關(guān)于SBS改性瀝青配合比設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的探討

【摘 要】 在良好的設(shè)計(jì)配合比和施工條件下，SBS瀝青能使瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。本文簡(jiǎn)要講述SBS改性瀝青的施工技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】 SBS瀝青混合料 配合比設(shè)計(jì) 技術(shù)要求

一、引言：聚合物改性瀝青是一種技術(shù)含量和附加值較高的新型優(yōu)質(zhì)筑路材料。它通過(guò)把聚合物摻入道路瀝青中而改善使用性能，能顯著延長(zhǎng)路面壽命、降低噪聲、提高行車(chē)舒適性和安全性，SBS瀝青作為一種改性瀝青膠結(jié)料，早在20世紀(jì)90年代就已出現(xiàn)，由于SBS是一種熱塑性橡膠共聚物，使用量大，費(fèi)用較高，由于受經(jīng)濟(jì)條件限制，所以在國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有大面積推廣。下面談?wù)剬?duì)SBS瀝青配合比設(shè)計(jì)以及工程施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

二、SBS改性瀝青概述SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青（AH-70）的基礎(chǔ)上，摻加2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性劑，改性后的瀝青，與原瀝青相比，其高溫粘度增大，軟化點(diǎn)升高。在良好的設(shè)計(jì)配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。在SBS改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)，生產(chǎn)后對(duì)其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，外摻3.0%SBS的改性瀝青，軟化點(diǎn)、針入度等指標(biāo)均滿(mǎn)足改性瀝青規(guī)范要求，可用SBS改性瀝青做瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。

三、SBS瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)為了使設(shè)計(jì)的混合料能夠達(dá)到實(shí)施效果，需要從材料要求、施工工藝、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制方法等諸多方面提出以下要求，希望能夠引起注意。

（一）原材料要求1-1粗集料

用于改性瀝青混合料面層的粗集料，宜采用碎石或碎礫石，其粒徑規(guī)格和質(zhì)量要求均應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ032-94）的規(guī)定（1）粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害雜質(zhì)，且具有一定硬度和強(qiáng)度。（2）粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀，破碎礫石用于高速公路、一級(jí)公路時(shí)，應(yīng)采用大礫石破碎，并至少應(yīng)有兩個(gè)以上的破碎面。（3）對(duì)于抗滑表層粗集料應(yīng)選擇硬質(zhì)巖（中性或基性火成巖）。由于硬質(zhì)巖石與瀝青的粘接力存在著較大差異，粗集料與瀝青的粘附性應(yīng)不小于4級(jí)。對(duì)于3-5mm 石屑部分由于含量較低，并且該部分對(duì)瀝青混合料形成嵌接結(jié)構(gòu)有一定的作用，建議用硬質(zhì)巖石屑（玄武巖）。

1.2 細(xì)集料細(xì)集料包括人工砂、天然砂。瀝青路面面層宜采用人工砂作為細(xì)集料，細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害雜質(zhì)，有適當(dāng)?shù)念w粒組成，并與改性瀝青有良好的粘附性，天然砂由于質(zhì)量變化大（大部分為中粗砂），形狀較圓滑，與瀝青的粘附性差，對(duì)瀝青混合料影響較大。對(duì)于高速公路、一級(jí)公路瀝青混合料，天然砂的含量不宜超過(guò)20%，可用0-3mm的石屑粉代替天然砂。

1.3 填充料用于改性瀝青混合料面層的填料應(yīng)潔凈、干燥，其質(zhì)量應(yīng)符合《公路瀝青路面技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)要求。（1）改性瀝青混合料填充料宜采用強(qiáng)基性巖石（石灰?guī)r、巖漿巖）等增水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，礦粉要求干燥、潔凈，不宜使用混合料生產(chǎn)中干法除塵的回收粉。（2）采用水泥、消石灰粉做填料時(shí)，其用量不宜超過(guò)礦料總量的2%。（3）對(duì)于瀝青表面層混合料不推薦使用在混合料生產(chǎn)排回收粉，當(dāng)塑性指數(shù)小于4且親水系數(shù)小于0.8時(shí)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可以部分的使用，回收粉用量每盤(pán)不能超過(guò)礦粉總量的四分之一。

1.4 SBS改性瀝青技術(shù)要求技 術(shù) 指 標(biāo) SBS改性瀝青針入度25℃，100g，5s（0.1mm） 最小 60針入度指數(shù)PI 最小『1』 -0.2延度5℃，5cm/min（cm） 最小 30軟化點(diǎn)，TRB （℃） 最小 55含蠟量（蒸餾法）（%） 最大 3運(yùn)動(dòng)粘度135℃（Pa.s） 最大『2』 3閃點(diǎn)（℃） 最小 230溶解度（%） 最小 99離析，軟化點(diǎn)差（℃） 最大『3』 2.5彈性恢復(fù)25℃（%） 最小 65旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)（RTFOT）后殘留物『4』質(zhì)量損失（%） 最大 1.0針入度比25℃（%） 最小 60延度5℃（cm） 最小 20注：[1]針入度指標(biāo)PI由15℃、25℃、30℃等三個(gè)以上不同溫度的針入度，按式1Gp=AT+K進(jìn)行線(xiàn)行回歸，再計(jì)算獲得參數(shù)A后由下式求得，直線(xiàn)回歸的相關(guān)系數(shù)R不得低于0.997。PI=（20-500A）/（1+50A）[2]表中135℃運(yùn)動(dòng)粘度可采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ052-93）中的\"瀝青粘度測(cè)定法（勃洛克菲爾德粘度計(jì)法）\"

進(jìn)行測(cè)定。若在不改變改性瀝青物理力學(xué)性質(zhì)并符合安全條件的溫度下易于泵送和拌和，或經(jīng)試驗(yàn)證明適當(dāng)提高泵送和拌和溫度時(shí)能保證改性瀝青的質(zhì)量，容易施工，可不要求測(cè)定。有條件時(shí)應(yīng)測(cè)定改性瀝青在60℃時(shí)的動(dòng)力粘度，用毛細(xì)管法測(cè)定。

[3]改性瀝青在現(xiàn)場(chǎng)制作后立即使用或貯存期間進(jìn)行不間斷的攪拌或泵送循環(huán)時(shí)，對(duì)離析試驗(yàn)指標(biāo)可不作要求。

[4]老化試驗(yàn)應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)（RTFOT）方法為準(zhǔn)；允許采用薄膜加熱試驗(yàn)（TFOT）代替，但必須在報(bào)告中注明，且不得作為仲裁結(jié)果。

1.5 SBS改性瀝青試驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）試驗(yàn)樣品的取樣

在施工過(guò)程中所用的改性瀝青每車(chē)都必須檢驗(yàn)。取樣一定要均勻，具有代表性。對(duì)每份試樣應(yīng)加熱后一次澆滿(mǎn)所需的試模，不宜重復(fù)加熱使用。試驗(yàn)澆模的溫度必須達(dá)到160℃以上，并且澆模和混合料的制備之前，必須充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

（2）做軟化點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)，必須按試驗(yàn)規(guī)程將試樣加熱至充分流到后，澆注試樣環(huán)，不允許使用其他方法填滿(mǎn)試樣環(huán)，否則試驗(yàn)結(jié)果誤差很大。

（二）瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)：

改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比及試拌試鋪的三個(gè)階段，確定礦料級(jí)配及最佳改性瀝青用量。

2.1 級(jí)配

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)級(jí)配應(yīng)采用貝雷法進(jìn)行設(shè)計(jì)，級(jí)配選擇原則：AC-13I型混合料2.36mm以下篩孔通過(guò)量應(yīng)取級(jí)配下限以達(dá)到密實(shí)、嵌擠。

2.2 粉料比

小于0.075mm含量的多少對(duì)瀝青混合料體積指標(biāo)和路用性能影響很大，混合料級(jí)配中小于0.075mm的含量必須考慮粗集料本應(yīng)含有的粉塵部分。要求礦粉含量不超過(guò)瀝青含量，小于0.075mm部分與瀝青含量之間的比值即粉料比應(yīng)存在1-1.2之間，對(duì)瀝青面層混合料礦粉含量宜取4.5-5%。

2.3 混合料技術(shù)指標(biāo)

為有效的提高瀝青路面的性能，表面層瀝青混合料一方面要滿(mǎn)足泌水條件，另一方面，又要防止出現(xiàn)超密現(xiàn)象，因此，需要對(duì)瀝青混合料的體積指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的限制，見(jiàn)下表所示。

試驗(yàn)項(xiàng)目 技術(shù)要求 備注

擊實(shí)次數(shù) （次） 雙面各75

瀝青混合料的理論最大相對(duì)密度以實(shí)測(cè)法為準(zhǔn)

穩(wěn)定度 （KN） >7.5

流值 （0.1mm） 20-40

空隙率AV （%） 3-6

飽和度VFA （%） 70-85

礦料間隙VMA （%） 根據(jù)最大粒徑參照規(guī)范

擊實(shí)溫度 （℃） 160

殘留穩(wěn)定度 （%） >80

車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度 （次/mm） >2000

2.4 注意事項(xiàng)

改性瀝青混和料的設(shè)計(jì)過(guò)程中以下問(wèn)題上引起注意。

A、混和料的拌合和擊實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范和根據(jù)瀝青膠結(jié)料的粘溫關(guān)系曲線(xiàn)進(jìn)行確定，進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)時(shí)的拌合、擊實(shí)溫度應(yīng)與拌合廠(chǎng)拌合溫度、現(xiàn)場(chǎng)碾壓溫度一致。建議溫度見(jiàn)下表：

改性瀝青的試驗(yàn)和施工溫度

溫 度 密級(jí)配瀝青混合料

拌合溫度 不小于160℃

初壓溫度 不小于150℃

復(fù)壓溫度 不小于140℃

終壓溫度 不小于120℃

B、試驗(yàn)取樣和拌合時(shí)要保證瀝青膠結(jié)料的均勻性，應(yīng)將制備好的膠結(jié)料拌合均勻后進(jìn)行取樣和混合料的制備。

C、混合料體積指標(biāo)的測(cè)定要統(tǒng)一，對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料試件密度的測(cè)定應(yīng)統(tǒng)一采用表干法。

D、改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)符合以下兩個(gè)指標(biāo)要求，達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)采取抗剝落措施：

（1）、采用\"瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)\"方法測(cè)定的48h浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度不應(yīng)小于80%。

（2）、采用\"瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)\"方法測(cè)定的劈裂強(qiáng)度比不應(yīng)小于80%。

四、SBS瀝青混合料的施工

SBS瀝青是一種以彈性塑膠類(lèi)改性瀝青，正確使用可以顯著提高瀝青面層的抗車(chē)轍性能，增加耐久性，增加抗老化能力，延長(zhǎng)公路的壽命。與AH-70基質(zhì)瀝青相比，SBS瀝青的粘度和軟化點(diǎn)顯著增加，SBS瀝青的運(yùn)輸儲(chǔ)存和路面面層施工有一些與基質(zhì)瀝青不同的要求，只有正確使用才能達(dá)到預(yù)期效果。

1、運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)要求

SBS瀝青在生產(chǎn)工廠(chǎng)裝車(chē)溫度必須保持在160℃以上，運(yùn)到混合料拌合場(chǎng)的溫度不應(yīng)低于140℃，運(yùn)輸車(chē)輛須在24小時(shí)內(nèi)運(yùn)到指定地點(diǎn)，并及時(shí)把瀝青泵送到瀝青儲(chǔ)存罐中。

2、瀝青拌合場(chǎng)儲(chǔ)存的技術(shù)要求

SBS瀝青的儲(chǔ)存溫度應(yīng)保持在150℃左右，若溫度低于所要求的儲(chǔ)存溫度，SBS瀝青的粘度過(guò)大，從而導(dǎo)致瀝青罐的油管路堵塞，最后只能停產(chǎn)修理。

瀝青熱拌廠(chǎng)應(yīng)盡量少儲(chǔ)存SBS瀝青，做到隨進(jìn)隨用，用時(shí)多存，不用時(shí)少存，存貯是不宜超過(guò)24h。

當(dāng)一天的施工任務(wù)完成后，應(yīng)盡量用完罐中的瀝青，或者給瀝青罐加滿(mǎn)瀝青，或把剩余的少量瀝青抽到其它儲(chǔ)存罐內(nèi)，以減少瀝青與空氣接觸的表面積，從而防止瀝青老化。

瀝青拌合廠(chǎng)儲(chǔ)存罐大部分為臥式，為保證SBS改性瀝青的均勻性，應(yīng)在貯存罐頂部安裝攪拌器，或用貯存罐中自帶攪拌器，攪拌器每3小時(shí)攪拌一次，攪拌時(shí)間每次20分鐘。

3、泵送的技術(shù)要求

SBS瀝青運(yùn)輸、儲(chǔ)存溫度要求較高，當(dāng)生產(chǎn)混合料時(shí)需要用瀝青泵送到混合料攪拌機(jī)中，由于瀝青泵帶有過(guò)濾器易被某些物質(zhì)堵塞過(guò)濾器網(wǎng)眼，從而影響瀝青的泵送能力，建議使用網(wǎng)眼較大的過(guò)濾器（9.5mm以上），同時(shí)加強(qiáng)瀝青管線(xiàn)的保溫措施，以防止管線(xiàn)中的SBS瀝青溫度降低堵塞管線(xiàn)。

4、拌合、運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)要求

為保證瀝青混合料的質(zhì)量更穩(wěn)定，瀝青用量更準(zhǔn)確，宜采用間隙式拌和機(jī)拌和。拌和必須均勻，只有SBS瀝青改性劑完全分散在瀝青中，才能充分發(fā)揮其效能，對(duì)于密級(jí)配（AC-13I）混合料，應(yīng)做到拌合后的混合料均勻一致，無(wú)細(xì)料和粗料分離及花白、結(jié)成團(tuán)塊的現(xiàn)象。由于SBS改性瀝青混合料的施工溫度要求較高，建議拌合溫度控制在160℃，運(yùn)輸車(chē)必須加蓋篷布或其它保溫材料，防止結(jié)合料表面結(jié)硬，為確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術(shù)規(guī)范要求，必須保證攤鋪機(jī)前至少兩輛車(chē)等待卸料，決不能出現(xiàn)攤鋪機(jī)等車(chē)的現(xiàn)象。其余要求應(yīng)滿(mǎn)足改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的技術(shù)要求。

5、攤鋪的技術(shù)要求

SBS瀝青混合料在攤鋪時(shí)應(yīng)盡量連續(xù)不斷的施工，以減少攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的停頓，應(yīng)盡量減少橫縫，提高其面層平整度。為提高路面的平整度，表面層宜采用攤鋪前后保持相同高差的雪橇式攤鋪厚度控制方式。由于SBS瀝青粘度較大，粘附力強(qiáng)，用部分?jǐn)備仚C(jī)的后雪橇是膠輪式結(jié)構(gòu)，膠輪易粘附混合料細(xì)顆粒，影響平整度，所以攤鋪機(jī)后雪橇是膠輪式結(jié)構(gòu)的必須改成鋼滑靴式結(jié)構(gòu)。攤鋪速度應(yīng)控制在2米/分鐘，做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備仯闺S意變換速度或中途停頓。

提高攤鋪過(guò)程中的預(yù)壓密實(shí)度。改性瀝青SBS混合料在高溫狀態(tài)下主要是靠粗集料的嵌擠作用，可適當(dāng)提高夯錘振搗頻率，使剩余壓實(shí)系數(shù)減少，初壓的痕跡也極小，進(jìn)而確保路面的最終平整度。

6、碾壓的技術(shù)要求

對(duì)于密級(jí)配型混合料，其適宜的碾壓溫度范圍是130℃-150℃，其最終碾壓溫度不低于110℃。

SBS瀝青混合料的壓實(shí)工藝本著以下原則進(jìn)行：按照\(chéng)"緊跟、慢壓、高頻、低幅\"\"碾壓八字方針進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)必須緊跟攤鋪機(jī)的后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的效果，壓實(shí)速度控制在4-5km/h。碾壓速度均衡，倒退時(shí)關(guān)閉振動(dòng)，方向要逐漸地改變，不許擰著彎行走，對(duì)每一道碾壓起點(diǎn)或終點(diǎn)可稍微扭彎碾壓，消除碾壓接頭輪跡。決不允許在新鋪瀝青混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動(dòng)位置。突然剎車(chē)或停車(chē)休息，通過(guò)南二路第一、二合同段SBS瀝青試驗(yàn)段，確定的壓實(shí)工藝為DD110或DD130壓路機(jī)2-3檔各碾壓3遍，即初壓1遍，高頻低幅振動(dòng)碾壓2遍，終壓2遍。特別注意：施工時(shí)若發(fā)現(xiàn)壓路機(jī)粘輪時(shí)，用洗衣粉水較好。

7、SBS瀝青混合料的質(zhì)量控制

對(duì)于瀝青面層混合料，現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)效果應(yīng)采用空隙率和壓實(shí)度雙向控制。空隙率計(jì)算所需的最大理論密度以每天實(shí)測(cè)為準(zhǔn)，測(cè)試按照\(chéng)"瀝青路面混合料最大相對(duì)密度試驗(yàn)（真空法）（T0711-93）\"進(jìn)行。現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料空隙率為3%-6%。表面層瀝青混合料壓實(shí)度的檢驗(yàn)，以實(shí)測(cè)芯樣為準(zhǔn)。

五、 結(jié)束語(yǔ)

隨著SBS改性瀝青在我國(guó)的進(jìn)一步推廣，必將在我國(guó)的道路建設(shè)中發(fā)揮重要作用，希望通過(guò)以上對(duì)SBS改性瀝青在生產(chǎn)施工中應(yīng)注意的施工技術(shù)要求，對(duì)大家有所幫助，以上不足之處，望各位同仁提出寶貴意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)

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