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          浅谈SMA沥青混合料在城市道路的应用


                                                                  张厚卿  (四川四正建设工程质量检测有限公司   邮编610031)
          [摘   要]   起源于北欧,发展于美国的SMA沥青混凝土技术以较好的低温抗裂性、良好的水稳定性及较好的抗车辙性受到世界各国工程界人士的认可,我国在九十年代中期引进这一技术,取得了一定成绩,在实际实施这一技术上,仍有很多人存在着一些认识上的误区,影响这一技术的运用和推广。本文作者从理论角度并结合实际工作对SMA提出了一些个人观点和认识,以供大家深入了解这一技术。
          [关 键 词]    SMA    沥青混合料   断级配  嵌挤   沥青玛蹄脂   纤维
          SMA是Stone Matrix Asphalt 的缩写,中文意思为沥青玛蹄脂碎石混合料,是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充断级配的粗集料碎石骨架的间隙形成一体的混合料。成都第一条由SMA沥青混合料铺筑的城市主干道—红星路南延线于2004年完成,随后新建的成都市光华大道,改建的西芯大道、府城大道等重要城市主干道的路面陆续使用这一技术,使得SMA在我市城市道路建设占有相当的份额,SMA是一种全新意义上的沥青混凝土,它对因承受愈来愈大的交通荷载带来的路面车辙变形问题提供了很好的解决方案,同时也是对马歇尔配合比设计方法的重要补充,关于SMA在欧洲国家和美国的成功运用,本文在此不再赘述,作为工程技术人员,应更关心SMA的核心技术及质量控制要点,能发现问题,找到差距所在,提高路面施工技术和管理水平。这里谈谈我们在实际工作中对SMA的一些认识。
          一、    粗集料——嵌挤是关键
          SMA一个最大的特点是集料的嵌挤作用,这和我国以前常用的贯入式沥青碎石、沥青表面处理的碎石类似,采用断级配的粗集料形成骨架空隙结构,粗集料因表面粗糙和棱角形状,至使粗集料颗粒之间相互嵌挤,嵌挤的作用提高了内摩擦力,提高了混合料粘度和剪切模量。但是,在工程实施中,一般人们会首先考虑粗集料的压碎值和耐磨指标,认为这两个指标达到要求,应能获得良好的效果,如很多设计要求选用玄武岩,而许多地方并不存在这样的集料,外地购买由于运输成本的加大和破碎成本较高,使得集料成本高昂,达到普通集料的3~4倍,这在某种程度限制了SMA的发展。
          其实,粗集料对SMA的影响最大的并不是它的刚性或耐磨性,而是集料的嵌挤效果,由于内摩擦力取决于摩擦面积,如我们在集料形状上多下功夫,采用有利于立方体颗粒产生的破碎方式,严格控制扁平颗粒的含量,就算是普通集料,也能修好SMA路面。
          二、    沥青结合料——用量偏多,但有限度
          SMA比普通沥青混合料加入更多的沥青,通常高1%~2%,沥青的用量高是与增加矿粉的加入分不开的,同时要求沥青粘结性好,针入度小,软化点,温度稳定性好的沥青,最好采用改性沥青。目前改性沥青种类很多,但现在国内外的发展趋势是使用SBS改性沥青,它的适应性强,无论在南方还是在北方都能有效地改善热稳定性和低温性抗裂性。沥青的用量,需要由谢伦堡沥青析漏试验的结合损失(控制上限)和肯塔堡飞散试验的混合料损失(控制下限)。沥青用量偏小,马歇尔稳定度达不到规范要求,沥青用量偏大,将损害抗剪切变形能力,动稳定度(车辙值)越不容易达到设计要求,有时施工单位为了达到这一指标,故意降低沥青用量,或取沥青用量下限,这是以牺牲其他指标为代价的。
          三、    纤维——双重作用
          由于SMA 减少了细集料的掺量而增大了矿粉的掺量,增大了沥青的用量,这就带来了一个问题,如何保住增加的沥青用量不析漏,纤维就加入解决了这一问题,这仅仅是纤维的初始用途,但实际上纤维的加入还大大增加了混合料的强度,如加入0.4%的矿物纤维可以提高混合料的强度50%,其增加的强度可以说是无法通过增加沥青用量来实现这一目的。所以,纤维的加入,是一举两得的事,有人提出采用改性沥青可使沥青流失率满足规范要求,是否可考虑不加入纤维,这确实一个值得继续研究的问题。
          四、    施工质量控制—非常关键的环节
             (1)过碾压:由于SMA路面的集料嵌挤作用,压实程度不大,压实度较易达到,但是随着碾压遍数的增加,集料不断地往下走,玛蹄脂一点点地向上浮,造成构造深度减小。在碾压过程中,特别注意表面构造保持在1~1.5毫米,以便有适宜的构造深度。碾压过程是面层施工中的重要环节,碾压SMA一定要遵循 “紧跟、碾压、高频、低幅” 的八字方针。在这个问题上,技术人员一定得对操司人员一个详细的交底。
          (2)出现油斑:SMA路面通车后出现油斑也是常见的一种病害,这是由于SMA的纤维拌合不均匀或纤维量过少造成的。因此在拌合时,要严格控制纤维的投放数量和投放时间,并延长干拌时间,确保纤维拌合均匀。纤维掺量不能过大,过大会使分散困难,影响生产率,而且如有结团,还会使混合料粘聚力下降,影响路用性能。
          (3)碾压成型温度不够高是常见的毛病。SMA在130℃碾压的效果就很差了,在低温时碾压,容易出现不平整,在行车过程中出现车辙。所以要求摊铺温度不低于160℃,初始开始碾压温度不低于150℃,复压最低温度不低于130℃,碾压终了温度不低于130℃,开放交通温度不高于60℃。有的施工单位为了工期和抢进度,不考虑气温影响,甚至在冬季的夜间施工,严重影响SMA的摊铺质量。
          五、    结束语
          我国引入SMA技术近十年,成都市在这方面做得较其他地方较晚,在城市市政道路建设上,大规模使用沥青铺筑路面从2001开始,所以引入SMA技术就更晚,到目前总里程数也不过三十公里,SMA在欧洲取得巨大的成功(路面寿命达三十年不破坏),是否意味着我们所建的SMA道路也能取得那样的成绩,答案是否定的。首先,我国汽车严重超载是路面早期破坏的最大毒瘤,不解决这个问题,就是请美国技术最高明的SMA专家也修不出寿命达三十年的道路,其次,我们在原材料及质量控制同欧美国家也存着明显的差别。虽然存在差别,但可以肯定一点,我国的SMA路面平均来说一定是好于其它混合料路面。当再过8~10年,这个观点会得到见证。

          点击次数:  发布日期:2011-04-20  【打印此页】  【关闭
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