改性瀝青瑪蹄脂混合料路面材料選擇質(zhì)量控制

宋建國

(朝陽縣公路管理段,遼寧 朝陽 122000)

1 前 言

隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,公路建設(shè)進入了前所未有的大發(fā)展時代,新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新的研究領(lǐng)域不斷出現(xiàn),對道路建筑材料提出了更新更高的要求。根據(jù)瀝青瑪蹄脂混合料路面的使用要求和結(jié)構(gòu)特點,可以看出瀝青性能是決定路面質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵,為適應(yīng)這一要求,改性瀝青瑪蹄脂混合料(S MA)作為一種堅韌、穩(wěn)定、抗車轍的特種瀝青混合料,自 20世紀 90年代被引入我國,特別是近幾年來,在國內(nèi)的許多省市的大面積使用,效果非常好。該結(jié)構(gòu)具有抗滑耐磨、密實耐久、抗疲勞、抗車轍,減少低溫開裂、使用壽命長等優(yōu)點,特別是抗高溫車轍和低溫裂縫以及抗疲勞的性能尤為突出。

S MA路面在使用上雖具有很大優(yōu)勢,但在其施工工藝和質(zhì)量控制方面也提出了比普通瀝青混凝土路面更高的要求和標(biāo)準(zhǔn),要想鋪筑一條高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的改性瀝青S MA路面,必須在每個環(huán)節(jié)上都對其進行嚴格的質(zhì)量控制。

2 材料的質(zhì)量控制

原材料的質(zhì)量是決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素,這就要求對原材料的進場嚴格把關(guān),對于所用材料必須按規(guī)范要求取樣化驗,嚴禁不合格材料進場。

2.1 粗集料質(zhì)量控制

瀝青碎石瑪蹄脂混合料(S MA)是一種典型的骨架密實型結(jié)構(gòu)。在礦料級配組成中缺少 1個或幾個檔次而形成的級配間斷的瀝青混合料。間斷型密級配礦料與瀝青組成的瀝青混合料時,由于礦料顆粒集中在級配范圍的兩端,缺少中間顆粒,所以一端的粗顆粒相互支撐嵌擠形成骨架,另一端較細的顆粒填充于骨架留下的空隙中間,使整個礦料結(jié)構(gòu)呈密實狀態(tài),形成密實——骨架結(jié)構(gòu)。改性瀝青S MA路面預(yù)期的性能在很大程度上取決于粗集料的嵌擠作用,因此,粗集必須具有良好的韌性、強度、堅固性和耐磨性。

1)瀝青層用粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等,但高速公路和一級公路不得使用篩選礫石和礦渣。粗集料由具有生產(chǎn)許可證的采石場或施工單位自行加工。

2)粗集料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙、無層化、不含雜質(zhì),質(zhì)量應(yīng)符合“瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求表”中的要求,見表 1。對于軋制粗集料用的巖石應(yīng)盡量采用堿性巖石,避免采用酸性巖石。軋制的碎石形狀應(yīng)近似正方體,表面粗糙,并有尖銳棱角者為佳。

表1 瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求表

3)瀝青混合料規(guī)格應(yīng)符合“瀝青混合料粗集料規(guī)格”中的規(guī)定,見表 2。

4)粗集料與瀝青的黏附性應(yīng)符合“粗集料與瀝青的黏附性、磨光性的技術(shù)要求”中的規(guī)定。當(dāng)使用不符合要求的粗集料時,宜摻加消石灰、水泥或用飽和石灰水處理后使用,必要時可同時在瀝青中摻加耐熱、耐水、長期性能好的抗剝落劑等措施,使瀝青混合料的水穩(wěn)定性檢驗達到要求。

5)破碎礫石應(yīng)采用粒徑＞50mm,含泥量≤1%的礫石軋制,破碎礫石的破碎面應(yīng)符合“粗集料對破碎面的要求”。

6)經(jīng)過破碎且存放期超過 6個月以上的鋼渣可作為粗集料用,但各項質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合“瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求”,鋼渣在使用前應(yīng)進行活性檢驗,要求鋼渣中的游離氧化鈣含量 ＜3%,浸水膨脹率≤2%。

2.2 細集料的質(zhì)量控制

細集料在改性瀝青S MA混合料中用來填充粗集料之間的間隙,并參與顆粒間的嵌擠作用。因此對細集料同樣要求具有良好的棱角性和堅固性。

1)瀝青混合料所用的細集料可采用機制砂或石屑,不宜采用天然砂。砂質(zhì)應(yīng)堅硬、潔凈、干燥、無氧化、不含雜質(zhì),含泥量 ＜5%,并且有適當(dāng)級配。其質(zhì)量應(yīng)符合“瀝青混合料用細集料質(zhì)量要求”中的規(guī)定。

表2 瀝青混合料用細集料質(zhì)量要求

2)細集料的潔凈程度,石屑和機制砂以砂當(dāng)量(適用于 0～4.75 m m)或亞西甲藍值(適用于 0～2.36 m m或 0～0.15 m m)表示。

3)石屑及機制砂適宜采用專用的制砂機制造,并選用優(yōu)質(zhì)石料生產(chǎn),其級配應(yīng)符合要求。其規(guī)格應(yīng)符合“瀝青混合料機制砂或石屑規(guī)格”中的規(guī)定。

2.3 礦粉的質(zhì)量控制

礦料宜采用石灰石、白云石、大理石等堿性石料磨制的粉料,礦粉質(zhì)量應(yīng)干燥,潔凈,疏松,不含泥土雜質(zhì)和團塊,含水量≤1%。礦粉應(yīng)具有較高的力學(xué)強度和穩(wěn)定性。具有較小的膨脹率。其質(zhì)量應(yīng)該符合“瀝青混合料用礦為質(zhì)量要求”中的規(guī)定。

表3 瀝青混合料礦粉質(zhì)量要求

2.4 纖維穩(wěn)定劑的質(zhì)量控制

纖維穩(wěn)定劑可以減少瀝青的滴漏,具有吸附分散作用,并有助于抵抗高溫車轍和低溫裂縫,提高路面的使用壽命。

1)在瀝青混合料中摻加的纖維穩(wěn)定劑宜選用木質(zhì)纖維礦物纖維等。木質(zhì)素纖維的質(zhì)量應(yīng)符合“木質(zhì)素纖維的質(zhì)量技術(shù)要求”中的規(guī)定。

表4 木質(zhì)纖維質(zhì)量技術(shù)要求

2)纖維應(yīng)該在 250℃干拌溫度不變質(zhì),不發(fā)脆,纖維必須在混合料拌合過程中能充分分散均勻。

3)纖維應(yīng)存放在室內(nèi)或有棚蓋的地方,松散纖維在運輸及使用過程中應(yīng)避免受潮、結(jié)團。

4)纖維穩(wěn)定劑的摻和比例以瀝青混合料的總量百分率計算,通常情況下用于 S MA路面的木質(zhì)素纖維不宜低于0.3%,礦物纖維不宜低于 0.4%,必要時可適當(dāng)增加纖維的用量。纖維摻加量的允許誤差應(yīng)不超過 5%。

2.5 改性瀝青的質(zhì)量控制

S MA可單獨或復(fù)合采用高分子聚合物,天然瀝青及其他改性材料,對瀝青的流變性、感溫性、黏附性及耐老化性等有很好的改善效果。

1)各類聚合物改性瀝青的質(zhì)量應(yīng)符合“聚合物改性瀝青的技術(shù)要求”中的規(guī)定。

2)制造改性瀝青的基質(zhì)瀝青應(yīng)與改性劑有良好的配伍性,其質(zhì)量應(yīng)符合“道路石油瀝青技術(shù)要求”中A級或B級道路石油瀝青的技術(shù)要求。采用的瀝青標(biāo)量,宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點,施工方法等,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗,經(jīng)技術(shù)論證后確定。

3)用作改性劑的 S B R膠乳中的固體物含量應(yīng) ＜45%,使用中嚴禁長時間暴曬或遭冰凍。

4)改性瀝青的劑量以改性劑占改性瀝青總量的百分數(shù)計算,膠乳性瀝青的劑量應(yīng)以扣除水以后的固體物含量計算。

5)改性瀝青宜在固定工廠或現(xiàn)場設(shè)廠集中制作,也可在拌合廠現(xiàn)場邊制造邊使用,改性瀝青的加工溫度不宜超過180℃。

6)用溶劑法生產(chǎn)改性瀝青母體時,揮發(fā)性溶劑回收后的殘留量不得超過5%。

7)現(xiàn)場制造的改性瀝青宜隨配隨用,需做短時間保存,或運送到附近的工地時,使用前必須攪拌均勻,在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。改性瀝青制作設(shè)備必須設(shè)有隨機采集樣品的取樣口,采集的式樣宜立即在現(xiàn)場灌溉。

[1] 方福森.路面工程[M].北京:人民交通出版社,1989.

[2] 交通部公路科學(xué)研究所.J T J 032-94公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,1994.

[3] 呂偉民.瀝青混合料設(shè)計原理和方法[M].上海:同濟大學(xué)出版社,2000.