維他橡膠改性瀝青SMA-5磨耗層施工要點

張 培 剛

(呂梁公路建設(shè)有限公司，山西 呂梁 033000)

我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，高速公路交通量不斷增長。隨著使用年限的增加，瀝青路面出現(xiàn)各種不同程度的病害就在所難免。我國高速公路出現(xiàn)的病害主要有裂縫、坑槽、唧漿、松散及車轍等，嚴(yán)重的部分路段還會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)強度不足。路面平整度大幅降低，路面使用功能大幅降低，輕者影響行車舒適性和安全性，嚴(yán)重的導(dǎo)致行車安全事故。

進行路面預(yù)防性養(yǎng)護是延長路面壽命的有效手段，能夠有效降低路面壽命周期的成本，確保路面服務(wù)性能。超薄磨耗層SMA-5具有穩(wěn)定的骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性顯著，路用性能穩(wěn)定，是一種先進的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，在我國進行推廣和應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊，成本效益顯著。

維他橡膠改性瀝青SMA-5超薄磨耗層路面具有構(gòu)造深度大、抗滑性能好、降噪效果明顯的特點，可作為高等級瀝青路面的罩面層,也可作為瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護的超薄罩面層使用，有效解決傳統(tǒng)橡膠瀝青混合料施工難度大、經(jīng)濟性差的問題,同時將有害氣體排放顯著減少,具有良好的環(huán)保效益。

1 概述

超薄磨耗層是一種先進的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，能有效改善瀝青路面的表面服務(wù)功能。通過在原路面上鋪設(shè)一層磨耗層，直接供車輛行駛，要求薄層罩面具有很好的抗滑性能、耐磨性能和穩(wěn)定性，一般厚度15 mm～25 mm。在我國，常用的有斷級配SMA-10，SAC-10或粗級配ACG-10等，混合料結(jié)合料用改性瀝青或摻入其他添加劑，能顯著提高磨耗層水穩(wěn)性。

SMA-5是集料最大公稱粒徑為4.75 mm的SMA混合料，具有兩個特點：一是具有良好的路用性能和表面功能；二是最大公稱粒徑為4.75 mm，在滿足最小層厚為3倍最大公稱粒徑的要求下能鋪筑更薄面層。

維他橡膠瀝青混合料是一種新型的瀝青混合料類型。在橡膠瀝青混合料中，摻加了適量的維他連接劑(TOR)，使得橡膠瀝青相容性和混合料和易性方面得到明顯改善，還能有效增強瀝青與石料的附著力，提高混合料路用性能。進行橡膠瀝青制備的橡膠粉主要來源于廢舊輪胎,橡膠瀝青還有助于解決黑色污染，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

大量的實驗表明，在維他橡膠瀝青超薄磨耗層SMA-5瀝青混合料中，維他橡膠粉的摻入能有效提高瀝青混合料水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，其水穩(wěn)定性指標(biāo)能達到甚至超過SBS改性瀝青混合料。加入維他橡膠粉后的SMA-5混合料的低溫抗裂性能得到明顯改善，其低溫彎曲破壞應(yīng)變大于SBS改性瀝青混合料。在維他橡膠瀝青SMA-5混合料中，無需進行纖維素添加，利用橡膠瀝青的高粘度特性，就能避免析漏的發(fā)生,通過飛散試驗檢驗。

2 原材料質(zhì)量

薄層罩面應(yīng)具有良好的抗滑性能、耐磨性能和穩(wěn)定性，須采用優(yōu)質(zhì)原材料。原材料質(zhì)量從源頭抓起，嚴(yán)禁不合格材料進入施工現(xiàn)場。

1)瀝青。采用SBS改性乳化瀝青作粘層油使用。混合料生產(chǎn)采用70號道路石油瀝青，混合料用量為5.12%。

2)集料。分為0 mm～3 mm規(guī)格和3 mm～5 mm規(guī)格兩種，使用玄武巖或輝綠巖碎石。3 mm～5 mm規(guī)格石料要求采用粒徑在2.36 mm以上的近似立方體顆粒形狀的碎石，小于0.075 mm的顆粒含量不大于1%。某項目SMA-5薄層罩面采用的粗集料要求如表1所示。

表1 SMA-5薄層罩面采用的粗集料技術(shù)要求

0 mm～3 mm規(guī)格石料采用人工軋制，有適當(dāng)級配。要求小于0.075 mm含量控制在12.5%內(nèi)，棱角性不小于30 s。

要求各類型集料堆放場地須硬化，使用墻體隔開，并具有良好的排水系統(tǒng)，避免混雜或污染。

3)填料。采用石灰?guī)r堿性石料磨細(xì)得到的礦粉。要求干燥、清潔，親水系數(shù)小于0.8。嚴(yán)禁使用拌和機回收的粉料，以確保瀝青薄層罩面質(zhì)量。

4)橡膠粉。橡膠粉密度應(yīng)為1.15 g/cm3±0.05 g/cm3，無鐵絲或其他雜質(zhì)，纖維比例不超過0.5%。采用的橡膠粉要含有橡膠粉重量4%的碳酸鈣，以防止膠粉顆粒相互粘結(jié)。使用40目(0.425 mm)橡膠粉，摻量為瀝青用量的20%。

某項目采用的橡膠粉篩分規(guī)格見表2。

表2 橡膠粉篩分規(guī)格

對細(xì)集料、礦粉、橡膠粉等應(yīng)采取覆蓋措施，以免受潮影響混合料質(zhì)量和拌和樓產(chǎn)量。

5)維他連接劑(TOR)。白色顆粒，摻加量為橡膠粉質(zhì)量的4.5%。

在混合料中添加適量TOR，可將瀝青與石料附著力顯著增強,有效減少瀝青剝落。

3 設(shè)計要點

SMA-5的礦料級配采用間斷級配。粗細(xì)集料分界篩孔為1.18 mm。在目標(biāo)配合比階段，對混合料試件用表干法進行毛體積相對密度的測定，用瀝青浸漬法進行橡膠粉相對密度的測定。在生產(chǎn)配合比設(shè)計階段，在進行熱料倉礦料和礦粉用量確定時，篩分須從二次篩分后進入各熱料倉的礦料中進行取樣。為確保礦料級配符合目標(biāo)配合比設(shè)計要求，須特別注意使0.075 mm，1.18 mm 的篩孔通過量控制接近目標(biāo)配合比設(shè)計級配。在計算混合料試件的最大理論相對密度時，須考慮橡膠粉影響。

4 施工要點

維他橡膠改性瀝青SMA-5罩面具有良好的路用性能，在高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性能方面大大高于AC-13改性瀝青混合料，能顯著降低路面噪聲。現(xiàn)對施工中的要點進行總結(jié)，以確保施工質(zhì)量。

1)施工準(zhǔn)備。應(yīng)對下層路面外觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量檢查，修復(fù)存在的開裂、松散等質(zhì)量缺陷。將下層表面污染物清掃干凈，可用水沖刷后吹干。還應(yīng)均勻噴灑粘層瀝青，以不流淌、不粘輪為度，噴灑量按0.2 kg/m2～0.3 kg/m2進行控制。為保證薄層罩面與原路面銜接平順，應(yīng)將接縫位置原路面銑刨2 m，銑刨深度約2 cm～3 cm，對銑刨處清理干凈后方能攤鋪瀝青混合料。

2)拌制。進行SMA-5混合料拌和時，須控制瀝青的用量，一般按生產(chǎn)油石比±0.2%進行控制。采用間歇式拌和機生產(chǎn)混合料，須能實現(xiàn)上料的全過程精確控制，配置具有自動計量功能的木質(zhì)素纖維添加裝置。維他橡膠改性瀝青SMA-5拌制與普通SMA混合料生產(chǎn)基本一致。先將橡膠粉、適量TOR和礦料直接投入拌缸干拌8 s～12 s，再加入瀝青濕拌40 s～45 s，要求拌和均勻即可。在維他橡膠改性瀝青SMA-5混合料拌和中，采取有效的溫度控制措施。一般要求將瀝青加熱溫度控制在165 ℃±5 ℃，將礦料加熱溫度控制在185 ℃±5 ℃，將超過195 ℃的混合料予以廢棄。拌好后的混合料在儲料倉中保溫至少1 h，溫度不低于175 ℃。其目的在于保證橡膠與瀝青能充分進行反應(yīng)，大大減少濃煙和惡臭，減少對環(huán)境的破壞。

3)運輸?；旌狭线\量應(yīng)較拌和能力和攤鋪能力略有富余。裝料時，運料車前后移動，呈品字形裝料。運輸途中，運料車廂應(yīng)使用雙層篷布覆蓋，卸料中須繼續(xù)覆蓋，直到卸料結(jié)束方可取走篷布。混合料出廠溫度和運到施工現(xiàn)場溫度應(yīng)進行測定。混合料出廠溫度為180 ℃±5 ℃，運至施工現(xiàn)場溫度應(yīng)不低于155 ℃。

4)攤鋪。與一般SMA混合料攤鋪基本一致，要求采取有效措施確保攤鋪均勻連續(xù)。在鋪攤過程中，混合料攤鋪、碾壓溫度控制見表3。

采用兩臺攤鋪機組成梯隊攤鋪，前后距離不超過10 m。攤鋪速度控制在2 m/min～3 m/min，最高不超過4 m/min，做到緩慢、均勻、不間斷攤鋪，爭取做到每天收工停機一次。

攤鋪機熨平板須提前30 min預(yù)熱，一般要求不低于100 ℃。為保證鋪面的初始壓實度達到85%以上，熨平板采用中強夯等級。

表3 橡膠瀝青混合料攤鋪及碾壓溫度 ℃

應(yīng)在當(dāng)日高溫時段進行鋪攤，路表溫度低于18 ℃時，應(yīng)適當(dāng)提高混合料攤鋪溫度。

5)壓實。路面碾壓應(yīng)按“緊跟、慢壓、高頻、低幅”原則進行，輪胎壓路機嚴(yán)禁使用。

在初壓和復(fù)壓時，應(yīng)使用不少于2臺鋼輪振動壓路機組成并列梯隊進行作業(yè)，不建議使用首尾相接縱列方式。要求初壓結(jié)束溫度在135 ℃以上，碾壓結(jié)束時的混合料溫度應(yīng)不低于100 ℃。

攤鋪后，應(yīng)在盡可能高的混合料溫度下開始碾壓，不得等候，不得在低溫狀態(tài)下反復(fù)碾壓。碾壓段的長度控制在20 m～30 m。

施工過程中，應(yīng)做好壓路機前進速度控制。某項目采用的壓路機速度控制見表4。

表4 壓路機碾壓速度 km/h

在振動壓路機前進過程中，要求將輪跡重疊寬度控制在20 cm以內(nèi)。還須嚴(yán)格控制松鋪厚度、碾壓順序、碾壓速度及碾壓溫度等，應(yīng)特別注意嚴(yán)格控制維他橡膠改性瀝青SMA-5路面的碾壓遍數(shù)。

路面壓實完成12 h后，允許車輛通行。

5 結(jié)語

SMA-5具有良好的抗滑性能，行車舒適性良好，噪聲低。將其應(yīng)用于瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護，進行維他橡膠改性瀝青SMA-5薄層磨耗層使用，具有施工時間短、工程造價低等優(yōu)點，顯著改善路面平整度。

在維他橡膠改性瀝青SMA-5薄層磨耗層設(shè)計中，應(yīng)注意其本身結(jié)構(gòu)較薄，不能提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，但改善原路面的抗滑性能和平整度顯著。對于車轍深度過大的路段，不建議采用薄層罩面技術(shù)進行路面性能改善。