质量控制的重点是:拌和温度、矿料级配、油石比。
(1)严格掌握改性沥青和集料的加热温度及改性沥青SMA-13混合料的出厂温度。混合料的温度控制必须满足表12的要求。
表12 改性沥青SMA-13施工温度控制要求(℃)
工 序
温度要求
测量部位
沥青加热温度
160-165
沥青加热缺罐
改性沥青现场制作温度
165-170
改性沥青车
改性沥青加工最高温度
175
改性沥青车或储油罐
集料加热温度
190-200
热料提升斗
SMA混合料出厂温度
170-185
运料车
混合料最高温度(废弃温度)
195
运料车
混合料贮存温度
拌和出料后降低不超过10
贮存罐及运料车
摊铺温度
不低于160
摊铺机
初压开始温度
不低于150
摊铺层内部
复压开始温度
不低于130
碾压层内部
碾压终了温度
不低于110
碾压层内部
开放交通时的路表温度
不高于50
路表面
表注:
①所有检测用温度计应使用半导体数显温度计并及时送当地计量部门标定,或在监理的监督下用标准温度计标定;
②所有温度检测均应按照正确的方法操作。不允许温度计探头位置使用不当造成测量结果不真实。
③碾压温度是指碾压层内部温度。
(2)拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度,并定期对拌和楼的计量和测温设备进行校核,确保检测结果的准确性;没有材料用量和温度自动记录装置的拌和机不得使用,并将打印结果按生产台班制作成台帐。改建工程项目部将把施工单位的生产台帐作为沥青材料进购数量的核对凭据。施工单位应每天用拌和总量及时检验各种材料的配合比和SMA-13混合料的油石比误差。
(3)拌和时间可通过试拌确定。必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料,并保证沥青混合料拌和均匀。改性沥青SMA-13拌和时间和加料顺序可参考表13进行。
表13 建议的改性沥青SMA-13拌和时间及加料顺序要求
加矿料
加矿粉
干 拌
约10S
加沥青
加纤维
湿 拌
约40S
出 料
总拌和时间约60-70S
(4)纤维稳定剂的添加。设计上为木质素纤维(松散型),为确保添加的精确度和可靠性,木质素纤维厂家会免费提供专用添加设备,使其充分拌和,均匀分散,防止在混合料里集中结团。
(5)要注意目测检查混合料的拌和均匀性,改性沥青对结合料的覆裹情况,及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析等现象。若确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。
(6)要严格控制混合料的油石比及矿料的级配,避免因油石比控制不当而产生路面泛油或松散现象。施工单位应每4小时取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验,检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理、力学性质。加强沥青混合料的油石比控制,代表处中心试验室应加大抽检频率,油石比应保证最大不超过6.3%(一般可按6%控制)。
油石比与设计值的允许误差-0.1%至+0.1%。
因0.075mm、4.75mm集
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