SMC改性沥青超薄罩面施工技术要点.pdf

132 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 SMC 改性沥青超薄罩面施工技术要点张文彪（山西省公路局忻州分局，山西 忻州 034000）摘要：为解决沥青路面预防性养护中的 SMC 改性沥青超薄罩面施工问题，结合某公路工程实际情况，对其SMC改性沥青超薄罩面施工技术进行分析，提出施工中需要注意的各项技术要点，以期为相关人员提供参考。关键词：超薄罩面；SMC 改性沥青；罩面施工中图分类号：U416.2 文献标识码：B 文章编号：1673-8098（2023）03-0132-020 引言罩面是一种当前十分常用的沥青路面预防性养护技术，而超薄罩面是继罩面之后发展而来的一项新预防性养护技术.为达到预期的养护效果，往往需要采用 SMC 改性沥青，即在基质沥青中适量掺加 SMC 改性剂。1 工程概况某公路工程K570+000K590+800 段与K471+000K484+000段路面经长时间通车使用，已经产生一些病害，路面的使用性能降低。为了不影响正常通行，达到预期的预防性养护目的，现决定采用 SMC 超薄罩面对其进行养护处理，超薄罩面层的厚度为1 1.5cm。2 混合料的组成设计2.1 原材料该段超薄罩面施工使用90#克拉玛依沥青，其针入度（25，100g，5s）为 83（0.1mm），满足公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004，以下简称规范）提出的 80 100（0.1mm）针入度要求，试验方法按照规范中的沥青针入度试验（T 06042011）；软化点为 46，满足以上规范提出的不低于 44的要求，试验方法按照规范中的沥青软化点试验（T 06062011）；延度（15，5cm/min）为100cm以上，满足以上规范要求，试验方法按照规范中的沥青延度测试（T 06052011）。本次所用 SMC 常温改性剂的各项技术指标为：外观为褐色液体；密度为 0.886g/cm3，满足SMC 常温改性沥青及沥青混合料设计与施工技术指南提出的 0.8 1.0g/cm3要求；橡胶烃含量为 86.0%，满足以上指南提出的不低于 80%的要求；粘度（旋转法，25）为 0.22Pas，满足以上指南提出的不超过0.8Pas 的要求；闪点（开口杯法）为 70.0，满足以上指南提出的 55 110要求1。2.2 矿料级配该段超薄罩面施工所用矿料级配为10 型，各档矿料都使用拌和站下放的热料来合成计算与试验验证，具体的生产级配为：510mm0 5mm粉料=62335。矿料级配范围为：9.5mm筛 孔 通 过 率 94%100%；4.75mm 筛 孔 通 过 率 34%42%；2.36mm筛孔通过率 24%30%；1.18mm筛孔通过率17%23%；0.6mm 筛孔通过率 13%20%；0.3mm 筛孔通过率 9%16%；0.15mm 筛孔通过率 7%13%；0.075mm 筛孔通过率 7%9%。混合料配合比矿料级配合成计算如表 1 所示。2.3 最佳油石比5.0%、5.4%和 5.8%三种油石比条件下的混合料各项参数如表 2 所示。从表 2 数据可知，为了使混合料的空隙率保持在 3%4%范围内，且沥青饱和度保持在 65%75%范围内，此次将混合料的油石比确定为 5.4%2。2.4 混合料路用性能采用以上混合料，对其各项路用性能进行试验验证，结果为：动稳定度为 930 次/min，满足设计提出的不小于 800 次/min的要求；弯拉应变为 3300，满足设计要求提出的不小于 3000 的要求；残留稳定度为87.2%，满足设计提出的不小于80%的要求；133NO.3/JUNE.2023交通建设与管理 影响有影响的人 表 1 混合料配合比矿料级配合成计算筛孔尺寸（mm）矿料设计级配规定级配5100 5矿粉目标级配级配下限级配上限13.2100100100100.01001001009.59410010096.397941004.753.491.210037.23834422.360.367.410027.42724301.180.346.210020.42017230.60.334.210016.51613200.30.320.110011.8129160.150.312.398.69.2107130.0750.310.291.88.1879配合比62335100.00表 2 5.0%、5.4%和 5.8%三种油石比条件下的混合料各项参数油石比（%）毛体积相对密度最大理论相对密度空隙率（%）矿料间隙率 VMA（%）沥青饱和度 VFA（%）稳定度（kN）流值（mm）5.02.3782.5115.2913.0259.4312.033.755.42.4122.4963.3712.1372.2111.813.305.82.4292.4822.1311.8482.0212.334.39设计要求35/65758/冻融劈裂强度比为 80.2%，满足设计提出的不小于 75%的要求。可见，以上混合料完全可以满足设计提出的路用性能要求3。3 施工工艺3.1 改性沥青生产在混合料铺筑开始前1d进行SMC改性沥青生产，步骤如下：先将 90#沥青加热至 110 120，然后按照 12%的掺加量掺加 SMC 改性剂，可使用沥青泵进行，掺加完改性剂后，在沥青罐内连续搅拌 6h。3.2 混合料拌和对于采用 SMC 改性沥青的罩面混合料，其拌和工艺流程及方法都和普通混合料相似，只是具体的工艺参数存在不同。其中，对改性沥青进行加热时，需将温度控制在 110 120范围内；对石料进行加热时，需将温度控制在 120 130范围内。先干拌 8s 以上，再湿拌 30s 以上。混合料出料时，其温度应保持在120 130范围内，当温度超过 150时，需废弃。将混合料运输到施工现场后，其温度不能低于 120，使混合料摊铺时温度不低于 110，且和易性达到摊铺施工要求4。3.3 混合料摊铺混合料摊铺需利用摊铺机进行，摊铺主要技术参数如下：摊铺速度按 2.5 3.5m/min 控制；松铺系数按 1.3 1.5cm控制（确保压实厚度保持在 1.0 1.3cm 范围内）；摊铺机中螺旋布料器内的混合料高度应始终保持在 2/3 3/4 范围内，摊铺机熨平板的振动模式需选择最低档。在超薄罩面混合料摊铺施工中，因摊铺厚度很小，需将摊铺机的仰角调整到最小，这对摊铺机各项参数的控制提出了很高要求，若控制不精准，在摊铺施工中容易产生拖痕、离析或者是波浪。在以往的超薄罩面施工中，通常要求摊铺厚度不小于2cm，并采用专门的摊铺机开展施工。此次施工通过对各项摊铺参数的严格控制，并未产生上述情况。3.4 混合料碾压初压由关闭振动装置的双钢轮压路机进行，静压 1 遍，压路机行驶速度 3km/h，完成碾压后进行路拱及平整度的检查，当发现缺陷时，立即修整；复压由胶轮压路机进行，连续碾压 6 8 遍，压路机行驶速度 4km/h；终压由双钢轮压路机进行，连续碾压 2 遍，直到摊铺层上没有明显的轮迹5。4 结语综上所述，SMC 改性沥青超薄罩面是一种新型路面预防性养护措施，除了能消除并遏制原路面病害的产生与发展，还能（下转第 97 页）97NO.3/JUNE.2023交通建设与管理 影响有影响的人 同循环次数中橡胶改性沥青混合料弯拉应变最大，20 次循环次数之后，90#基质沥青混合料弯拉应变降比为 14.97%，橡胶改性沥青混合料弯拉应变降比为 10.4%，SBS 改性沥青混合料弯拉应变降比为 10.5%。说明橡胶改性沥青在多次循环后性能降幅最小，在季节性冰冻区域可用橡胶改性沥青混合料用于施工，可提高路面抗冻性能，减少路面裂缝产生。3.2 间接拉伸试验对多次冻融后的 90#基质沥青、橡胶改性沥青和 SBS 改性沥青三种沥青混合料进行间接拉伸试验，试验结果见表 7。表 7 间接拉伸试验数据表冻融次数间接拉伸强度（MPa）90#基质沥青橡胶改性沥青SBS 改性沥青01.761.982.2341.531.872.1781.511.762.09121.321.691.85161.291.601.69201.221.561.58由上述数据可知，随着循环次数增加，三种沥青混合料间接拉伸强度逐渐降低，在前 12 次循环中，三种沥青混合料间接拉伸强度明显降低，12 20 次循环过程中降低趋势逐渐平稳。在相同循环次数中，SBS 改性沥青混合料间接拉伸强度最大。20 次循环次数之后 90#基质沥青混合料间接拉伸强度降比为30.7%，橡胶改性沥青混合料间接拉伸强度降比为 29.1%，SBS改性沥青混合料间接拉伸强度降比为 21.2%。这说明，改性沥青可提高路面低温性能，其中 SBS 改性沥青在多次循环后性能降幅最小，在季节性冰冻区域可用 SBS 改性沥青混合料用于施工，可提高路面抗冻性能，减少路面裂缝产生。4 结论本文研究冻融循环下不同沥青混合料低温性能，通过室内试验得出以下结果：（1）通过设计90#基质沥青混合料、橡胶改性沥青混合料、SBS 改性沥青混合料三种沥青级配，对其分别进行高温稳定性试验及水稳定性试验，得出所设计级配均满足施工规范。（2）通过小梁弯曲试验得出，在冻融循环作用下橡胶改性沥青具有更好的抗冻性能，在施工中可减少裂缝。（3）通过间接拉伸试验得出，在冻融循环作用下 SBS 改性沥青具有更好的低温抗冻性能，可用于路面施工当中。参考文献1张一奔，徐飞，郑山锁.冻融损伤混凝土研究综述J.混凝土，2021（3）：10-14.2 赵军林.冻融循环作用下沥青混合料低温性能及力学特性研究 D.兰州：兰州理工大学，2021.3 许西淼.季冻区再生沥青混合料低温性能研究 D.长春：吉林建筑大学，2019.改善路面各项使用性能。目前，该工程的 SMC 改性沥青超薄罩面施工已经顺利完成，经检查确认，各项技术指标均能达到规范和设计的要求，说明以上施工技术合理可行，值得类似工程参考借鉴。参考文献1 周丁丁，胡好枝.SMC 改性沥青超薄罩面施工技术要点 J.交通世界，2020，11（33）：10+14-15+154.2 王志国.高粘结改性沥青技术性能及超薄磨耗层罩面技术应用价值研究 J.粘接，2020，41（2）：38-41+129.3 马福强.高速公路养护中 SMC 改性沥青超薄罩面的应用研究 J.交通世界，2019，10（12）：62-63.4 张长福.SMC 超薄罩面技术在青海柳格高速万丈盐桥的应用 J.青海交通科技，2018，11（4）：55-60.5 龚小波,张波,高成伦.SMC 改性沥青超薄罩面在达陕高速公路养护中的应用 J.低碳世界，2017，10（13）：176-177.（上接第 133 页）