sma路面设计与施工实用工艺控制

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1、实用文案SMA路面设计与施工工艺控制王德元周宏云余坚李建平湖北省襄十高速公路建设指挥部摘要:SMA路面是一种新型沥青路面结构,在长大纵坡、小弯半径多,桥涵结构物密集、冬天雨雪多且气温低气候恶劣等的山岭重丘区,通过对SMA混合料配合比精心设计、施工工艺过程有效监控,充分发挥SMA路面结构的优势,提高路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性,进而提高路面的耐久性、抗滑性等路面功能。有效地解决湖北省西北部山区高速公路建设中普通沥青混凝土无法解决的难题。关键词:山岭重丘区;长大纵坡;小弯半径;SMA路面设计;施工工艺

2、控制1工程概况湖北省襄十(襄樊市~十堰市)高速公路是西部开发大通道武汉至银川高速公路的重要组成部分,它连接鄂西北重镇襄樊、十堰两市,是我省第一条山岭重丘区高速公路。襄十高速公路总建设里程155.9km,襄樊市郜营至谷城县段和襄荆~汉十连接线约70km,采用平原微丘区高速公路标准修建;谷城县段至武当山段约59km,采用山岭重丘区高速公路标准修建,设计行车速度80kmh,路基宽度24.5m,双向4车道,全封闭全立交,路面结构设计为沥青混凝土路面。其中K374+623~K382+009段地形复杂,主要表现在长大纵

3、坡、小弯半径多、桥涵结构物密集等,在高温条件下,车辆轴载大,在上坡路段车速缓慢,沥青混合料的抗剪切能力急剧下降而容易形成车辙;下坡路段要考虑抗滑功能要求;同时考虑到该路段冬天雨雪多且气温很低,经襄十高速公路建设指挥部与设计单位共同研究决定该路段表面层采用SMA-13路面。2SMA路面的功能特性:沥青玛蹄脂碎石(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级料骨架间隙组成一体的沥青混合料。2.1高温稳定性在SMA的组成中,矿料是间断级配,粗集料占到70%以上,粗集料之间

4、有良好的嵌挤作用,沥青标准文档实用文案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不会减小,有较强的高温抗车辙能力。2.2低温抗裂性SMA使用较多的矿粉(10%左右),沥青用量多6.2%左右,同时使用纤维稳定剂,由此组成沥青马蹄脂包裹在粗集料表面,充分填充集料间隙,在温度下降、混合料收缩变形时,马蹄脂有较好的粘结作用,它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能。2.3水稳定性SMA混合料的内部空隙率很小(4%左右),混合料在压实状态下很少或几乎不渗水,

5、再加上马蹄脂和集料的粘结好,SMA混合料的水稳定性较普通AC、AM和AK结构有较多的改善。2.4良好的耐久性SMA的混合料内部被沥青马蹄脂充分填充,空隙率小,沥青与空气接触少,因而沥青混合料的耐老化性能好,其较密级配沥青混凝土有良好的耐久性。2.5路面的表面功能由于采用坚硬的、耐磨的优质石料(玄武岩),矿料级配采用间断级配,粗集料含量高,碾压后表面形成大的空隙,因而构造深度大,使雨天高速行车下不易产生水漂,抗滑性能提高,同时雨天的交通不会产生大的水雾和溅水;SMA路面的密水性好,对下面的沥青层和基层有较强的

6、保护作用,使路面能保持较高的整体强度和稳定性。3SMA-13混合料的配合比设计3.1原材料选择(1)沥青:采用湖北省鄂州科氏公司生产PG76-22的SBS改性沥青,其质量技术性质表1。—30—国外建材科技2004年第25卷第1期表1沥青质量技术指标试验项目技术标准试验结果针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm)40~7570.9针入度指数PI>-0.20.293延度(5℃,5cmmin)cm≥3050.6标准文档实用文案软化点TR&B℃>7076.5闪点℃>230330溶解度%≥9999.8旋转粘度(

7、135℃)(Pa·s)<31.86旋转薄膜烘箱试验(163℃,85min)质量损失%≤0.10.06针入度比%≥6568.3延度(5℃)cm≥2031.1(2)粗集料:采用湖北省京山县三阳石料场生产的玄武岩碎石,分三档为1#料(16~9.5mm)、2#料(9.5~4.75mm)、3#料(4.75~2.36mm),其质量技术指标见表2。表2粗集料质量技术指标试验项目技术标准试验结果压碎值%≤2515.7洛衫叽磨耗%≤2813.5粘附性等级≥4级5级坚固性%≤1210.7视密度(g·cm-3)≥2.61#:2.

8、9552#:2.9313#:2.918细长扁平颗粒含量%≤157.5含泥量%≤10.4软石颗粒含量%≤10.6(3)细集料:采用湖北省京山县三阳石料场生产的玄武岩石屑和机制砂4#料(<2.36mm),其质量技术指标见表3。表3细集料质量技术指标试验项目技术标准试验结果视密度(g·cm-3)≥2.52.948坚固性%≤127砂当量%≥6065(4)填料:采用老河口市宝石水泥厂生产的石灰石矿粉,其质量技术指标见表4。