周錫剛陳 杰(宜賓建功路橋建設(shè)有限公司 644000 宜賓市交通建設(shè)項目管理處 644000)
淺析S312興石路SMA路面施工中泛油原因及防治措施
周錫剛1陳 杰2
(1宜賓建功路橋建設(shè)有限公司 644000 2宜賓市交通建設(shè)項目管理處 644000)
淺析公路施工中SMA路面的泛油原因,同時從施工方面對其進(jìn)行了分析,提出相應(yīng)的防治措施。
SMA;路面;泛油原因;防治措施
九十年代末, SMA路面在四川通過成雅高速的試驗成功,就陸續(xù)在成南高速和“五縱七橫”國道干線上得到了推廣,且取得了滿意的效果。隨后全省各地市、州也在國省干線、城市道路上大量的推廣。SMA是由瀝青瑪蹄脂混合料不但有優(yōu)良的抗車轍和抗滑性能而,且在平整度,降低噪聲、表面耐久性和能見度等方面都有較好表現(xiàn)。本文淺析SMA瀝青路面施工中泛油原因及防治措施。
2015年6月,公司承建的省道S312興文至石海段路面改建工程,路線起點為古高路與石海東、西路相交路口,止于四川興文石海世界地質(zhì)公園景區(qū)門口,全長24.345公里。技術(shù)等級為公路二級,雙向兩車道,設(shè)計速度40km/h,路面寬度為8.5m~12m。主要進(jìn)行路面加鋪及交安工程改造。路面結(jié)構(gòu)層為舊瀝青路面整治后加鋪5cm AC-20C普通瀝青混凝土下面層+4cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13上面層。
在7月10日進(jìn)行改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13上面層試驗段鋪筑,試驗路段選擇在K5+000-500段右幅,此段路面寬度8.5m,最大縱坡5%,平曲線最小半徑45m,避開了場鎮(zhèn)特殊地段,在整個路線中具有代表性。瀝青拌合站設(shè)備為LB3000型瀝青拌合樓,瀝青采用中海油的SBS改性瀝青,玄武巖采用珙縣洛表鎮(zhèn)先鋒村石廠,礦粉采用硬質(zhì)石灰?guī)r加工的機(jī)制砂,纖維穩(wěn)定劑采用山東金力王木質(zhì)纖維素(參量0.35%),抗剝落劑采用西安生產(chǎn)的PA-I型。機(jī)械組合:1臺福格勒SUPER 1800-2 L履帶式攤鋪機(jī),2臺雙鋼輪雙震壓路機(jī),1臺瀝青灑布車,10臺自卸式運(yùn)輸車,平均運(yùn)距18KM。
1、SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面出現(xiàn)泛油問題
在試驗路段鋪筑碾壓過程中發(fā)現(xiàn)問題,沿攤鋪機(jī)后中間位置出現(xiàn)部分泛油,成帶狀,間隔4-5m均勻出現(xiàn),長度約2.5m,寬度約80cm-140cm。項目部立即組織技術(shù)人員召開專題會議,針對泛油原因進(jìn)行分析。
2、原因分析
通過現(xiàn)場調(diào)查和分析,針對以上泛油現(xiàn)象,對SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面出現(xiàn)泛油問題可能存在的原因分析如下:
2.1 原材料的影響。SMA被稱為“三多一少”,即高含量粗集料、高含量礦粉、較大瀝青用量、 低含量中間粒徑顆粒?!叭唷钡氖褂貌划?dāng)都有可能造成路面泛油的發(fā)生。
(1)集料中針片狀含量過多。SMA的高性能來自于含量甚多的粗集料之間的嵌擠作用,特別是其高溫穩(wěn)定性。而地方石料生產(chǎn)落后,在一定程度上已經(jīng)成為路面發(fā)展的軟肋。對于SMA路面,粗集料的外觀形狀應(yīng)是或接近立方體,同時要求石料質(zhì)地堅硬致密,針片狀含量少,表面粗糙潔凈,因此石灰?guī)r就不適宜做SMA路面的骨料。如果針片狀含量過多,高溫時在車輛荷載的作用下,針片狀碎石滑動,自由瀝青被擠出,就會導(dǎo)致瀝青路面泛油。
(2)礦粉質(zhì)量問題。礦粉在SMA中至關(guān)重要,瀝青只有吸附在礦粉的表面形成薄膜,才能對其他粗細(xì)集料產(chǎn)生粘附作用,所以瀝青礦粉混合料才是真正的瀝青結(jié)合料。而SMA特點之一是瀝青用量多,但是瀝青混合料內(nèi)部的自由瀝青不能多,都應(yīng)該成為結(jié)構(gòu)瀝青,才能真正發(fā)揮瀝青的作用。因此,必須采用石灰石等堿性巖石磨細(xì)的礦粉,礦粉必須保持干燥,能從填料倉自由流出;不得使用回收粉塵。
(3)纖維穩(wěn)定劑摻量不足。采用木質(zhì)素纖維,要求其吸附瀝青的能力強(qiáng),施工分散性好,單位質(zhì)量的纖維根數(shù)多,木質(zhì)素纖維應(yīng)選用原木漿生產(chǎn)的纖維。摻量按瀝青混合料總量的質(zhì)量百分率計,絮狀木質(zhì)素纖維的摻量不得少于0.3%(顆粒狀木質(zhì)素纖維的摻量不得少于0.4%)。
(4)瀝青混合料配合比設(shè)計存在一定的問題:1)初選級配應(yīng)滿足 VCA mix(粗集料間隙率)、VMA (礦料間隙率)的要求;2)在初選級配的基礎(chǔ)上,確定滿足目標(biāo)空隙率要求的最佳瀝青用量;3)采用車轍試驗、肯塔堡飛散試驗、謝倫堡析漏、凍融劈裂試驗(試件的成型孔隙控制在 6%+1%)和浸水馬歇爾試驗、低溫彎曲試驗對混合料配合比進(jìn)行驗證。如驗證不合格,應(yīng)調(diào)整結(jié)合料用量或調(diào)整級配組成。
2.2 施工工藝及設(shè)備的不當(dāng)使用
(1) 運(yùn)輸及攤鋪過程中造成的離析?;旌狭系碾x析使某些小面積上較細(xì)混合料增多,而較細(xì)混合料的瀝青含量較高,從而導(dǎo)致泛油。
(2) 過度碾壓。由于SMA混合料結(jié)構(gòu)特點,導(dǎo)致SMA特別容易出現(xiàn)過渡碾壓的毛病,除了可能壓碎碎石外,還會使瑪蹄脂上浮,構(gòu)造深度減小,路面泛油。
(3)施工機(jī)械管理不善。拌合設(shè)備由于料倉倉門維修不及時,拌合過程中造成瀝青未與礦粉吸附,直接漏入運(yùn)輸車輛中,運(yùn)至施工現(xiàn)場后存在礦粉還一層一層的堆在里面。因此出現(xiàn)在攤鋪過程中,局部出現(xiàn)壓實開裂和泛油現(xiàn)象。
(1)嚴(yán)格控制原材料。用于瀝青面層的碎石材料購買采用大型成套專用設(shè)備進(jìn)行加工,加工過程中使用除塵設(shè)備,確保集料潔凈;集料按規(guī)格篩分分級,集料按規(guī)格篩分分級,材料應(yīng)分四級(分級界限為上面層:0~2.36mm、2.36~4.75mm、4.75~9.5mm、9.5~16mm堆放,并有有效的隔離措施)。所有進(jìn)場材料應(yīng)進(jìn)行均勻性及質(zhì)量抽檢,不符合技術(shù)指標(biāo)要求的材料不得進(jìn)場。
(2)嚴(yán)格控制配合比。1)瀝青混合料的配合比設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按照目標(biāo)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比驗證階段的步驟和要求來進(jìn)行,最后確定出生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比,作為瀝青混合料的生產(chǎn)控制和質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn);設(shè)計合成級配必須順滑,且在 0.3~0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”,當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時,更換材料重新進(jìn)行設(shè)計;2)冷料堆與熱料倉的比例:在進(jìn)行混合料生產(chǎn)時,料堆集料按設(shè)計比例送料是熱倉集料數(shù)量、規(guī)格和混合料質(zhì)量的重要保證。因此規(guī)定在施工過程中,對料堆集料與熱倉集料的級配與比重進(jìn)行定期試驗,以掌握集料級配及比重的波動情況,如單級料用量偏離生產(chǎn)配合比 10%,則需要適當(dāng)調(diào)整料堆集料的上料比例。3)熱料倉的控制:為了保持級配穩(wěn)定,要定期對振動篩進(jìn)行檢查。一般情況下熱料倉混倉率小于 10%,若篩網(wǎng)被堵塞或破損,混倉率就會發(fā)生變化,產(chǎn)生波動,直接影響混合料集料級配組成,特別是細(xì)集料的變化影響最大。如果熱倉單級料用量偏差超過生產(chǎn)配合比的5%,則必須停止生產(chǎn)。
(3)嚴(yán)格控制拌合加料順序。拌合SMA混合料時采用專用的纖維穩(wěn)定劑投料裝置,纖維必須在混合料中充分分散,拌合均勻。要求計量準(zhǔn)確,對于松散的絮狀纖維應(yīng)能自動打散上料,在礦料投入后干拌及噴入瀝青的同時一次性噴入拌合機(jī)內(nèi),濕拌時間宜延長 5秒以上;對于顆粒狀纖維則與礦料同時加入并干拌,然后再投入礦粉,總的干拌時間比普通的瀝青混合料增加5~10秒,同時濕拌時間宜延長5秒以上。
(4)嚴(yán)格控制攤鋪過程。1)攤鋪機(jī)的螺旋布料器應(yīng)相應(yīng)于攤鋪速度調(diào)整到保持一個穩(wěn)定的速度均衡地轉(zhuǎn)動,兩側(cè)應(yīng)保持有不少于送料器2/3高度的混合料,以減少在攤鋪過程中混合料的離析;2)SBS改性瀝青馬蹄脂碎石SMA-13攤鋪時推薦采用具有非接觸式平衡梁進(jìn)行自動找平裝置有預(yù)壓實裝置的攤鋪機(jī)。一臺攤鋪機(jī)的攤鋪寬度不宜過寬(一般不大于6m),以提高平整度,減少混合料離析。
(5)確保拌合設(shè)備的良好。加強(qiáng)拌合設(shè)備的維修保養(yǎng),做好定期校驗,確保拌合設(shè)備加料的精準(zhǔn)性,預(yù)防拌缸漏油、漏料現(xiàn)象發(fā)生。
通過本次施工中發(fā)現(xiàn)的問題來看,防止瀝青路面發(fā)生泛油病害是一個系統(tǒng)的控制過程。從選擇原材料→配合比→拌合→鋪筑→碾壓、養(yǎng)護(hù)來看,任何一個環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)都會有引起路面泛油的可能。在后來鋪筑SMA瀝青面層中,針對性的采取了以上控制措施,加強(qiáng)了施工過程中的管理,取得了顯著的成果,從而獲得了相關(guān)部門的好評。經(jīng)回訪到目前為止,整個路面效果良好。
[1]胡昕.SMA路面泛油原因分析及預(yù)防措施[J].養(yǎng)護(hù)機(jī)械與施工技術(shù),2006,(5):30-31.
[2]沈金安,李福普.SMA路面設(shè)計與鋪筑[M].北京:人民交通出版社,2003.
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1007-6344(2016)06-0055-01