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尤其是近年来随着交通运输业的发展,对沥青和沥青混合料提出了更高的要求,为了提高路面的使用功能,保证行车舒适安全,尽可能的减少交通事故,一些新型路面结构,如改性沥青(SMA)路面,以其构造深度大、抗滑性能好、交通噪声低的优点,在实际道路路面施工中的到广泛的应用关键词:改性沥青(SMA),混合料, 级配,稳定剂 一、SMA沥青玛蹄脂概述 沥青玛蹄脂碎石混合料(stone matrix asphalt,简称SMA)是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料,填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料
使用情况表明,SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低,而且低温性能良好
SMA路面集中了AC路面的空隙率小、水稳定性及耐久性好,和AM路面的集料嵌挤作用好、高温抗车辙能力强,以及AK路面抗滑性能等优点,同时克服了AC路面的高温稳定性能不足、AM及AK的不耐裂、老化、抗水损坏性能差的特点
沥青结合料主要提高沥青混凝土的感温性(即高温稳定性和低温韧性)、防止混合料分散并提高路用性能,通常采用SBS改性沥青
二、实验依据 (一)粗集料 粗集料的是降噪透水路面混合料的骨架,应具有良好的颗粒形状、强度要求、抗滑性能等要求
粗集料必须由具有生产许可证的采石场生产,保证干燥,表面应该洁净、粗糙
采用平湖石场辉绿岩
机扎碎石9.5-16mm(1#料)、4.75-9.5mm(2#料)和2.36-4.75mm(3#料)
(二)细集料 细集料必须由具有生产许可证的采石场生产,表面应该洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配(见表1)
表1 SMA-13S面层用细集料术要求及试验结果 指 标 试 验 结 果 技 术 要 求 视密度(t/m3) 2.872 不小于 2.60 小于0.075mm(%) 7.0 不大于 12.5 砂当量(%) 84 不小于 60 (三)矿粉填料 矿粉是沥青混合料中不可缺少的材料之一,用量往往高达8%-13%
矿物填充料按形状可分为粉状和纤维状,按化学组成可分为含硅化合物类、碳酸盐类等,主要有以下几种: (1)滑石粉
它是由滑石经粉碎、筛选而制成
主要化学成分为含水硅酸镁,它的亲油性好,易被沥青润湿,可提高沥青的机械强度和耐候性,可用于耐酸、耐碱、耐热和绝缘性能的沥青制品中
(2)石灰石粉
由天然石灰石分催、筛选而制成
主要化学成分为碳酸钙,属亲水性岩石,但亲水性较弱
它与沥青有较强的物理吸附力和化学吸附力,是较好的矿物填充料
(3)云母粉
天然云母经粉碎、筛选制成
具有优良的耐热性、耐酸碱性和电绝缘性,用于房屋防护层有反射作用,可降低房屋温度,反射紫外线,防止老化,延长沥青使用寿命
(4)石棉粉
一般由低级石棉经加工而制成
主要成分是钠、钙、镁、铁的硅酸盐,呈纤维状,富有弹性,具有耐酸、耐碱性和耐热性,是热和电的不良导体,内部有很多微孔,吸油量大,掺入沥青后可提高沥青的拉伸强度和温度稳定性
(四)沥青 (1)当确定采用改性沥青铺筑路面时,首先应根据北京所在地的高温干燥、交通量繁重等要求,选择AH-70基质沥青、SBS改性剂(见表2)
表2 沥青性能检测 AH-70沥青 SBS沥青 设计要求 实测结果 设计要求 实测结果 25℃针入度∕0.1mm 60~70 64 35~55 35 软化点∕℃ 46 47.5 >60 68.5 15℃延度∕cm ≧100 >100 . 89 60℃粘度(Pa·s) . 2795 26395 14789 135℃粘度(m㎡`/s) . 551 2375 3147 粘韧性(N·m) · · 24.3 20.5 韧性(N·s) · · 16.8 12.4 SBS改性沥青马蹄脂碎石混合料需要采用比常规AC混合料粘度更大的沥青结合料,要求沥青必须符合“重交通道路沥青技术要求”,SBS类改性沥青改性剂剂量为3.5-5%
(2)沥青混合料级配 SMA-13S混合料级配范围见表3
表3 SMA-13S混合料要求级配范围 通过筛孔百分率 SMA-13 通过筛孔百分率 SMA-13 26.5 - 2.36 15-26 19 - 1.18 14-24 16 100 0.6 12-20 13.2 90-100 0.3 10-16 9.5 50-75 0.15 9-15 4.75 20-34 0.075 8-12 (3)SMA(改性或不改性)与AC混合料马歇尔实验对比(见表4)
表4马歇尔实验 沥青种类 混合料类型 稳定度 流值 孔隙率 VMA(%) VFA(%) 油石比(%) 不改性 SMA-13 9.25 4.37 3.1 16.5 80.8 5.7 改性6%SBS SMA-13 9.01 4.85 3.3 17.8 81.5 6.1 不改性 AC-13 12.41 2.33 4.7 15.7 68.9 4.9 改性6%SBS AC-13 14.56 2.22 3.4 15.3 76.5 5.1 (五)稳定剂 纤维是一种柔软、纤细而且均匀的线状物或丝状物
与其他聚合物改性剂不同,纤维并不与沥青发生化学反应
使用纤维的主要目的是通过提高疲劳和开裂过程中所吸收的能量来提高沥青混合料的韧性
目前常用的纤维品种有木质纤维、合成纤维、矿渣纤维和玻璃纤维
三、施工质量控制 (一)拌和 SMA混合料的拌和质量是保证路面质量的关键
SMA混合料的拌和必须满足AASTOH M156及其它相应的规定
改性沥青加热温度控制在160℃-165℃
集料加热温度在190℃-200℃,混合料出厂温度控制在175℃-185℃
拌和时间控制:在先掺木质纤维后干拌10-15S
加沥青后拌60S,保证充分拌和均匀
(二)混合料的运输 SMA混合料运输采用,15t自卸车满足摊铺需要
为防止沥青与车厢粘结派专人在车厢侧板和底板涂一层隔离剂并无余液
混合料在运输时盖棉被不漏风
对每一车料的出厂温度进行检测检测控制温度175℃-185℃
(三)摊铺 现场施工摊铺、压实与普通沥青混凝土施工类似
摊铺机采用ABG-423型采用滑动基准梁自动摊平.摊铺性能良好
在摊铺时,摊铺速度控制在2.5m/min确保摊铺连续、不停顿
同时对每车料进行现场温度检测,现场温度一般保持在170℃-180℃.摊铺温度在150℃-165℃压实顺序及碾压遍数控制:静压一初压2遍、振压一复压3遍、再静压一终压1遍
碾压时由外侧向中心,由低向高处碾压相邻碾压带叠1/3-1/2轮宽.初压后及时检查平整度
压路机振压时振动频率为35Hz路面压实成型后.经取芯样试验.检查路面厚度与压实度
要求结果均符合《沥青路面施工及验收规范》GB50092-96规定要求
(四)质量检测 检测压实度的方法有钻芯取样方法和核子密度仪检测法
前者检测准确度高.但成本高、路面损害大.且测试周期长
后者试验方法简单经济、对路面无损害、检测速度快,但准确度较低
如果能用钻芯取样对核子密度仪进行标定,提高其检测准确度,那么核子密度仪的确是较为理想的检测方法
四、结语 综上所述,虽然SMA路面在高温抗车辙、低温抗裂、疲劳抗裂、抗老化、抗水损害、抗滑及耐久性等方面都比传统的AC路面优越,在材料品质和质量控制方面也比AC路面要求高一些
但SMA结构的使用应结合各个国家各自的特点
我国的气候条件比较恶劣,各个地区之间的差别也比较大,加之施工机械、材料、经济条件的限制,完全照搬国外的经验,显然是行不通的,这一点在国内有些地区的试验路上已经表现出来
因此我们必须用科学的态度,从本地区的实际情况出发,探索一条SMA路面施工的新路子
参考文献 【1】 JTJ052—2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程.北京:人民交通出版社,2000. 【2】 交通部公路科学研究所.SMA混合料性能及指标的研究【R】.交通部公路科学研究所,1999.6. 【3】 沈金安. 改性沥青与SMA路面【M】.北京:人民交通出版社,1999. 我国的经济水平的就一直趋于上升,而经济的发展也带动了城市建筑的发展,但经济的发展引来的就是温室效应以及雾霾等环境污染的现象,因此,人们现如今在城市建筑上更多关注的是建筑材料的安全性、绿色性
房地产业的发展增加了绿色建筑材料的应用市场容量,绿色建筑材料需求也极大提升
消费者对于无污染、节能环保住房理念的形成,逐渐改变了传统土木工程施工建筑材料的选择与成本的控制
绿色建筑材料在土木工程当中的应用不仅会加强工程建筑物的质量,更能使建筑物绿色健康、安全可靠,本文就绿色建筑材料在土木工程施工中的应用进行了详细的论述与探讨
关键词:土木施工;绿色发展;建筑材料;应用研究 传统的工程建筑材料在使用时,不仅成本较高,而且还缺乏一定的安全性能,最主要的就是有些建筑材料含有重金属等致癌物,这直接威胁着人们的身心健康,对于周围环境也是一个重要的污染源,这种材料如果大量使用,就会造成大量的资源浪费与环境污染,这会加重雾霾与温室效应等环境污染
而绿色建筑材料较其相比就明显占优有优势,首先从材料构造上来说的就是环保健康,绿色无污染,这种建筑材料是结合一定的科技技术所生产出来的低碳环保型材料,而且在生产过程当中也不会排除大量的工业废水,其材料本身还能实现多次循环利用,因此,在土木工程的施工当中,利用绿色建筑材料,不仅能保证人们的身心健康,而且其所需投资成本也较低,最主要的是其不会对环境造成无染,这也符合国家倡导的可持续发展的总体理念
1土木工程施工当中应用绿色建筑材料的必要性 1.1消费者对于绿色建筑需求的提升 自从进入21世纪以来,人们收入都得到了有效提高,因此,人们就对自身的生活环境提出了新的要求,尤其是对绿色、环保、低碳等名词有了新的认识,人们在选择购房或者是购置生活必须品时,在注重产品价值的同时,更加注重的是在建筑材料的绿色安全性
土木工程的施工建筑物从本质上来看就是一个待出售的商品,而商品销售设计出售就是根据消费者的需求而进行设计的,人们越来越关注建筑物的材料的绿色性,所以,消费者的需求可以说直接影响了土木工程建筑建筑材料的选取,随着人们环保意识的不断上升,绿色建筑材料在土木工程当中的应用也会越来越频繁,最后可能达到普及
1.2建筑可持续发展的重要实现方式 资源的可持续发展与循环利用是我国长久以来所要求与倡导的理论思想
对于土木工程的建筑施工来说,要想实现可持续发展的战略理论,就要在建筑材料上采取措施,建筑材料的选取直接决定了建筑物的绿色健康性,土木工程施工建筑当中采用绿色建筑材料,不仅是环保意识的体现,还能很好的保证建筑物的无毒害性,这对消费者的健康也有一定的保障
周围环境也不会遭到重金属等污染体所污染,因此,绿色建筑材料就是土木工程实现可持续发展的重要体现方式
1.3符合国家的经济转型的整体要求 建筑行是我国国民经济支柱型产业,其发展的好坏,直接影响着国家经济效益,因此,国家对于建筑行业所采用的建筑材料就提出了新的要求,对于建筑行业的土木工程来说,就要事先绿色经济的发挥要求,土木工程施工工程作为建筑行业里的龙头产业,近几年来的发展也有较大的提升,在建筑材料的选取这一区域,土木工程就更多的应用了绿色环保性的材料,绿色建筑材料能有效的减少资源的浪费,有效的提升建筑材料的高效梯级利用,而且还具有可循环利用性
土木工程对绿色建筑材料的大力推广使用就实现了国家的经济转型的整体要求
2绿色建筑材料的分类 就我国目前的绿色建筑材料生产与研究来说,较有些发达国家相比,还是存在一些漏洞,其整体应用体系还不是特别完善,对于绿色建筑材料的分类还没有形成一个统一的分类标准
而就针对绿色建筑材料的特点来看,一般我们将绿色建筑材料分为安全型、环保型、节能性以及可循环利用性
安全型本质含义就是绿色材料所具有的安全性能,在建筑物投入使用时,不会出现安全危害,其主要安全性能也要稳定,环保性就是指建筑材料的绿色健康,不会给周围的环境以及人们的身心造成危害,节能型就是指绿色建筑材料的节能环保,不会造成资源的浪费
根据绿色建筑材料的性能可以将其分为功能性、装饰性以及结构性等对于功能性的绿色建筑材料来说,其从外观看可能较其他建筑材料的独特,其建筑物在建筑完工之后,就能体现出某些方面的功能,这也是绿色建筑材料当中一种受欢迎的建筑材料之一
结构性的材料就包括轻型钢材、防水木材、环保水泥等绿色建筑材料
装饰型材料包括涂料、保温材料、纳米除臭除菌材料等
以下将围绕结构性的绿色建筑材料进行论述
3绿色建筑材料使用应该注意的相关问题 3.1选材方面 绿色建筑材料由于其种类级多,而其功能也各不相同,因此,对于土木工程的建筑施工方来说,就要选取符合自身建筑特色的建筑物来进行选材
选用沉传统的建筑材料,不仅投入成本较高,而且这些材料在生产过程当中还会产生大量的灰尘污染物,直接对空气造成了影响,而结构材料当中的竹制结构材料的使用就有效的解决了以上问题,但是其存在的缺点就是其制作材料在获取上就显得有些费力,所以,杂技实际土木工程的施工当中,还是应该结合实际的施工需求,来选择适合建筑物的材料
3.2施工方面 在土木工程选用绿色建筑物材料进行施工时,就要结合自身施工条件与施工实际操作要求,在这工程当中,施工方的本质就是绿色环保性建筑,这在一定程度上就给施工操作造成了局限性,因为企业在施工时,要结合考虑多方面的因素,例如成本预算,成本回收以及其他等等,由此来看,绿色建筑材料在实际施工当中就很难去做到全部落实,但绿色建筑材料直接关系着建筑物的环保性以及安全可靠性,因此,施工方在施工过程当中还是应该结合多方因素考虑,尽可能的将绿色环保材料完美的融合到建筑物当中去
3.3验收方面 聚工验收是每个工程所要进行的必要步骤,绿色建筑材料虽然具有良好的环保安全性性能,但是就实际来看,一些工程施工方因为谋取自身利益,就会对绿色建筑材料偷工减料
大大降低了建筑材料原有的性能,同时,不同工程建筑物在选用绿色建筑材料的实际参考标准不一样,相关管理人员要在工程完工后,做好相关的工程验收工作,以确保建筑物的实际性能能得以发挥
4土木工程中绿色建筑材料的使用 (1)绿色建筑材料-轻型钢材
这种建筑材料的特色就是稳定性强,被广泛的用于各大工程建筑,这些材料的应用能够充分的提高建筑物的安全性能,而且其有一定的可循环性,也符合国家规定的相关环保标准,因此,被频繁的应用于土木工程建设当中
(2)绿色建筑材料—外部建设
绿色建筑材料大多具有良好的隔热性,能对建筑物起到一定的隔热作用,在炎热的夏天,会降低室内的温度,减少人们对空调的依赖性,减少温室效应
(3)绿色建筑材料—内部装修
绿色建筑材料也用于室内建设,传统的建筑材料会给在室内散发出不利气体,影响人们的健康
绿色建筑材料不仅不会释放有毒气体,还能起到一定净化空气的作用,同时还具备净化、保温等功能
5结束语绿色建筑材料在未来全球的发展道路当中都是极为可观的,就拿我国而言,人们越来越倾向绿色环保的生活,这种绿色主要表现在居住环境、居住房屋以及城市周围的建筑物上
综合全球绿色建筑材料的发展方向来看,其主要有两个发展朝向,一个是智能化技术,一个是纳米技术,这两个方面也是先进科技的代表,但就我国目前而言,在这两个技术当中还是一片空白,因此,我国的土木工程绿色建筑材料还有很长的路要走
参考文献 [1]孙泽仁.浅析绿色建筑材料在土木工程施工中的应用[J].建材与装饰,2016(2):178-179. [2]杜晶宇.绿色建筑材料在土木工程施工中的应用[J].建筑工程技术与设计,2014(2):296. [3]周丽君.在土木工程施工中绿色建筑材料的应用研究[J].江西建材,2016(12):121,24.
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