论文部分内容阅读
沥青玛蹄脂碎石混合料（StoneMatrixAsphalt，简称SMA）是一种由较大沥青用量、纤维稳定剂、高含量矿粉、高含量粗集料及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。SMA路面结构不仅在高温、重载时有很好的高温抗车辙能力，而且由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也很大程度上得到改善，同时在添加了纤维稳定剂后，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好。
SMA的施工现场控制
1.SMA的运输和摊铺
SMA的沥青玛蹄脂粘性较大，运料车的车厢底部要涂刷较多的油水混合物。为了防止表面混合料结成硬壳，运料车运输过程中必须加盖篷布，运料车数量也要适当增加。
由于混合料粘度大，摊铺阻力也大，混合料的摊捕温度要求高（不低于160℃），SMA面层较薄，温度下降快，摊铺的施工气温宜在150℃以上。摊铺时严格按照施工技术规范要求，做到一缓二慢三均匀中间连续不间断。在摊铺过程中，不能随意变换速度、中途停顿。由于SMA生产时拌合机生产效率降低等原因，摊铺机供料不足的问题比较突出，很难保证摊铺机不间断均匀地摊铺，所以摊铺机的摊铺速度要慢一些，速度控制在1.5～2.5m/min，这就要求机手的操作技术必须过硬。
摊铺时应采用平衡粱控制，摊铺机夯锤采用高频低幅，并且在摊铺前加热熨平板，以提高初始平整度、降低松铺系数。摊铺机送料器应不停地转动，料斗内保持有不少于2/3高度的混合料，使摊铺机在全宽面上不发生离析。
2.SMA的碾压成型
SMA与普通沥青混合料碾压时的最大区别是不宜使用轮胎压路机，其原因一是当轮胎温度低时，因改性沥青粘度非常大，容易粘轮；二是当油石比偏高时，轮胎搓揉会使玛蹄脂上浮，容易造成泛油，过度搓揉将使混合料无法稳定。在保证粗集料不被压碎的情况下，选用重型钢轮压路机在较高的温度下紧跟在摊铺机后碾压，压实效果最佳，同时碾压遍数不要太多。对SMA来说，过碾是一大忌，所以应用控制碾压遍数的方法来控制压实度。
碾压过程中应注意几点：
1）严格控制碾压速度。初压和复压要低速进行碾压，碾压过程要均匀地进行，速度要慢，不能急刹车、中途停留、转向或制动，压路机必须沿原路返回，掉头时不能在碾压段向左右游动，更不能停在某一点上打方向，以免路料产生推移。
2）在构造物的接头、匝道口、中分带口等压路机难以到达的部位，要借助小型压路机或人工予以处理，严格按照规范及设计要求精心施工，以免因小失大对整体工程质量造成不必要的影响。
3）要随时掌握碾压温度，温度过高，混合料易推移及产生油斑；温度过低，则难以压实，密实度不易保证。最佳压实温度为150℃左右，终压温度不低于120℃。
4）合理选择压路机的振幅及频率。
5）所有机械不要在未冷却的路面上停留。原则上压路机自工作后，除加水外，不得停机休息，加水时应有备用机械接替，以免局部碾压不足。
6）在碾压过程中，随时注意监测压实质量，及时用直尺检测一些关键部位的平整度，发现问题及时解决。
碾压时应预防以下几点：
1）防止过度碾压。在以往的施工中发现混合料碾压到一定程度后，如果继续碾压会出现玛蹄脂挤压涌到表面、集料下沉，降低结构层构造深度，因此当发上述迹象时，应停止碾压。
2）防止粘轮。每天施工前对压路机的洒水装置进行严格检查，选用洁净的自来水，避免管道堵塞，否则，因改性沥青的粘度大，会大面积粘起混合料，严重影响平整度。
3）防止漏油。在施工前对所选用的压路机进行严格检查，确保压路机完好不漏油，从而造成污染路面现象。
4）碾压达到规定的遍数以后，紧跟着进行平整度检测，发现局部平整度较差的点，立即进行适当的碾压处理。
3.SMA的质量控制
SMA混合料的质量控制与普通沥青混合料的質量控制并没有多大的区别。主要有以下几个方面：
1）集料的质量控制；
2）填料的质量控制；
3）沥青的质量控制：对SMA所用矿质材料，必须在进场前进行严格地检查试验，对粗集科、细集料、填料取样筛分，符合质量标准的方可进场。
4）混合料的质量控制：主要是检查各个环节的温度，改性沥青加热温度、集料烘干加热温度、混合料拌和温度及出仓温度；在施工中配专人负责，随时检验混合料的级配，逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及沥青用量，及时计算出混合料级配与标准设计配合比进行对照；推荐关于微信公众号“路桥网”。
5）摊铺的质量控制，主要是检查摊铺前的现场准备情况，摊铺中的温度和厚度；
6）压实成型的质量控制：
①平整度：施工人员用直尺检测平整度指导压路机碾压。
②压实度：要求马氏压实度不小于98%，相当于最大理论密度的95%或现场钻孔试件的空隙率不大于5%来控制；
③碾压温度：在保证拌和温度的前提下，在运输过程要覆盖保温尽量减少温度损失，混合料摊铺后立即刻进行碾压，尤其是复压温度越高越好；
④表面构造深度和透水性，构造深度可用铺砂法，透水性在施工现场简便方法采用直接往路上倒一些水，观察表面渗水情况，良好的SMA结构在碾压成型后应该是基本不透水；
SMA的病害成因及解决办法
1.过压
在高温状态下碾压，沥青结合料的粘度毕竟很低，集料的嵌挤也只是棱角部分接触。不是反复碾压，集料之间就能达到最终的稳定状态，碾压变数再多，粗集料之间的空间相对位置总是存在着一定的位移来弥补彼此之间的空隙，因而反复碾压的结果就是集料不断往下沉、玛蹄脂上浮、构造深度减小，大大削弱了SMA的真正的功效。因此，过压是SMA的大忌。防止过压，就要严格按照试验路段确定的压实机具、压实工艺、压实程序碾压，并注意碾压的时机和温度，以保证路面的粗糙度。
2.油斑
在SMA路面摊铺、辗压成型过程中，路面可能会出现油斑。
产生油斑的原因有以下几点：
1）运输距离较远，SMA混合料中骨料与沥青产生离析；
2）SMA混合料温度过高，改性沥青发生老化；
3）纤维掺加剂拌和不均匀；
4）拌和时间太短，SMA混合料拌和不够充分；
5）用油量过高；
6）压路机碾压遍数过多，使路面超压；
7）拌和料（特别是纤维掺加剂）及路表含有一定的水份；
8）摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。
摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。
结束语：从以上我们不难看出SMA对材料和工艺的要求比传统AC型沥青混凝土要高，建设费用比AC型相应的高一些，但SMA不仅可以提高沥青路面的抗滑性能，还可以提高抵抗因水而引起的病害的能力，很好地解决沥青路面的低温抗裂性、高温抗车辙性能，延长路面使用寿命，使路面全寿命成本降低，有可持续的环境效益。所以从可持续发展角度来看，SMA将在我国高等级公路路面上得到大力推广使用。
SMA的施工现场控制
1.SMA的运输和摊铺
SMA的沥青玛蹄脂粘性较大，运料车的车厢底部要涂刷较多的油水混合物。为了防止表面混合料结成硬壳，运料车运输过程中必须加盖篷布，运料车数量也要适当增加。
由于混合料粘度大，摊铺阻力也大，混合料的摊捕温度要求高（不低于160℃），SMA面层较薄，温度下降快，摊铺的施工气温宜在150℃以上。摊铺时严格按照施工技术规范要求，做到一缓二慢三均匀中间连续不间断。在摊铺过程中，不能随意变换速度、中途停顿。由于SMA生产时拌合机生产效率降低等原因，摊铺机供料不足的问题比较突出，很难保证摊铺机不间断均匀地摊铺，所以摊铺机的摊铺速度要慢一些，速度控制在1.5～2.5m/min，这就要求机手的操作技术必须过硬。
摊铺时应采用平衡粱控制，摊铺机夯锤采用高频低幅，并且在摊铺前加热熨平板，以提高初始平整度、降低松铺系数。摊铺机送料器应不停地转动，料斗内保持有不少于2/3高度的混合料，使摊铺机在全宽面上不发生离析。
2.SMA的碾压成型
SMA与普通沥青混合料碾压时的最大区别是不宜使用轮胎压路机，其原因一是当轮胎温度低时，因改性沥青粘度非常大，容易粘轮；二是当油石比偏高时，轮胎搓揉会使玛蹄脂上浮，容易造成泛油，过度搓揉将使混合料无法稳定。在保证粗集料不被压碎的情况下，选用重型钢轮压路机在较高的温度下紧跟在摊铺机后碾压，压实效果最佳，同时碾压遍数不要太多。对SMA来说，过碾是一大忌，所以应用控制碾压遍数的方法来控制压实度。
碾压过程中应注意几点：
1）严格控制碾压速度。初压和复压要低速进行碾压，碾压过程要均匀地进行，速度要慢，不能急刹车、中途停留、转向或制动，压路机必须沿原路返回，掉头时不能在碾压段向左右游动，更不能停在某一点上打方向，以免路料产生推移。
2）在构造物的接头、匝道口、中分带口等压路机难以到达的部位，要借助小型压路机或人工予以处理，严格按照规范及设计要求精心施工，以免因小失大对整体工程质量造成不必要的影响。
3）要随时掌握碾压温度，温度过高，混合料易推移及产生油斑；温度过低，则难以压实，密实度不易保证。最佳压实温度为150℃左右，终压温度不低于120℃。
4）合理选择压路机的振幅及频率。
5）所有机械不要在未冷却的路面上停留。原则上压路机自工作后，除加水外，不得停机休息，加水时应有备用机械接替，以免局部碾压不足。
6）在碾压过程中，随时注意监测压实质量，及时用直尺检测一些关键部位的平整度，发现问题及时解决。
碾压时应预防以下几点：
1）防止过度碾压。在以往的施工中发现混合料碾压到一定程度后，如果继续碾压会出现玛蹄脂挤压涌到表面、集料下沉，降低结构层构造深度，因此当发上述迹象时，应停止碾压。
2）防止粘轮。每天施工前对压路机的洒水装置进行严格检查，选用洁净的自来水，避免管道堵塞，否则，因改性沥青的粘度大，会大面积粘起混合料，严重影响平整度。
3）防止漏油。在施工前对所选用的压路机进行严格检查，确保压路机完好不漏油，从而造成污染路面现象。
4）碾压达到规定的遍数以后，紧跟着进行平整度检测，发现局部平整度较差的点，立即进行适当的碾压处理。
3.SMA的质量控制
SMA混合料的质量控制与普通沥青混合料的質量控制并没有多大的区别。主要有以下几个方面：
1）集料的质量控制；
2）填料的质量控制；
3）沥青的质量控制：对SMA所用矿质材料，必须在进场前进行严格地检查试验，对粗集科、细集料、填料取样筛分，符合质量标准的方可进场。
4）混合料的质量控制：主要是检查各个环节的温度，改性沥青加热温度、集料烘干加热温度、混合料拌和温度及出仓温度；在施工中配专人负责，随时检验混合料的级配，逐盘打印各个热料仓的材料质量、矿粉质量及沥青用量，及时计算出混合料级配与标准设计配合比进行对照；推荐关于微信公众号“路桥网”。
5）摊铺的质量控制，主要是检查摊铺前的现场准备情况，摊铺中的温度和厚度；
6）压实成型的质量控制：
①平整度：施工人员用直尺检测平整度指导压路机碾压。
②压实度：要求马氏压实度不小于98%，相当于最大理论密度的95%或现场钻孔试件的空隙率不大于5%来控制；
③碾压温度：在保证拌和温度的前提下，在运输过程要覆盖保温尽量减少温度损失，混合料摊铺后立即刻进行碾压，尤其是复压温度越高越好；
④表面构造深度和透水性，构造深度可用铺砂法，透水性在施工现场简便方法采用直接往路上倒一些水，观察表面渗水情况，良好的SMA结构在碾压成型后应该是基本不透水；
SMA的病害成因及解决办法
1.过压
在高温状态下碾压，沥青结合料的粘度毕竟很低，集料的嵌挤也只是棱角部分接触。不是反复碾压，集料之间就能达到最终的稳定状态，碾压变数再多，粗集料之间的空间相对位置总是存在着一定的位移来弥补彼此之间的空隙，因而反复碾压的结果就是集料不断往下沉、玛蹄脂上浮、构造深度减小，大大削弱了SMA的真正的功效。因此，过压是SMA的大忌。防止过压，就要严格按照试验路段确定的压实机具、压实工艺、压实程序碾压，并注意碾压的时机和温度，以保证路面的粗糙度。
2.油斑
在SMA路面摊铺、辗压成型过程中，路面可能会出现油斑。
产生油斑的原因有以下几点：
1）运输距离较远，SMA混合料中骨料与沥青产生离析；
2）SMA混合料温度过高，改性沥青发生老化；
3）纤维掺加剂拌和不均匀；
4）拌和时间太短，SMA混合料拌和不够充分；
5）用油量过高；
6）压路机碾压遍数过多，使路面超压；
7）拌和料（特别是纤维掺加剂）及路表含有一定的水份；
8）摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。
摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。
结束语：从以上我们不难看出SMA对材料和工艺的要求比传统AC型沥青混凝土要高，建设费用比AC型相应的高一些，但SMA不仅可以提高沥青路面的抗滑性能，还可以提高抵抗因水而引起的病害的能力，很好地解决沥青路面的低温抗裂性、高温抗车辙性能，延长路面使用寿命，使路面全寿命成本降低，有可持续的环境效益。所以从可持续发展角度来看，SMA将在我国高等级公路路面上得到大力推广使用。