维他橡胶改性沥青SMA-5磨耗层施工要点

张 培 刚

(吕梁公路建设有限公司，山西 吕梁 033000)

我国经济迅猛发展，高速公路交通量不断增长。随着使用年限的增加，沥青路面出现各种不同程度的病害就在所难免。我国高速公路出现的病害主要有裂缝、坑槽、唧浆、松散及车辙等，严重的部分路段还会出现结构强度不足。路面平整度大幅降低，路面使用功能大幅降低，轻者影响行车舒适性和安全性，严重的导致行车安全事故。

进行路面预防性养护是延长路面寿命的有效手段，能够有效降低路面寿命周期的成本，确保路面服务性能。超薄磨耗层SMA-5具有稳定的骨架嵌挤结构，高温稳定性和水稳定性显著，路用性能稳定，是一种先进的沥青路面预防性养护技术，在我国进行推广和应用，应用前景广阔，成本效益显著。

维他橡胶改性沥青SMA-5超薄磨耗层路面具有构造深度大、抗滑性能好、降噪效果明显的特点，可作为高等级沥青路面的罩面层,也可作为沥青路面预防性养护的超薄罩面层使用，有效解决传统橡胶沥青混合料施工难度大、经济性差的问题,同时将有害气体排放显著减少,具有良好的环保效益。

1 概述

超薄磨耗层是一种先进的预防性养护技术，能有效改善沥青路面的表面服务功能。通过在原路面上铺设一层磨耗层，直接供车辆行驶，要求薄层罩面具有很好的抗滑性能、耐磨性能和稳定性，一般厚度15 mm～25 mm。在我国，常用的有断级配SMA-10，SAC-10或粗级配ACG-10等，混合料结合料用改性沥青或掺入其他添加剂，能显著提高磨耗层水稳性。

SMA-5是集料最大公称粒径为4.75 mm的SMA混合料，具有两个特点：一是具有良好的路用性能和表面功能；二是最大公称粒径为4.75 mm，在满足最小层厚为3倍最大公称粒径的要求下能铺筑更薄面层。

维他橡胶沥青混合料是一种新型的沥青混合料类型。在橡胶沥青混合料中，掺加了适量的维他连接剂(TOR)，使得橡胶沥青相容性和混合料和易性方面得到明显改善，还能有效增强沥青与石料的附着力，提高混合料路用性能。进行橡胶沥青制备的橡胶粉主要来源于废旧轮胎,橡胶沥青还有助于解决黑色污染，具有良好的社会效益和经济效益。

大量的实验表明，在维他橡胶沥青超薄磨耗层SMA-5沥青混合料中，维他橡胶粉的掺入能有效提高沥青混合料水稳定性和高温稳定性，其水稳定性指标能达到甚至超过SBS改性沥青混合料。加入维他橡胶粉后的SMA-5混合料的低温抗裂性能得到明显改善，其低温弯曲破坏应变大于SBS改性沥青混合料。在维他橡胶沥青SMA-5混合料中，无需进行纤维素添加，利用橡胶沥青的高粘度特性，就能避免析漏的发生,通过飞散试验检验。

2 原材料质量

薄层罩面应具有良好的抗滑性能、耐磨性能和稳定性，须采用优质原材料。原材料质量从源头抓起，严禁不合格材料进入施工现场。

1)沥青。采用SBS改性乳化沥青作粘层油使用。混合料生产采用70号道路石油沥青，混合料用量为5.12%。

2)集料。分为0 mm～3 mm规格和3 mm～5 mm规格两种，使用玄武岩或辉绿岩碎石。3 mm～5 mm规格石料要求采用粒径在2.36 mm以上的近似立方体颗粒形状的碎石，小于0.075 mm的颗粒含量不大于1%。某项目SMA-5薄层罩面采用的粗集料要求如表1所示。

表1 SMA-5薄层罩面采用的粗集料技术要求

0 mm～3 mm规格石料采用人工轧制，有适当级配。要求小于0.075 mm含量控制在12.5%内，棱角性不小于30 s。

要求各类型集料堆放场地须硬化，使用墙体隔开，并具有良好的排水系统，避免混杂或污染。

3)填料。采用石灰岩碱性石料磨细得到的矿粉。要求干燥、清洁，亲水系数小于0.8。严禁使用拌和机回收的粉料，以确保沥青薄层罩面质量。

4)橡胶粉。橡胶粉密度应为1.15 g/cm3±0.05 g/cm3，无铁丝或其他杂质，纤维比例不超过0.5%。采用的橡胶粉要含有橡胶粉重量4%的碳酸钙，以防止胶粉颗粒相互粘结。使用40目(0.425 mm)橡胶粉，掺量为沥青用量的20%。

某项目采用的橡胶粉筛分规格见表2。

表2 橡胶粉筛分规格

对细集料、矿粉、橡胶粉等应采取覆盖措施，以免受潮影响混合料质量和拌和楼产量。

5)维他连接剂(TOR)。白色颗粒，掺加量为橡胶粉质量的4.5%。

在混合料中添加适量TOR，可将沥青与石料附着力显著增强,有效减少沥青剥落。

3 设计要点

SMA-5的矿料级配采用间断级配。粗细集料分界筛孔为1.18 mm。在目标配合比阶段，对混合料试件用表干法进行毛体积相对密度的测定，用沥青浸渍法进行橡胶粉相对密度的测定。在生产配合比设计阶段，在进行热料仓矿料和矿粉用量确定时，筛分须从二次筛分后进入各热料仓的矿料中进行取样。为确保矿料级配符合目标配合比设计要求，须特别注意使0.075 mm，1.18 mm 的筛孔通过量控制接近目标配合比设计级配。在计算混合料试件的最大理论相对密度时，须考虑橡胶粉影响。

4 施工要点

维他橡胶改性沥青SMA-5罩面具有良好的路用性能，在高温稳定性和低温抗裂性能方面大大高于AC-13改性沥青混合料，能显著降低路面噪声。现对施工中的要点进行总结，以确保施工质量。

1)施工准备。应对下层路面外观质量与内在质量检查，修复存在的开裂、松散等质量缺陷。将下层表面污染物清扫干净，可用水冲刷后吹干。还应均匀喷洒粘层沥青，以不流淌、不粘轮为度，喷洒量按0.2 kg/m2～0.3 kg/m2进行控制。为保证薄层罩面与原路面衔接平顺，应将接缝位置原路面铣刨2 m，铣刨深度约2 cm～3 cm，对铣刨处清理干净后方能摊铺沥青混合料。

2)拌制。进行SMA-5混合料拌和时，须控制沥青的用量，一般按生产油石比±0.2%进行控制。采用间歇式拌和机生产混合料，须能实现上料的全过程精确控制，配置具有自动计量功能的木质素纤维添加装置。维他橡胶改性沥青SMA-5拌制与普通SMA混合料生产基本一致。先将橡胶粉、适量TOR和矿料直接投入拌缸干拌8 s～12 s，再加入沥青湿拌40 s～45 s，要求拌和均匀即可。在维他橡胶改性沥青SMA-5混合料拌和中，采取有效的温度控制措施。一般要求将沥青加热温度控制在165 ℃±5 ℃，将矿料加热温度控制在185 ℃±5 ℃，将超过195 ℃的混合料予以废弃。拌好后的混合料在储料仓中保温至少1 h，温度不低于175 ℃。其目的在于保证橡胶与沥青能充分进行反应，大大减少浓烟和恶臭，减少对环境的破坏。

3)运输。混合料运量应较拌和能力和摊铺能力略有富余。装料时，运料车前后移动，呈品字形装料。运输途中，运料车厢应使用双层篷布覆盖，卸料中须继续覆盖，直到卸料结束方可取走篷布。混合料出厂温度和运到施工现场温度应进行测定。混合料出厂温度为180 ℃±5 ℃，运至施工现场温度应不低于155 ℃。

4)摊铺。与一般SMA混合料摊铺基本一致，要求采取有效措施确保摊铺均匀连续。在铺摊过程中，混合料摊铺、碾压温度控制见表3。

采用两台摊铺机组成梯队摊铺，前后距离不超过10 m。摊铺速度控制在2 m/min～3 m/min，最高不超过4 m/min，做到缓慢、均匀、不间断摊铺，争取做到每天收工停机一次。

摊铺机熨平板须提前30 min预热，一般要求不低于100 ℃。为保证铺面的初始压实度达到85%以上，熨平板采用中强夯等级。

表3 橡胶沥青混合料摊铺及碾压温度 ℃

应在当日高温时段进行铺摊，路表温度低于18 ℃时，应适当提高混合料摊铺温度。

5)压实。路面碾压应按“紧跟、慢压、高频、低幅”原则进行，轮胎压路机严禁使用。

在初压和复压时，应使用不少于2台钢轮振动压路机组成并列梯队进行作业，不建议使用首尾相接纵列方式。要求初压结束温度在135 ℃以上，碾压结束时的混合料温度应不低于100 ℃。

摊铺后，应在尽可能高的混合料温度下开始碾压，不得等候，不得在低温状态下反复碾压。碾压段的长度控制在20 m～30 m。

施工过程中，应做好压路机前进速度控制。某项目采用的压路机速度控制见表4。

表4 压路机碾压速度 km/h

在振动压路机前进过程中，要求将轮迹重叠宽度控制在20 cm以内。还须严格控制松铺厚度、碾压顺序、碾压速度及碾压温度等，应特别注意严格控制维他橡胶改性沥青SMA-5路面的碾压遍数。

路面压实完成12 h后，允许车辆通行。

5 结语

SMA-5具有良好的抗滑性能，行车舒适性良好，噪声低。将其应用于沥青路面的预防性养护，进行维他橡胶改性沥青SMA-5薄层磨耗层使用，具有施工时间短、工程造价低等优点，显著改善路面平整度。

在维他橡胶改性沥青SMA-5薄层磨耗层设计中，应注意其本身结构较薄，不能提高路面结构的承载能力，但改善原路面的抗滑性能和平整度显著。对于车辙深度过大的路段，不建议采用薄层罩面技术进行路面性能改善。