SMA路面泛油原因分析及预防措施
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[1]马培新.就地冷再生技术的应用与发展[J].筑路机械与施工机械 化,2005,22(6):31- 32.
[2]Lee K W,Brayton T E.Laboratory evaluation of mix-design methods for cold in-place recyclin[g C].Proceedings of the fifth ASCE Materials Engineering Congress,Ohio,1999.
随着SMA路面在中国的大范围应用,工程界已经 基本能够摆脱国外规范的影响,同时《指南》的颁布对 SMA路面的推广和规范化也起到了重要的作用。对于 最佳油石比,一定要立足于实际,并参考类似工程的使 用效果,不断总结经验[4]。 2.2 原材料的影响
SMA被称为“三多一少”,即高含量粗集料、高含量 矿粉、较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒。“三多”的 使用不当都有可能造成路面泛油的发生。
4 结语
这几年中国多数省份实行“村村通”工程,新建了 大量的乡村公路,这些公路连同原有县乡路在以后改 造及养护中均需投入相当大的资金,这部分资金一般 由地方政府承担,对经济较欠发达地区而言存在着资 金困难的实际问题。利用原有的旧路进行路面翻新再 生,有着成本低、施工工艺简单、工期短的特点,很适合 县乡道路的旧路改造,是今后一个大的发展趋势。 参考文献:
(5) 施工控制不严和管理不善,拌和设备加料不准 和路面养护不及时等人为因素也都会为路面泛油埋下 祸根。 2.4 行车荷载及环境因素的作用
沥青从沥青混凝土的内部和下部向上移动,使表 面有过多的沥青,这是泛油的最基本现象。特别是在高 温季节,新铺的沥青混凝土面层在大量行车,特别是在 重型货车作用下进一步密实,更易导致沥青上移。高温 季节雨水侵入混凝土的内部,如果沥青与矿料的粘结 力不足,沥青会从集料表面剥落,自由沥青增多,产生 更严重的泛油现象。
1 SMA路面泛油机理
通常情况下,在泛油路段路表油亮光滑,车辆易打 滑。泛油现象的产生有以下2种情况[3]。
(1) 沥青用量超标 过量的沥青或玛蹄脂受高温 膨胀充满沥青混合料空隙后溢出到路表。
(2) 沥青不超标 泛油只发生在轮迹带上,它由点 状油斑由小到大发展直至各块油斑逐渐连通成片。在 高温季节,新铺SMA路面在大量行车,特别是重型货车 作用下进一步压密,而导致SMA内部的自由沥青向上 移动,产生泛油现象。
成型的路面养生7 d,养生期间每天对养生路面进 行洒水处理,以使之保持潮湿状态。养生过程中注意交 通管制,不要让载重汽车通过。 3.2.5 沥青面层施工应注意的问题
养生7 d,强度达到设计要求后即可进行沥青混凝 土面层的铺筑。因冷再生生成的新结构层的强度介于 半刚性和刚性之间,所以在沥青面层的施工时应特别
Abstr act: Some initial failures occurred on the SMA pavement,along with its trial and application extensively. This paper brings forward the bleeding phenomenons of SMA pavement,analyzes the factors of bleeding according to the choice of design parameters,the require of material,construction,traffic load and environment etc.,then finds out the reasons of SMA pavement bleeding, and puts forward the control measures. Key wor ds: SMA; pavement; bleeding; protective measures
关键词: SMA;路面;泛油;预防措施
中图分类号: U418.65
文献标识码: B
文章编号: 1000- 033X(2006)05- 0030- 02
Analysis and Pr otective Measur es of SMA Pavement Bleeding
Hu Xin
(Xi#an Municipal Engineering Administration,Xi#an 710003, Shaanxi, China)
0 前言
SMA是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌 挤型密实结构混合料,接近于中国的沥青碎石混合料 的空隙中用丰富的沥青玛蹄脂填充的情况。它以其优 良的抗车辙性能和抗滑性能闻名于世,同时在平整度、 降低噪声、表面耐久性和能见度(减少车辆灯光反射、 减少水雾)等方面都有不俗的表现。由于其优良的使用 性能,在中国的高速公路、城市道路、桥面铺装、机场跑 道都得到了广泛的应用。但在中国铺筑的试验路或实 体工程既有成功的经验也有失败的教训。由于种种原 因,很多地方都出现了泛油的早期破坏。本文就SMA沥 青路面的泛油现象和原因进行详细的阐述与分析,并 相应地提出了有效的防治措施,以期能给SMA沥青路 面在今后的应用提供帮助[1- 2]。
[3]Ramanujam J M,Jones J D.Characterisation of foamed bitumen stabili- sation [C].Proceedings Road System and Engineering Technology Forum 2000,Qld Department of Main Roads,Bardon,Australia,2000. 收稿日期:2005- 09- 26 [ 责任编辑: 董强柱]
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RM &CM 2006 年 5 期
养护机械与施工技术
对后面的刮平碾压造成一定的麻烦,严重的还会出现 注意以下几点。
翻浆现象。稳压后进行测量整平工作,用DS3型水准仪
(1) 摊铺机的振幅不易开的过大,否则新结构层与
参照原地面标高为平地机测出刮平参考点相对标高。 沥青混凝土之间结合不好,易开裂。
2 泛油原因分析及预防措施
2.1 盲目套用国外规范 (1) 盲目照搬国外要求的最小油石比。在中国引入
SMA路面初期,由于对其缺乏必要的经验与资料,造成 照搬国外规范的现象比较普遍,特别是受SMA的发源 地前联邦德国的影响,例如1998年该国国家标准油石 比为6.95~7.76。因此,许多工程即使在做配合比设计 时确定的油石比较低,但在施工时惟恐沥青用量少,不 敢贸然使用,纷纷将油石比调整到最小油石比以上,导 致油石比偏高,为泛油留下祸根。沈大高速公路的SMA 试验段泛油原因就在于此。
(1) 纤维添加不均。由于SMA里添加了纤维,纤维 的作用之一就是把较多的沥青矿粉均匀地分散,如果 达不到理想的效果,表面将看到“油斑”。现在较为常用 的是风送式的纤维送料机,它对解决纤维均匀分散起 到了很好的作用。
(2) 运输及摊铺过程中造成的离析。混合料的离析 使某些小面积上较细混合料增多,而较细混合料的沥 青含量较高,从而导致泛油。
车辆在高速行驶时,存在以下2种方式增加路面的 泛油现象。
(1) 车辆轮胎的泵吸作用。车辆在路面上高速行驶 时,前部踏面的间隙突然改变,在轮胎与路面接触区的 后部产生空气吸入作用(空气泵吸)。如果是在高温季 节,车辆高速行驶,所产生泵吸力足以将空隙内的自由 沥青吸出,且泵吸力随车速的增加而增长。
(2) 动水压力。SMA路面尽管说“基本不透水”,但 它并不是绝对不透水。因此,从表面层下去的水会在车 量动荷的作用下,致使沥青与矿料剥落。更严重的是, 雨天的路表被一层水膜覆盖,当车辆在水膜覆盖的路
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第31页) 面行驶时,轮胎与路面之间的水不断被高速运转的轮
路面的泛油原因进行分析,从原材料、施工到通车后的 整个过程,如果不能严格控制,都可能诱引路面泛油的
胎挤压,产生了动水压力。动水压力随车速的增加呈几 发生。因此,在分析原因的同时,也都提出了较好的防
静碾压路机组合碾压。首先采用18 t单钢轮振动压路 机强振4遍,碾压过程中采用正倒顺序行车,每次错30 cm;之后采用18 ̄21 t光轮压路机压实,采用正倒顺序 行车,每次错后轮的1/3压实4遍,直至密实度达到最大 要求。碾压要特别注意必须紧跟前面的作业程序,在水 泥的初凝时间内完成,否则水泥凝固后就失去了其在 混合料里对各类骨料的胶结作用。 3.2.4 养生
(2) 低的空隙率也是造成路面泛油的原因之一。 2002年发布的《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》将 空隙率定为3%~4%,且注释为:对高温稳定性要求较高
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的重交通路段或炎热地区,设计空隙率取高值,且允许 放宽到4.5%。但是德国规定空隙率为2%~4%,有些地方 就盲目照搬,或者是因为受到以前所修建的沥青路面 水损坏严重的影响,人为的降低空隙率,以期达到不渗 水,降低水损坏。而施工之后的通车会使SMA路面再次 压密致使空隙率进一步减小,从而使沥青更易挤出造 成路面的油斑和泛油。
(3) 过渡碾压。由于SMA混合料结构特点,导致SMA 特别容易出现过渡碾压的毛病,除了可能压碎碎石外, 还会使玛蹄脂上浮,构造深度减小,路面泛油。
(4) 开放交通过早。当SMA路面铺筑、碾压完成后, 由于其温度尚高,路面处于软弱状态,此时开放交通, 面层在高速或重载车的冲击下极易变形破坏,同时伴 随着早期的泛油现象。
(3) 中国长期习惯于表面处治和贯入式的喷洒施 工工艺,要求沥青越稀越好,这导致中国的沥青使用普 遍偏稀。而SMA路面的沥青用量多,如果粘度小了,将 导致自由沥青偏多,这样就可能引起泛油。因此,推荐
养护机械与施工技术
SMA使用的沥青比普通使用的沥青粘度要更高一些, 针入度要小一个等级。当然最好使用高粘度的改性沥 青或宽域沥青[5]。 2.3 施工工艺及设备的不当使用
养护机械与施工技术
SMA路面泛油原因分析及预防措施
胡昕
(西安市政工程管理处,陕西 西安710003)
摘 要: SMA路面在中国得到试验与应用,取得了令人满意的效果的同时,也出现了一些早期病害。阐述
了SMA路面的泛油现象,同时从设计参数的选择、材料的要求、施工、行车荷载以及环境等多方面对其进
行了分析,提出了相应的预防措施。
(2) 矿粉在SMA中至关重要,沥青只有吸附在矿粉 的表面形成薄膜,才能对其他粗细集料产生粘附作用, 所以沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料。而SMA 特点之一是沥青用量多,但是沥青混合料内部的自由 沥青不能多,都应该成为结构沥青,才能真正发挥沥青 的作用。因此,如果矿粉不足以与较多的沥青相匹配, 导致沥青膜太厚,将使游离的自由沥青太多,成为集料 产生相对位移的润滑剂。尤其在夏季高温季节,多余的 自由沥青将会引起泛油。经验证明,粉胶比为2倍左右 时可以满足要求。
(1) 从SMA成型机理可知,它的高性能来自于含量 甚多的粗集料之间的嵌挤作用,特别是其高温稳定性。 而中国石料生产落后,在一定程度上已经成为中国路 面发展的软肋。对于SMA路面,粗集料的外观形状应是 或接近立方体,同时要求石料质地坚硬致密,针片状含 量少,表面粗糙洁净,因此石灰岩就不适宜做SMA路面 的骨料。如果针片状含量过多,高温时在车辆荷载的作 用下,针片状碎石滑动,自由沥青被挤出。可喜的是,集 料的重要性已经引起共识。在有些地方,采用了复合的 生产工艺,如在陕西省榆林市有些高速公路的集料生 产厂采用先颚式,再锤式破碎,最后进行整形的加工方 式,针片状含量显著减少。
测量工作完成后,平地机按所测参考点的相对标高由 外侧向中心按规范反复找平。刮平过程中特别注意不
(2) 可选用DD110双钢轮压路机等沥青混凝土专用 压路机碾压,但注意要静压,不能开振动,否则新结构
要将混合料刮到路边,要按照参考点的标高均匀地将 层易被振碎或者开裂,影响质量。
混合料分摊在路面上,以免造成浪费。 碾压采用1台18 t单钢轮振动压路机,4台18 ̄21 t
[2]Lee K W,Brayton T E.Laboratory evaluation of mix-design methods for cold in-place recyclin[g C].Proceedings of the fifth ASCE Materials Engineering Congress,Ohio,1999.
随着SMA路面在中国的大范围应用,工程界已经 基本能够摆脱国外规范的影响,同时《指南》的颁布对 SMA路面的推广和规范化也起到了重要的作用。对于 最佳油石比,一定要立足于实际,并参考类似工程的使 用效果,不断总结经验[4]。 2.2 原材料的影响
SMA被称为“三多一少”,即高含量粗集料、高含量 矿粉、较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒。“三多”的 使用不当都有可能造成路面泛油的发生。
4 结语
这几年中国多数省份实行“村村通”工程,新建了 大量的乡村公路,这些公路连同原有县乡路在以后改 造及养护中均需投入相当大的资金,这部分资金一般 由地方政府承担,对经济较欠发达地区而言存在着资 金困难的实际问题。利用原有的旧路进行路面翻新再 生,有着成本低、施工工艺简单、工期短的特点,很适合 县乡道路的旧路改造,是今后一个大的发展趋势。 参考文献:
(5) 施工控制不严和管理不善,拌和设备加料不准 和路面养护不及时等人为因素也都会为路面泛油埋下 祸根。 2.4 行车荷载及环境因素的作用
沥青从沥青混凝土的内部和下部向上移动,使表 面有过多的沥青,这是泛油的最基本现象。特别是在高 温季节,新铺的沥青混凝土面层在大量行车,特别是在 重型货车作用下进一步密实,更易导致沥青上移。高温 季节雨水侵入混凝土的内部,如果沥青与矿料的粘结 力不足,沥青会从集料表面剥落,自由沥青增多,产生 更严重的泛油现象。
1 SMA路面泛油机理
通常情况下,在泛油路段路表油亮光滑,车辆易打 滑。泛油现象的产生有以下2种情况[3]。
(1) 沥青用量超标 过量的沥青或玛蹄脂受高温 膨胀充满沥青混合料空隙后溢出到路表。
(2) 沥青不超标 泛油只发生在轮迹带上,它由点 状油斑由小到大发展直至各块油斑逐渐连通成片。在 高温季节,新铺SMA路面在大量行车,特别是重型货车 作用下进一步压密,而导致SMA内部的自由沥青向上 移动,产生泛油现象。
成型的路面养生7 d,养生期间每天对养生路面进 行洒水处理,以使之保持潮湿状态。养生过程中注意交 通管制,不要让载重汽车通过。 3.2.5 沥青面层施工应注意的问题
养生7 d,强度达到设计要求后即可进行沥青混凝 土面层的铺筑。因冷再生生成的新结构层的强度介于 半刚性和刚性之间,所以在沥青面层的施工时应特别
Abstr act: Some initial failures occurred on the SMA pavement,along with its trial and application extensively. This paper brings forward the bleeding phenomenons of SMA pavement,analyzes the factors of bleeding according to the choice of design parameters,the require of material,construction,traffic load and environment etc.,then finds out the reasons of SMA pavement bleeding, and puts forward the control measures. Key wor ds: SMA; pavement; bleeding; protective measures
关键词: SMA;路面;泛油;预防措施
中图分类号: U418.65
文献标识码: B
文章编号: 1000- 033X(2006)05- 0030- 02
Analysis and Pr otective Measur es of SMA Pavement Bleeding
Hu Xin
(Xi#an Municipal Engineering Administration,Xi#an 710003, Shaanxi, China)
0 前言
SMA是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌 挤型密实结构混合料,接近于中国的沥青碎石混合料 的空隙中用丰富的沥青玛蹄脂填充的情况。它以其优 良的抗车辙性能和抗滑性能闻名于世,同时在平整度、 降低噪声、表面耐久性和能见度(减少车辆灯光反射、 减少水雾)等方面都有不俗的表现。由于其优良的使用 性能,在中国的高速公路、城市道路、桥面铺装、机场跑 道都得到了广泛的应用。但在中国铺筑的试验路或实 体工程既有成功的经验也有失败的教训。由于种种原 因,很多地方都出现了泛油的早期破坏。本文就SMA沥 青路面的泛油现象和原因进行详细的阐述与分析,并 相应地提出了有效的防治措施,以期能给SMA沥青路 面在今后的应用提供帮助[1- 2]。
[3]Ramanujam J M,Jones J D.Characterisation of foamed bitumen stabili- sation [C].Proceedings Road System and Engineering Technology Forum 2000,Qld Department of Main Roads,Bardon,Australia,2000. 收稿日期:2005- 09- 26 [ 责任编辑: 董强柱]
(下转第38页)
31
RM &CM 2006 年 5 期
养护机械与施工技术
对后面的刮平碾压造成一定的麻烦,严重的还会出现 注意以下几点。
翻浆现象。稳压后进行测量整平工作,用DS3型水准仪
(1) 摊铺机的振幅不易开的过大,否则新结构层与
参照原地面标高为平地机测出刮平参考点相对标高。 沥青混凝土之间结合不好,易开裂。
2 泛油原因分析及预防措施
2.1 盲目套用国外规范 (1) 盲目照搬国外要求的最小油石比。在中国引入
SMA路面初期,由于对其缺乏必要的经验与资料,造成 照搬国外规范的现象比较普遍,特别是受SMA的发源 地前联邦德国的影响,例如1998年该国国家标准油石 比为6.95~7.76。因此,许多工程即使在做配合比设计 时确定的油石比较低,但在施工时惟恐沥青用量少,不 敢贸然使用,纷纷将油石比调整到最小油石比以上,导 致油石比偏高,为泛油留下祸根。沈大高速公路的SMA 试验段泛油原因就在于此。
(1) 纤维添加不均。由于SMA里添加了纤维,纤维 的作用之一就是把较多的沥青矿粉均匀地分散,如果 达不到理想的效果,表面将看到“油斑”。现在较为常用 的是风送式的纤维送料机,它对解决纤维均匀分散起 到了很好的作用。
(2) 运输及摊铺过程中造成的离析。混合料的离析 使某些小面积上较细混合料增多,而较细混合料的沥 青含量较高,从而导致泛油。
车辆在高速行驶时,存在以下2种方式增加路面的 泛油现象。
(1) 车辆轮胎的泵吸作用。车辆在路面上高速行驶 时,前部踏面的间隙突然改变,在轮胎与路面接触区的 后部产生空气吸入作用(空气泵吸)。如果是在高温季 节,车辆高速行驶,所产生泵吸力足以将空隙内的自由 沥青吸出,且泵吸力随车速的增加而增长。
(2) 动水压力。SMA路面尽管说“基本不透水”,但 它并不是绝对不透水。因此,从表面层下去的水会在车 量动荷的作用下,致使沥青与矿料剥落。更严重的是, 雨天的路表被一层水膜覆盖,当车辆在水膜覆盖的路
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第31页) 面行驶时,轮胎与路面之间的水不断被高速运转的轮
路面的泛油原因进行分析,从原材料、施工到通车后的 整个过程,如果不能严格控制,都可能诱引路面泛油的
胎挤压,产生了动水压力。动水压力随车速的增加呈几 发生。因此,在分析原因的同时,也都提出了较好的防
静碾压路机组合碾压。首先采用18 t单钢轮振动压路 机强振4遍,碾压过程中采用正倒顺序行车,每次错30 cm;之后采用18 ̄21 t光轮压路机压实,采用正倒顺序 行车,每次错后轮的1/3压实4遍,直至密实度达到最大 要求。碾压要特别注意必须紧跟前面的作业程序,在水 泥的初凝时间内完成,否则水泥凝固后就失去了其在 混合料里对各类骨料的胶结作用。 3.2.4 养生
(2) 低的空隙率也是造成路面泛油的原因之一。 2002年发布的《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》将 空隙率定为3%~4%,且注释为:对高温稳定性要求较高
30
RM &CM 2006 年 5 期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的重交通路段或炎热地区,设计空隙率取高值,且允许 放宽到4.5%。但是德国规定空隙率为2%~4%,有些地方 就盲目照搬,或者是因为受到以前所修建的沥青路面 水损坏严重的影响,人为的降低空隙率,以期达到不渗 水,降低水损坏。而施工之后的通车会使SMA路面再次 压密致使空隙率进一步减小,从而使沥青更易挤出造 成路面的油斑和泛油。
(3) 过渡碾压。由于SMA混合料结构特点,导致SMA 特别容易出现过渡碾压的毛病,除了可能压碎碎石外, 还会使玛蹄脂上浮,构造深度减小,路面泛油。
(4) 开放交通过早。当SMA路面铺筑、碾压完成后, 由于其温度尚高,路面处于软弱状态,此时开放交通, 面层在高速或重载车的冲击下极易变形破坏,同时伴 随着早期的泛油现象。
(3) 中国长期习惯于表面处治和贯入式的喷洒施 工工艺,要求沥青越稀越好,这导致中国的沥青使用普 遍偏稀。而SMA路面的沥青用量多,如果粘度小了,将 导致自由沥青偏多,这样就可能引起泛油。因此,推荐
养护机械与施工技术
SMA使用的沥青比普通使用的沥青粘度要更高一些, 针入度要小一个等级。当然最好使用高粘度的改性沥 青或宽域沥青[5]。 2.3 施工工艺及设备的不当使用
养护机械与施工技术
SMA路面泛油原因分析及预防措施
胡昕
(西安市政工程管理处,陕西 西安710003)
摘 要: SMA路面在中国得到试验与应用,取得了令人满意的效果的同时,也出现了一些早期病害。阐述
了SMA路面的泛油现象,同时从设计参数的选择、材料的要求、施工、行车荷载以及环境等多方面对其进
行了分析,提出了相应的预防措施。
(2) 矿粉在SMA中至关重要,沥青只有吸附在矿粉 的表面形成薄膜,才能对其他粗细集料产生粘附作用, 所以沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料。而SMA 特点之一是沥青用量多,但是沥青混合料内部的自由 沥青不能多,都应该成为结构沥青,才能真正发挥沥青 的作用。因此,如果矿粉不足以与较多的沥青相匹配, 导致沥青膜太厚,将使游离的自由沥青太多,成为集料 产生相对位移的润滑剂。尤其在夏季高温季节,多余的 自由沥青将会引起泛油。经验证明,粉胶比为2倍左右 时可以满足要求。
(1) 从SMA成型机理可知,它的高性能来自于含量 甚多的粗集料之间的嵌挤作用,特别是其高温稳定性。 而中国石料生产落后,在一定程度上已经成为中国路 面发展的软肋。对于SMA路面,粗集料的外观形状应是 或接近立方体,同时要求石料质地坚硬致密,针片状含 量少,表面粗糙洁净,因此石灰岩就不适宜做SMA路面 的骨料。如果针片状含量过多,高温时在车辆荷载的作 用下,针片状碎石滑动,自由沥青被挤出。可喜的是,集 料的重要性已经引起共识。在有些地方,采用了复合的 生产工艺,如在陕西省榆林市有些高速公路的集料生 产厂采用先颚式,再锤式破碎,最后进行整形的加工方 式,针片状含量显著减少。
测量工作完成后,平地机按所测参考点的相对标高由 外侧向中心按规范反复找平。刮平过程中特别注意不
(2) 可选用DD110双钢轮压路机等沥青混凝土专用 压路机碾压,但注意要静压,不能开振动,否则新结构
要将混合料刮到路边,要按照参考点的标高均匀地将 层易被振碎或者开裂,影响质量。
混合料分摊在路面上,以免造成浪费。 碾压采用1台18 t单钢轮振动压路机,4台18 ̄21 t