SMC常溫改性瀝青通過在基質(zhì)瀝青中摻加利用廢舊塑料與輪胎人工合成的高分子聚合物彈性體,改善瀝青在常溫下的施工和易性,使瀝青混合料在常溫甚至低溫條件下仍具備流動(dòng)性。因此SMC常溫瀝青混合料可采用冷拌冷鋪的方式施工,通常用于低等級(jí)道路瀝青面層,或者用于修復(fù)高速公路表面功能層非結(jié)構(gòu)性病害。為研究SMC常溫拌和瀝青混合料薄層路面技術(shù),本文總結(jié)了SMC常溫瀝青混合料薄層施工技術(shù),將其運(yùn)用在高速公路表面功能層養(yǎng)護(hù)維修施工中,檢驗(yàn)其效果,為常溫瀝青混合料的施工提供借鑒。
某高速公路設(shè)計(jì)行車時(shí)速為100km,路基寬度26m,自通車以來,交通流量較大,以四軸與六軸貨車為主,貨車通行比例約達(dá)70%。該高速公路在通車四年后,部分路段出現(xiàn)橫向裂縫、局部網(wǎng)裂與局部車轍等病害,研究決定,鋪筑3cmSMC-10常溫瀝青混合料薄層進(jìn)行處治。
本文選用SBS/SMC常溫改性瀝青作為常溫拌和瀝青混合料的膠結(jié)料,其主要技術(shù)性質(zhì),如表1所示。
表1 SBS/SMC改性瀝青技術(shù)指標(biāo)
粗集料選用石灰?guī)r碎石,細(xì)集料為石灰?guī)r石屑與礦粉,其主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果,如表2所示。
表2 集料技術(shù)指標(biāo)
本文根據(jù)《公路路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)SMA-10的級(jí)配范圍及關(guān)鍵篩孔(2.36mm)通過率經(jīng)行調(diào)整與控制,設(shè)計(jì)級(jí)配如表3所示。
表3 SMC-10設(shè)計(jì)級(jí)配
SMC常溫瀝青加工工藝。SBS/SMC復(fù)合改性瀝青加工工藝較為簡(jiǎn)單,在拌和站將SMC改性劑與SBS改性瀝青在110℃~120℃的條件下進(jìn)行混溶,并簡(jiǎn)單攪拌30min~60min,使其溶脹均勻即可。
原路面處理。該高速公路舊路面表面層為4cmAC-13瀝青混凝土,由于交通量較大,集料表面瀝青膜剝落較嚴(yán)重。為提高舊路面與薄層之間的粘結(jié),薄層施工前應(yīng)使用高壓熱空氣對(duì)舊路表面雜物清除干凈,再噴灑適量SBS改性乳化瀝青,方可進(jìn)行常溫瀝青的攤鋪、碾壓施工。
常溫瀝青混合料的拌和。SBS/SMC常溫改性瀝青混合料拌和工藝與熱拌瀝青混合料大致相似,區(qū)別在于常溫瀝青混合料拌和溫度較低。拌和站生產(chǎn)配合比為6mm-10mm:3mm~6mm:0mm~3mm:礦粉=61:4:27:8;SMC改性劑摻量為15%,油石比為5.1%。礦料加熱溫度控制在120℃~130℃之間,瀝青加熱溫度控制在110℃~120℃之間,出料溫度控制為120℃~130℃。
常溫瀝青混合料的運(yùn)輸。采用自卸汽車將拌和完成的常溫瀝青混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),裝料前應(yīng)在車廂內(nèi)涂刷適量稀釋劑以避免裝料困難,裝料時(shí)應(yīng)呈品字形接料以避免混合料離析,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)安排專員指揮自卸汽車配合攤鋪機(jī)卸料。
常溫瀝青混合料的攤鋪。常溫瀝青混合料薄層攤鋪工藝與熱拌瀝青混合料大致相似,僅松鋪系數(shù)、攤鋪機(jī)分料室內(nèi)瀝青混合料的高度、攤鋪溫度與攤鋪系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)存在差異。其中常溫瀝青混合料松鋪系數(shù)通常較高,一般在1.3~1.4之間。而對(duì)于攤鋪機(jī)的分料室內(nèi)混合料高度,應(yīng)待螺旋布料器將混合料分向兩側(cè)直到料的高度達(dá)到螺旋布料器高度3/4時(shí),即混合料將上部布料器掩埋1/2時(shí),方可進(jìn)行混合料攤鋪。對(duì)于攤鋪機(jī)速度,應(yīng)將其控制在2m/min~4m/min,確保攤鋪機(jī)勻速緩慢且連續(xù)不間斷的進(jìn)行攤鋪。由于SMC瀝青混合料的溫度敏感性較低,因此對(duì)攤鋪施工溫度未提出具體的要求。
SBS/SMC常溫改性瀝青混合料的級(jí)配是骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),對(duì)于該混合料的碾壓成型更偏重于膠輪壓路機(jī)的揉搓壓實(shí)作用,同時(shí)由于在該混合料溫度高于60℃的條件下使用膠輪碾壓施工容易粘輪現(xiàn)象,因此施工過程中采用的碾壓方案為:初壓采用12t鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍,避免振動(dòng)壓實(shí)造成薄層部分集料破碎;復(fù)壓采用26t膠輪壓路機(jī)碾壓6遍;終壓采用12t鋼輪壓路機(jī)收光壓實(shí)2遍;碾壓速度應(yīng)控制在3km/h以內(nèi),終壓碾壓溫度應(yīng)大于30℃,對(duì)于初壓與復(fù)壓無溫度要求。
為研究常溫拌和瀝青混合料在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果,本文依托實(shí)體工程,在高速公路薄層路面施工中運(yùn)用了上述施工技術(shù),并對(duì)施工完成后的路面質(zhì)量進(jìn)行跟蹤檢驗(yàn)。
路面平整度與車轍深度檢測(cè)。常溫拌和瀝青混合料薄層路面施工結(jié)束后,選取5個(gè)代表性路段,對(duì)其路基表面平整度與車轍深度進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果如表4所示。
表4 路面跟蹤檢測(cè)結(jié)果
由表4可知,常溫拌和瀝青混合料薄層路面在行車荷載與環(huán)境的共同作用下,其表面平整度較好,未產(chǎn)生嚴(yán)重車轍。通車一年后薄層路面平整度未產(chǎn)生顯著變化,各路段平整度均小于2mm,表明路面各結(jié)構(gòu)層未產(chǎn)生較大變形;路面車轍深度增長(zhǎng)緩慢,通車一年后最大車轍深度僅為4.1mm,表明薄層路面高溫性能良好,在夏季高溫與車輛荷載的條件下,仍能保持較好的抗變形能力。
路面抗滑性能檢測(cè)。常溫拌和瀝青薄層路面施工結(jié)束后,選取5個(gè)代表性路段,對(duì)其路面抗滑性能進(jìn)行跟蹤檢測(cè),結(jié)果顯示,薄層路面在行車荷載與環(huán)境因素的作用下,其路面抗滑性能衰減緩慢,并維持在良好的范圍內(nèi)。開放交通一年后,路面抗滑系數(shù)與構(gòu)造深度在車輪的磨耗與壓密作用下緩慢衰減,但仍滿足規(guī)范要求(BPN≥54,TDb≥0.55),路面抗滑性能良好。