Billgates_金武线I标水稳碎石试铺总结_SMA沥青混凝土技术在城市桥梁中的应用3058424

SMA沥青混凝土技术在城市桥梁中的应用摘要：本文以昆明长水机场进港A3标段引桥面层SMA沥青混凝土施工为例，阐述了桥面SMA沥青混凝土施工过程中材料选择、配比设计、拌和、运输、摊铺、碾压等施工控制的一些经验，以期为今后的施工实践提供借鉴。关键词：SMA沥青混凝土城市桥梁面层应用1.前言SMA沥青混凝土作为城市桥梁的主要路面形式，与普通沥青混凝土路面相比，具有较高的抗车辙性能和水稳定性，抗滑性能强，噪声较其他路面结构低，行车舒适安全，解决了其它沥青混凝土面层温度稳定性较差，在高温季节强度下降，易出现车辙、推移、波浪等破坏，在低温季节路面易产生开裂等质量问题。昆明长水机场航站楼楼前A3标段引桥工程，其面层采用改性沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA－13）铺筑，桥梁全宽10.50m～27.21m，面层厚4cm，铺筑面积178203m²。施工完毕的路面平整、坚实，接缝紧密，没有出现任何车辙、泛油等问题，其抗滑性能、高温稳定性、耐久性等优越性得到了充分体现，满足了设计及规范要求。2.SMA沥青混凝土的组成和特点SMA沥青玛蹄脂碎石混合料是由沥青、纤维稳定剂、细集料以及填料(矿粉)组成的，其粗集料骨架占到70%以上，混和料中粗集料相互之间的接触面很多，细集料很少，沥青玛蹄脂部分仅仅填充了粗集料之间的孔隙，交通荷载主要由粗集料骨架承受。由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也会减小，因而有较强的高温抗车辙能力，SMA内部被沥青玛蹄脂充分填充，且沥青膜较厚，混合料的空隙率很小，1沥青与空气的接触少，因而沥青混合料的耐老化性能好，SMA基本上不透水，对下面层的沥青和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。3.施工控制要点3.1材料准备所有材料质量必须满足设计及规范要求1、沥青沥青主要技术指标应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004的要求。本项目沥青采用壳牌(70B)0.4%SBS，经抽样试验，符合设计及规范要求。试验结果如下：表1沥青质量试验表项目针入度延度(㎝)软化点(℃)密度(g/㎝3)SBS(I-C)745676.01.032规范要求60-8040552、粗集料粗集料应洁净、干燥、石质坚硬、表面粗糙，以保证集料形成嵌挤结构。昆明长水机场航站楼楼前高架桥工程，采用的粗集料为玄武岩，其质量符合SMA表面层用粗集料的质量技术要求。试验结果如下：表2集料试验表项目材料1#料2#料3#料4#料矿粉表观观密度(g/㎝3)2.7662.7712.772含泥量(%)0.8砂当量74针片状含量9.32表33#集料筛分试验表3#料：筛孔尺寸(㎜)31.526.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(%)100.0100.0100.0100.0100.044.09.60.70.00.00.00.00.03、细集料细集料洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合下表的规定。表44#集料筛分试验表4#料：筛孔尺寸(㎜)31.526.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(%)100.096.768.753.230.611.56.61.34、填料沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合下表的技术要求。表5矿粉筛分试验表筛孔尺寸(㎜)31.526.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(%)100.098.291.670.65、纤维稳定剂在沥青混合料中掺加的纤维稳定剂选用木质素纤维，木质素纤维的质量应符合下表的技术要求。表6木质素纤维质量技术要求项目单位指标试验方法纤维长度mm≤6水溶液用显微镜观测3灰分含量％185高温590℃～600℃燃烧后测定残留物PH值-7.51.0水溶液用PH试纸或PH计测定吸油率-≥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)％≤5105℃烘箱烘2h后冷却称量3.2SMA混合料配合比设计SMA混合料采用马歇尔试验进行配合比设计。1、在试验中，混合料掺配为3#料:4#料:矿粉:纤维=75%:13%:12%:0.3%，以5.5%油石比为初始值，按0.3%的油石比递增制件，即按5.5%、5.8%、6.1%、6.6%、7.1%的油石比制件，检测各项技术指标。经试验，各项技术指标均符合设计及规范要求，试验结果如下：表7SMA-13马歇尔试验结果SMA-13马歇尔试验结果油石比(%)稳定度＞6.0(KN)饱和度75-85(%)空隙率3-5(%)密度(g/㎝3)流值20-50(0.1㎜)5.55.1374.84.402.43312.65.86.0777.64.002.43421.56.17.3480.93.402.43733.56.66.7583.92.902.44045.77.15.8486.82.402.44257.52、经试验确定最佳油石比为6.1%，以该用油量制件，做48h残留稳定度的浸水马歇尔试验。经试验，浸水48h的稳定度为5.73KN，残留稳定度为82.1%＞80%，满足设计及施工规范要求。综合上述试验结果，沥青混凝土上面层混合料掺配比例为3#料:4#料:矿粉:纤维=75%:13%:12%:0.3%，最佳油石比为6.1%，用于指导沥青面层上面层施工质量控制。经监理单位审批后工厂加工拌和运输到现场铺筑。3.3测量放线在基层上恢复桥梁中线，直线段每20m设一中桩，平曲线段每10m设一4中桩，并测设边桩，标示出面层设计高程。3.4沥青混合料的拌和1、粗、中、细集料分类堆放和供料。每个料源的材料都进行抽样试验。2、拌和时，每种规格的集料、矿粉和沥青都必须按批准的生产配合比准确计量，其计量误差控制在规定的范围内。3、沥青的加热温度、矿料加热温度、沥青混合料的出厂温度必须按照规范要求进行，保证运到施工现场的沥青混凝土的温度达到规范要求。4、拌和后的混合料必须均匀一致，无花白、无粗细料离析和结团现象。5、材料的规格或配合比发生改变时，都应根据室内试验资料进行试拌。6、沥青混合料拌和时间，应以所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为止，并经试拌确定。3.5混合料的运输1、热拌沥青混合料采用较大吨位的自卸汽车运输，车厢应清扫干净。为防止沥青与车厢板粘结，车厢侧板和底板可涂一薄层油水（柴油与水的比例可为1∶3）混合液，但不得有余液积聚在车厢底部。2、拌和机向运料车上放料时，每卸一斗混合料挪动一下汽车位置，以减少粗细集料的离析现象。3、料车用蓬布覆盖，用以保温、防雨、防污染。4、现场设专人进行收料，并检查沥青混合料质量和检测温度。对结团成块、花白料、温度不符合规范规定要求的沥青混合料不得铺筑在桥梁上，应予以废弃。5、运至铺筑现场的混合料，在当天或当班完成压实。3.6沥青混合料的摊铺1、在铺筑沥青混合料前，下层质量应经检查验收合格。2、当采用两台摊铺机进行组合梯队摊铺时，固定板摊铺机组装宽度不宜5大于10m，伸缩式摊铺机铺筑宽度不宜大于7.5m，相邻两幅的宽度应重叠50mm～100mm左右。两台摊铺机宜相距10m～20m。当混合料供应及时，全断面施工不发生离析现象时，也可采用一台摊铺机全宽度摊铺。在加宽段摊铺时，应另配备液压伸缩摊铺机，与主机前后错开10m左右呈梯队平行作业，以消除纵向冷接缝。为保证接缝顺直，在摊铺前设置摊铺机行走标志线。3、摊铺前根据虚铺厚度（虚铺系数）垫好垫木，调整好摊铺机，并对烫平板进行充分加热，为保证烫平板不变形，应采用多次加热，温度不宜低于100℃。摊铺机行走速度根据沥青混凝土供应能力及配套压路机械能力及数量宜控制在1～3m/min，并始终保持匀速前进，不得忽快忽慢，无特殊情况不得中途停顿。4、沥青混合料的摊铺温度不低于135℃。沥青混合料摊铺过程中随时检查其宽度、厚度、平整度、路拱及温度，并做好记录，对不合格之处及时进行调整。5、摊铺过程中两侧螺旋送料器应不停地匀速旋转，使两侧混合料高度始终保持熨平板的2/3高度，使全断面不发生离析现象。对外形不规则、路面厚度不同、空间受到限制以及人工构造物接头等摊铺机无法工作的地方，以人工铺筑混合料方法进行摊铺。6、边摊铺边用刮板整平，刮平时应轻重一致，往返刮2～3次达到平整即可，不得反复撤料反复刮平引起粗集料离析。7、撤料用的铁锹等工具应加热使用，也可以用轻柴油或油水混合液，以防粘结混合料，但不得过于频繁以影响混合料质量。8、摊铺好的沥青混合料应紧接碾压，如因故不能及时碾压或遇下雨时，应停止摊铺。3.7沥青混合料碾压1、混合料摊铺后立即进行压实作业，禁止使用轮胎压路机，以防轮胎压6路机的揉搓作用破坏SMA沥青混凝土路面结构，SMA沥青混凝土路面的碾压宜遵循“紧跟、慢压、高频、低副”的原则。压实分初压、复压和终压三个阶段，每阶段的碾压速度、施工温度应符合施工规范的要求。2、初压采用钢轮压路机，紧跟摊铺机碾压1～2遍。复压用钢轮压路机静压3～4遍，或振动压路机碾压2～3遍。终压采用钢轮压路机静压一遍收光。3、压路机的碾压长度以摊铺速度平衡为原则选定，并保持大体稳定。压路机每次应由两端折回的位置阶梯形的随摊铺机向前推进，使折回处不在同一横断面上。在摊铺机连续摊铺的过程中，压路机不得随意停顿。4、压路机碾压过程中有沥青混合料沾轮现象时，可向碾压轮洒少量水，严禁洒柴油。5、压路机不得在未碾压成型或冷却的路段上转向、制动或停留。在当天碾压的尚未冷却的沥青混合料层面上，不得停放任何机械设备或车辆，不得散落矿料、油料等杂物。6、对桥梁边缘、加宽及港湾式停车带等大型压路机难于碾压的部位，小型振动压路机或振动夯板作补充碾压，把混合料充分压实。7、设专人检测碾压密度和温度，避免沥青混合料过压。3.8接缝桥梁沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺，不得产生明显的接缝离析。应避免纵向冷接缝，横向施工缝隙采用平接缝，切缝宜在混合料未完全冷却前进行。3.9开放交通SMA沥青混凝土路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃后，方可开放交通。74.质量控制措施1、对各种原材料进行检测，必须符合规定的质量要求方可采用。成品改性沥青应具有产品质量检验证明，产品到场后，应按规定取样检测，确认符合规范的质量技术要求后方可使用。2、严格控制各种矿料和沥青用量及各种材料和沥青混合料的加热温度，沥青材料及混合料的各项指标应符合设计和施工规范要求。沥青混合料的生产，每日应做抽提试验、马歇尔稳定度试验。矿料级配、沥青含量、马歇尔稳定度等结果的合格率不小于90%。3、拌和后的沥青混合料均匀一致，无花白，无粗细料分离和结团成块现象。4、大面积施工前，先铺筑100m试验路段，以确定各项施工参数。5、安排专职技术员随时检测沥青混合料的施工温度；严格控制碾压遍数，观察碾压情况，出现问题随时采取措施给予纠正。6、摊铺时应严格控制摊铺厚度和平整度，避免离析，碾压至要求的密实度。表面应平整密实，不应有泛油、松散、裂缝和明显离析等现象；搭接处应紧密、平顺，烫缝不应枯焦；面层与防撞墙应密贴接顺，不得有积水现象。5.安全环保控制措施1、施工现场设专人指挥施工机械设备和车辆，施工中车辆前禁止站人。运输车辆进入现场应注意控制车速，安全行驶。2、现场施工人员必须配备相应的劳动保护用品。从事沥青混合料的操作人员应定期进行体检，对沥青材料过敏者和皮肤病患者不宜从事此项工作。3、清扫路面基层时，应先洒水润湿，防止扬尘。4、将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标志醒目，施工场地整洁文明。5、作业前，采取措施保护道路构筑物，防止污染周围环境及附属设施。86.结束语利用本工法施工的昆明长水机场高架桥工程沥青混凝土路面，具有较高的抗车辙性能和水稳定性，解决了其