SMC常溫改性瀝青混凝土在公路養護維修工程中的應用

王毓明

摘要：本文通過國道312線養護維修工程重鋪路段實例，從SMC常溫改性瀝青的性能指標，以及SMC-13目標配合比的生產和調整，再到鋪筑后現場取樣檢測，詳細介紹了在養護維修項目中的經驗與教訓，對后期施工有一定借鑒作用。

Abstract： In this paper， based on the example of the resurfacing section of the National Highway 312 maintenance and repair project， from the performance index of SMC normal temperature modified asphalt， and the production and adjustment of SMC-13 target mix ratio， to the on-site sampling test after paving， the experience and lessons in the maintenance and repair project are introduced in detail， which has certain reference for the later construction.

關鍵詞：SMC改性瀝青;配合比設計;應用

Key words： SMC modified asphalt;mix design;application

中圖分類號：TU528.42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）16-0087-04

0? 引言

為推動瀝青路面施工向更加“節能、低碳、環保”的方向發展， 對路面出現龜網裂、擁包、局部沉陷等病害，結合當地實際情況，引進了SMC常溫改性瀝青技術。SMC常溫改性瀝青混合料在北京、新疆等多個省市、不同氣候條件的地區得到了成功應用，取得了良好的社會經濟效益，涵蓋高溫干旱、高溫多雨、低溫冰凍等典型氣候片區，填補了瀝青路面冬季不宜施工的空白。

1? SMC技術及SMC常溫改性瀝青的特點

1.1 SMC技術相對于熱拌、溫拌、冷拌而言，拌和溫度介于普通溫拌和冷拌之間，低于普通的熱拌、溫拌瀝青混合料，但其集料需要進行加熱除去水分，瀝青結合料需要在90℃～100℃進行施工作業，拌和溫度又高于一般的冷拌材料。

1.2 SMC常溫改性瀝青技術特點

①施工溫度低。瀝青加熱溫度90-110℃（普通90號基質瀝青加熱溫度140-150℃），集料加熱溫度60℃以上（熱拌瀝青混合料150-160℃），拌合溫度90℃左右。

②施工溫度相對寬松。施工時基本可以忽略混合料的自身溫度、環境溫度對施工質量的影響。因此，施工便捷，施工組織靈活，能夠保證施工質量的同時提高施工進度。

③路用性能優良。SMC常溫改性瀝青混合料鋪筑在具有一定模量水平的下承層上，其抗高溫剪切變形能力、抗疲勞開裂能力、抗低溫開裂能力、抗松散剝落能力較高、實際使用壽命較高。

2? 與SMC有關的概念

2.1 常溫的定義

“常溫”是相對于熱拌、溫拌和冷拌而言，拌合溫度低于普通的熱拌、溫拌瀝青混合料，但其集料需要加熱除去水分，拌和、攤鋪、碾壓溫度可降低到90℃左右。

2.2 SMC常溫瀝青改性劑

SMC常溫瀝青改性劑是人工合成的高聚物彈性體，以廢舊輪胎、塑料煉制的橡膠油為主要成份，約占改性劑重量的80%，其他輔助化工原材料占重量的20%，顏色褐色，密度為0.8-1.0g/cm3，閃點在55℃-110℃間。改性劑可熔融在瀝青中以提高瀝青的路用性能，如高溫抗車轍性能、低溫抗裂性能、抗水損壞性能及抗疲勞開裂性能，同時改善了瀝青混合料的施工和易性。

2.3 SMC常溫改性瀝青

一定劑量的SMC常溫改性劑與基質瀝青在一定條件下熔融混合而成的一種改性瀝青，在常溫條件下具有一定的流動性，經過一定時間的揮發固化后，與聚合物改性瀝青性能相當。

2.4 SMC常溫改性瀝青混合料

SMC常溫改性瀝青和一定級配的礦料拌和而成的混合料。

3? 原材料

3.1 基質瀝青

基質瀝青90號

A級道路石油瀝青，各項指標均符合規范要求。

3.2 集料

粗集料采用碎石，規格為10-18mm，10-15mm，5-10mm，3-5mm;細集料采用機制砂，規格為0-3mm，填料為礦粉。

4? SMC-13目標配合比設計

4.1 目標配合比礦料級配設計（表1）

根據級配上、下限要求，合成級配完全滿足要求。

4.2 目標配合比瀝青混合料體積指標檢測

以0.4%為間隔，對3.8%～5.4%五組油石比分別進行馬歇爾試驗（雙面擊實100次，擊實溫度110℃）、最大理論密度試驗，其中穩定度和流值為養生3d后的測試數據。最大理論密度采用真空法得出。

由表2和圖1可知當油石比為4.6%時（即礦料最緊密狀態），混合料毛體積密度為2.509，空隙率為3.7%（3-6），礦料間隙率為14.2%（不小于13），瀝青飽和度為73.7%（65-75）。

5? SMC-13生產配合比設計

5.1 各檔料篩分試驗

生產配合比設計中集料由拌合站進行熱篩分，最終分為四檔料即1#倉（0-3mm），2#倉（10-15mm），3#倉（5-10mm），4#倉（3-5mm）。由現場取料室內進行水洗篩分。（表3）

5.2 集料密度試驗

結果見表4。

5.3 生產配合比礦料級配設計

根據各檔集料篩分結果進行生產配合比級配合成計算。

根據表5可知，合成級配分別在0.3mm、0.6mm、9.5mm不在上下限范圍內。

5.4 生產配合比瀝青混合料體積指標檢測

以0.4%為間隔，對3.8%～5.4%五組油石比分別進行馬歇爾試驗（雙面擊實100次，擊實溫度110℃），最大理論密度試驗，其中穩定度和流值為養生3d后的測試數據。最大理論密度采用真空法得出。見表6。

由表6和圖2可知當油石比為4.5%時（即礦料最緊密狀態），毛體積密度為2.521，空隙率為3.5%（3-6），礦料間隙率為14.1%（不小于13），瀝青飽和度為75.1%（65-75）。最終以生產配合比設計時確定的最佳油石比為準。

5.5 生產配合比水穩定性能驗證

本試驗水穩定性能驗證采用馬歇爾殘留穩定度性能驗證（雙面擊實100次，擊實溫度110℃），試驗方法按照現行試驗規程進行。（表7）

6? 施工過程中抽樣檢測

施工現場抽樣檢測瀝青混合料取自攤鋪機后，由于施工項目部只能進行抽提試驗，現場只進行了油石比及級配檢驗。

從表8中可以得知，現場取樣抽提后篩分結果與設計級配范圍有差異，表中標記部分為超出范圍。

7? 結論

7.1 SMC-13目標配合比設計結果

①基質瀝青為90號A級，SMC常溫改性劑產量為瀝青的8%。

②石料比例為10-15mm：5-10mm：0-3mm：礦粉=42：22：33：3

③最佳油石比4.6%時，混合料毛體積密度為2.509，空隙率為3.7%，礦料間隙率為14.2%，瀝青飽和度為73.7%。

目標配合比各項指標均符合要求。

7.2 SMC-13生產配合比設計結果

①基質瀝青為90號A級，SMC常溫改性劑產量為瀝青的8%。

②石料比例為10-15mm：5-10mm：3-5mm：0-3mm：粉=38：25：7：25：5

③最佳油石比4.5%時，毛體積密度為2.521，空隙率為3.5%，礦料間隙率為14.1%，瀝青飽和度為75.1%。

④油石比為4.5%時殘留強度比為88%。

生產配合比設計中各項指標均滿足要求。

7.3 本試驗已圓滿完成，但對于SMC常溫改性瀝青混凝土鋪筑技術的推廣應用，必須結合實體工程當地的氣候條件、交通特點、工程造價、路用材料和施工特點進行優化、改進，使用效果還需繼續跟蹤、觀察。

參考文獻：

[1]JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[2]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[3]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].2004.