SMC改性瀝青超薄罩面施工技術(shù)要點

李 玉 樓

(山西省靈石公路管理段，山西 靈石 031300)

近年來，我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，高速公路交通量迅速增長。在行車載荷和自然因素作用下，一些路面出現(xiàn)了嚴(yán)重的網(wǎng)裂、車轍等病害，行車舒適度受到極大影響，嚴(yán)重的甚至影響行車安全。為提高路面質(zhì)量，薄層罩面是最常見的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，施工速度快，還能有效降低養(yǎng)護(hù)成本，是瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù)的首選。

從廢舊塑料、廢舊橡膠等甲基苯乙烯類高分子材料中提煉出來的甲基苯乙烯類嵌段共聚物(Styreneic Methyl Copolymers,簡稱SMC)為主要原料制備的SMC常溫瀝青改性劑，將其應(yīng)用于瀝青路面超薄罩面施工，具有顯著的節(jié)能、減排、低碳、環(huán)保特性。SMC薄層罩面厚度薄，路用性能良好，瀝青用量低，降本增效明顯，且能夠?qū)崿F(xiàn)冬季攤鋪。SMC瀝青混合料低溫抗裂性能和粘結(jié)力良好，罩面施工后的路面使用壽命和行車舒適性得到顯著提升，且降噪效果顯著，作業(yè)過程對交通影響小。

1 概述

SMC常溫瀝青是一種新型筑路材料，具有顯著的節(jié)能、低碳、環(huán)保特性。在SMC常溫瀝青改性劑的主要成分從廢舊塑料、廢舊橡膠中進(jìn)行提取，再摻入適量環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑等配合而成。將一定摻量的改性劑與基質(zhì)瀝青或改性瀝青混合后，在一定的溫度條件下制成常溫改性瀝青。在常溫條件下，常溫改性瀝青具有一定的流動性，經(jīng)過一定時間揮發(fā)固化后具有與改性瀝青相當(dāng)性能。在新建或舊路改造中，鋪設(shè)薄層瀝青路面結(jié)構(gòu)層主要指抗滑磨耗層。

SMC溫拌改性瀝青混合料能夠在常溫下拌和、常溫下鋪攤碾壓，屬于溶劑型溫拌瀝青混合料，可作為高等級公路的新建、罩面及修補作業(yè)。為提高抗滑磨耗層水穩(wěn)性，混合料采用斷級配、改性瀝青或其他添加劑，厚度一般在20 mm左右。在SMC溫拌改性瀝青混合料施工中，混合料攤鋪、碾壓溫度與一般冷拌材料相當(dāng)，改變以往瀝青混凝土只能熱拌熱鋪和施工受季節(jié)限制，可在-40 ℃以上進(jìn)行攤鋪和碾壓。SMC改性瀝青超薄罩面較薄，能有效降低瀝青用量，符合綠色施工要求，降低工程成本。2016年10月，SMC常溫改性瀝青超薄罩面在京昆高速太原夏祁段進(jìn)行了成功應(yīng)用，路面平整，接槎順直，各項路用性能良好。2017年，SMC改性瀝青路面超薄罩面在達(dá)陜高速公路養(yǎng)護(hù)施工中進(jìn)行了試驗性攤鋪,各項路面指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

2 SMC改性瀝青機理

在基質(zhì)瀝青中，加入適量人工合成的以從廢舊輪胎、塑料中提煉的橡膠油為主要成分的高聚物彈性體，其均勻分散在瀝青中使得瀝青及混合料在低溫條件下仍具有一定的流動性，在常溫狀態(tài)下表現(xiàn)出良好的施工和易性。瀝青混合料鋪筑養(yǎng)生一定時間后，其中含有的可揮發(fā)性溶劑完全揮發(fā)后，混合料逐漸固化形成強度，表現(xiàn)出良好的低溫抗裂性能、抗水損害性能及抗疲勞開裂性能，其路用性能與聚合物改性瀝青相當(dāng)。

SMC常溫瀝青可有效降低施工溫度。在瀝青加熱溫度上，SMC瀝青為90 ℃～110 ℃，SBS改性瀝青160 ℃～180 ℃。在集料加熱溫度上，SMC為50 ℃～60 ℃，熱拌瀝青混合料一般在160 ℃。SMC混合料拌和溫度控制在90 ℃～100 ℃，在-40 ℃以上均可進(jìn)行攤鋪碾壓，顯著改變?yōu)r青混凝土熱拌熱鋪受季節(jié)限制情況，能實現(xiàn)冬季施工。

SMC常溫瀝青及混合料性能穩(wěn)定，存儲時間長，在密閉條件下可存儲6個月。與常用的SBS改性瀝青相比，SMC常溫瀝青改性劑從廢舊橡膠輪胎、橡塑等材料中加工提煉，且施工溫度低，能有效降低施工成本。且在施工過程中，由于混合料溫度、環(huán)境溫度等對施工影響較小，便于進(jìn)行施工組織，在確保施工質(zhì)量基礎(chǔ)上，顯著提高施工進(jìn)度。

3 施工要點

本文以某高速公路段路面矯正性養(yǎng)護(hù)為例，對采用的SMC常溫瀝青超薄罩面施工工藝進(jìn)行總結(jié)。在該路段施工中，上面層采用2 cm厚SMC-13超薄磨耗層，混合料集中廠拌，施工段封閉施工，設(shè)計要求路面表面構(gòu)造深度在0.45 mm以上，滲水系數(shù)小于200 mL/min。

在施工前，將施工面清掃干凈，各項指標(biāo)須符合設(shè)計要求，以確保罩面層與原路面結(jié)構(gòu)層間的良好粘結(jié)。還須對原路面病害進(jìn)行處治，對平整度差的路段進(jìn)行銑刨，對橫縱裂縫進(jìn)行灌縫處置，有效降低路面病害反射率。

1)SMC常溫改性瀝青制備。在進(jìn)行SMC常溫改性瀝青制備前確定常溫改性劑的摻量，須綜合考慮基質(zhì)瀝青類型、氣候及交通量合理確定。本項目施工中，采用90號瀝青為基質(zhì)瀝青，摻加9%改性劑，使用攪拌裝置進(jìn)行循環(huán)攪拌，實現(xiàn)瀝青和常溫改性劑混溶均勻。

在瀝青制備過程中，將基質(zhì)瀝青注入罐內(nèi)，基質(zhì)瀝青溫度控制在90 ℃～110 ℃，不得高于120 ℃。開啟攪拌電機，注入改性劑，發(fā)育攪拌時間控制在120 min。

制備好的瀝青需要較長時間存儲或是在冬季施工時，可適當(dāng)增加改性劑摻量。

2)混合料拌和。本項目施工中，混合料集中廠拌，全過程由電腦自動控制，采用水除塵方式?；旌狭仙a(chǎn)要求干拌15 s，濕拌30 s，每盤生產(chǎn)周期不少于50 s。

在常溫狀態(tài)下進(jìn)行SMC改性瀝青混凝土生產(chǎn)時，要求直接拌和含水量小于0.5%的集料和填料，無需進(jìn)行加熱。將混合料出料溫度控制在90 ℃～120 ℃，超過140 ℃時予以廢棄。

為便于及時調(diào)節(jié)冷料進(jìn)料速度或比例，要求每天開工前須檢測集料含水量，必要時還須調(diào)整集料加熱時間和溫度。

3)混合料運輸、鋪攤和碾壓。與普通瀝青混合料運輸相同，合理確定運料車數(shù)量，須略有富余，以確保作業(yè)連續(xù)不間斷。遠(yuǎn)距離運輸時須覆蓋篷布。

采用履帶式攤鋪機進(jìn)行混合料鋪攤。攤鋪機緩慢、均勻前進(jìn)，前進(jìn)速度控制在3 m/min，松鋪系數(shù)1.3，指定專人用插尺或改錐進(jìn)行松鋪厚度檢測。

要求鋪攤時的路面溫度在0 ℃以上，結(jié)束碾壓時的混合料溫度不低于15 ℃。

與普通熱拌瀝青混合料相比，可在常溫狀態(tài)下進(jìn)行SMC改性瀝青混合料碾壓作業(yè)，其碾壓段落可適當(dāng)延長。對于檢測后路面壓實度不足時，可采用重膠輪壓路機在鋪筑后14 d內(nèi)進(jìn)行補壓。

碾壓結(jié)束后，可開放交通，須避免重車急停、調(diào)頭等。

4 質(zhì)量控制關(guān)鍵

SMC常溫改性瀝青能降低混合料拌和溫度，有效延長施工時間，便于進(jìn)行施工組織和質(zhì)量控制。從本工程實際施工效果來看，在確保原材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還須從以下方面采取質(zhì)量控制措施，確保路面成型質(zhì)量。

4.1 級配優(yōu)化

SMC改性瀝青混合料級配按骨架結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行優(yōu)化，混合料最佳油石比通過試驗確定。在進(jìn)行油石比確定時，最佳油石比采用礦料最大壓實密度對應(yīng)的油石比，同時進(jìn)行單軸抗壓強度、高溫性能、水穩(wěn)性能和低溫性能等技術(shù)指標(biāo)驗證。

施工和易性是關(guān)鍵指標(biāo)，要求經(jīng)-10 ℃的冰箱保持24 h后，在松散狀態(tài)下的混合料無明顯的凝聚結(jié)塊現(xiàn)象，且方便用鐵鏟拌和。本項目要求SMC混合料鋪攤時的路面溫度須在0 ℃以上，經(jīng)過特殊設(shè)計后可在-40 ℃～0 ℃條件下進(jìn)行攤鋪、碾壓。

4.2 壓路機防粘

在本項目施工中，個別碾壓段出現(xiàn)了混合料明顯離析、波浪、裂縫、拖痕等，分析具體原因后均予以消除。

由于SMC混合料粘性較大，在碾壓過程中，對壓路機須采取防粘輪措施。對鋼輪壓路機采取淋水措施時，須對噴水量大小進(jìn)行控制。要求將進(jìn)行施工現(xiàn)場的膠輪壓路機輪胎清理干凈，須使用隔離劑進(jìn)行輪胎擦拭。

4.3 平整度控制

SMC混合料初壓后，檢查路面的平整度、路拱等，對施工缺陷部位進(jìn)行修整，對于嚴(yán)重路段須進(jìn)行返工。在復(fù)壓時，為防止集料出現(xiàn)破碎，壓路機振壓時應(yīng)高振幅低頻率，折返時應(yīng)先停止振動。當(dāng)路面平整度在復(fù)壓后較好的，可直接用膠輪壓路機終壓至設(shè)計壓實度。

復(fù)壓結(jié)束后，對路面縱向平整度用3 m直尺進(jìn)行檢查，對缺陷部位結(jié)合終壓及時修補。

4.4 壓實度控制

壓實度檢測以壓實度和空隙率雙控，在混合料鋪筑完成15 d后進(jìn)行。以鉆芯樣為準(zhǔn)進(jìn)行壓實度評定，要求馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度壓實度不小于98%，最大理論密度壓實度92%～98%，面層實測空隙率2%～8%。

在進(jìn)行壓實度檢測時，檢測位置確定采用隨機表計算法，要求在取芯前先做滲水試驗，再取芯，做壓實度、現(xiàn)場空隙率試驗。

5 結(jié)語

在SMC常溫改性瀝青超薄罩面施工中，只有與工程實際情況相結(jié)合，嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行施工，確保各工序有效銜接，把控原材料和混合料質(zhì)量，重視施工溫度控制，認(rèn)真實施攤鋪及碾壓，能有效確保罩面鋪攤一次性成功，保證路面各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。

SMC常溫改性瀝青超薄罩面是一種新型的路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，也可作為新建路面，特別適合于需快速開放交通路段的施工。SMC改性瀝青超薄罩面屬于柔性熟料，成型迅速、固化緩慢且具備自動修復(fù)性質(zhì)，對不可抗拒的創(chuàng)痕裂隙經(jīng)過車輪碾壓可自動修復(fù)。同時，還能有效降低養(yǎng)護(hù)成本，實現(xiàn)寒冬低溫施工,符合綠色環(huán)保施工要求,在我國具有廣闊的使用前景。