關于SBS改性瀝青配合比設計及施工技術的探討

【摘 要】 在良好的設計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定性明顯提高。本文簡要講述SBS改性瀝青的施工技術要求。

【關鍵詞】 SBS瀝青混合料 配合比設計 技術要求

一、引言：聚合物改性瀝青是一種技術含量和附加值較高的新型優質筑路材料。它通過把聚合物摻入道路瀝青中而改善使用性能，能顯著延長路面壽命、降低噪聲、提高行車舒適性和安全性，SBS瀝青作為一種改性瀝青膠結料，早在20世紀90年代就已出現，由于SBS是一種熱塑性橡膠共聚物，使用量大，費用較高，由于受經濟條件限制，所以在國內一直沒有大面積推廣。下面談談對SBS瀝青配合比設計以及工程施工過程中的注意事項。

二、SBS改性瀝青概述SBS改性瀝青是在原有基質瀝青（AH-70）的基礎上，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，軟化點升高。在良好的設計配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩定性明顯提高。在SBS改性瀝青生產過程中進行了大量的室內試驗，生產后對其技術指標進行了現場實驗，實驗結果表明，外摻3.0%SBS的改性瀝青，軟化點、針入度等指標均滿足改性瀝青規范要求，可用SBS改性瀝青做瀝青混合料的配合比設計。

三、SBS瀝青混合料的配合比設計為了使設計的混合料能夠達到實施效果，需要從材料要求、施工工藝、質量控制標準和質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，其粒徑規格和質量要求均應符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTJ032-94）的規定（1）粗集料應潔凈、干燥、無風化、無有害雜質，且具有一定硬度和強度。（2）粗集料應具有良好的顆粒形狀，破碎礫石用于高速公路、一級公路時，應采用大礫石破碎，并至少應有兩個以上的破碎面。（3）對于抗滑表層粗集料應選擇硬質巖（中性或基性火成巖）。由于硬質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不小于4級。對于3-5mm 石屑部分由于含量較低，并且該部分對瀝青混合料形成嵌接結構有一定的作用，建議用硬質巖石屑（玄武巖）。

1.2 細集料細集料包括人工砂、天然砂。瀝青路面面層宜采用人工砂作為細集料，細集料應潔凈、干燥、無風化、無有害雜質，有適當的顆粒組成，并與改性瀝青有良好的粘附性，天然砂由于質量變化大（大部分為中粗砂），形狀較圓滑，與瀝青的粘附性差，對瀝青混合料影響較大。對于高速公路、一級公路瀝青混合料，天然砂的含量不宜超過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潔凈、干燥，其質量應符合《公路瀝青路面技術規范》規定的技術要求。（1）改性瀝青混合料填充料宜采用強基性巖石（石灰巖、巖漿巖）等增水性石料經磨細得到的礦粉，礦粉要求干燥、潔凈，不宜使用混合料生產中干法除塵的回收粉。（2）采用水泥、消石灰粉做填料時，其用量不宜超過礦料總量的2%。（3）對于瀝青表面層混合料不推薦使用在混合料生產排回收粉，當塑性指數小于4且親水系數小于0.8時，經過試驗可以部分的使用，回收粉用量每盤不能超過礦粉總量的四分之一。

1.4 SBS改性瀝青技術要求技 術 指 標 SBS改性瀝青針入度25℃，100g，5s（0.1mm） 最小 60針入度指數PI 最小『1』 -0.2延度5℃，5cm/min（cm） 最小 30軟化點，TRB （℃） 最小 55含蠟量（蒸餾法）（%） 最大 3運動粘度135℃（Pa.s） 最大『2』 3閃點（℃） 最小 230溶解度（%） 最小 99離析，軟化點差（℃） 最大『3』 2.5彈性恢復25℃（%） 最小 65旋轉薄膜烘箱試驗（RTFOT）后殘留物『4』質量損失（%） 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PI由15℃、25℃、30℃等三個以上不同溫度的針入度，按式1Gp=AT+K進行線行回歸，再計算獲得參數A后由下式求得，直線回歸的相關系數R不得低于0.997。PI=（20-500A）/（1+50A）[2]表中135℃運動粘度可采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ052-93）中的\"瀝青粘度測定法（勃洛克菲爾德粘度計法）\"

進行測定。若在不改變改性瀝青物理力學性質并符合安全條件的溫度下易于泵送和拌和，或經試驗證明適當提高泵送和拌和溫度時能保證改性瀝青的質量，容易施工，可不要求測定。有條件時應測定改性瀝青在60℃時的動力粘度，用毛細管法測定。

[3]改性瀝青在現場制作后立即使用或貯存期間進行不間斷的攪拌或泵送循環時，對離析試驗指標可不作要求。

[4]老化試驗應采用旋轉薄膜烘箱試驗（RTFOT）方法為準；允許采用薄膜加熱試驗（TFOT）代替，但必須在報告中注明，且不得作為仲裁結果。

1.5 SBS改性瀝青試驗中應注意的問題

（1）試驗樣品的取樣

在施工過程中所用的改性瀝青每車都必須檢驗。取樣一定要均勻，具有代表性。對每份試樣應加熱后一次澆滿所需的試模，不宜重復加熱使用。試驗澆模的溫度必須達到160℃以上，并且澆模和混合料的制備之前，必須充分攪拌均勻。

（2）做軟化點試驗時，必須按試驗規程將試樣加熱至充分流到后，澆注試樣環，不允許使用其他方法填滿試樣環，否則試驗結果誤差很大。

（二）瀝青混合料配合比設計：

改性瀝青混合料的配合比設計，應遵循《公路瀝青路面施工技術規范》中關于熱拌瀝青混合料配合比設計的目標配合比、生產配合比及試拌試鋪的三個階段，確定礦料級配及最佳改性瀝青用量。

2.1 級配

瀝青混合料配合比設計級配應采用貝雷法進行設計，級配選擇原則：AC-13I型混合料2.36mm以下篩孔通過量應取級配下限以達到密實、嵌擠。

2.2 粉料比

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

2.3 混合料技術指標

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足泌水條件，另一方面，又要防止出現超密現象，因此，需要對瀝青混合料的體積指標進行進一步的限制，見下表所示。

試驗項目 技術要求 備注

擊實次數 （次） 雙面各75

瀝青混合料的理論最大相對密度以實測法為準

穩定度 （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 （%） 根據最大粒徑參照規范

擊實溫度 （℃） 160

殘留穩定度 （%） >80

車轍試驗動穩定度 （次/mm） >2000

2.4 注意事項

改性瀝青混和料的設計過程中以下問題上引起注意。

A、混和料的拌合和擊實溫度應根據改性瀝青路面施工技術規范和根據瀝青膠結料的粘溫關系曲線進行確定，進行室內配合比設計時的拌合、擊實溫度應與拌合廠拌合溫度、現場碾壓溫度一致。建議溫度見下表：

改性瀝青的試驗和施工溫度

溫 度 密級配瀝青混合料

拌合溫度 不小于160℃

初壓溫度 不小于150℃

復壓溫度 不小于140℃

終壓溫度 不小于120℃

B、試驗取樣和拌合時要保證瀝青膠結料的均勻性，應將制備好的膠結料拌合均勻后進行取樣和混合料的制備。

C、混合料體積指標的測定要統一，對于密級配瀝青混合料試件密度的測定應統一采用表干法。

D、改性瀝青混合料的水穩定性應符合以下兩個指標要求，達不到要求時應采取抗剝落措施：

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

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

四、SBS瀝青混合料的施工

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

1、運輸的技術要求

SBS瀝青在生產工廠裝車溫度必須保持在160℃以上，運到混合料拌合場的溫度不應低于140℃，運輸車輛須在24小時內運到指定地點，并及時把瀝青泵送到瀝青儲存罐中。

2、瀝青拌合場儲存的技術要求

SBS瀝青的儲存溫度應保持在150℃左右，若溫度低于所要求的儲存溫度，SBS瀝青的粘度過大，從而導致瀝青罐的油管路堵塞，最后只能停產修理。

瀝青熱拌廠應盡量少儲存SBS瀝青，做到隨進隨用，用時多存，不用時少存，存貯是不宜超過24h。

當一天的施工任務完成后，應盡量用完罐中的瀝青，或者給瀝青罐加滿瀝青，或把剩余的少量瀝青抽到其它儲存罐內，以減少瀝青與空氣接觸的表面積，從而防止瀝青老化。

瀝青拌合廠儲存罐大部分為臥式，為保證SBS改性瀝青的均勻性，應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小時攪拌一次，攪拌時間每次20分鐘。

3、泵送的技術要求

SBS瀝青運輸、儲存溫度要求較高，當生產混合料時需要用瀝青泵送到混合料攪拌機中，由于瀝青泵帶有過濾器易被某些物質堵塞過濾器網眼，從而影響瀝青的泵送能力，建議使用網眼較大的過濾器（9.5mm以上），同時加強瀝青管線的保溫措施，以防止管線中的SBS瀝青溫度降低堵塞管線。

4、拌合、運輸的技術要求

為保證瀝青混合料的質量更穩定，瀝青用量更準確，宜采用間隙式拌和機拌和。拌和必須均勻，只有SBS瀝青改性劑完全分散在瀝青中，才能充分發揮其效能，對于密級配（AC-13I）混合料，應做到拌合后的混合料均勻一致，無細料和粗料分離及花白、結成團塊的現象。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℃，運輸車必須加蓋篷布或其它保溫材料，防止結合料表面結硬，為確保攤鋪連續以及平整度大小符合技術規范要求，必須保證攤鋪機前至少兩輛車等待卸料，決不能出現攤鋪機等車的現象。其余要求應滿足改性瀝青路面施工技術規范的技術要求。

5、攤鋪的技術要求

SBS瀝青混合料在攤鋪時應盡量連續不斷的施工，以減少攤鋪機和壓路機的停頓，應盡量減少橫縫，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，用部分攤鋪機的后雪橇是膠輪式結構，膠輪易粘附混合料細顆粒，影響平整度，所以攤鋪機后雪橇是膠輪式結構的必須改成鋼滑靴式結構。攤鋪速度應控制在2米/分鐘，做到緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪，禁止隨意變換速度或中途停頓。

提高攤鋪過程中的預壓密實度。改性瀝青SBS混合料在高溫狀態下主要是靠粗集料的嵌擠作用，可適當提高夯錘振搗頻率，使剩余壓實系數減少，初壓的痕跡也極小，進而確保路面的最終平整度。

6、碾壓的技術要求

對于密級配型混合料，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瀝青混合料的壓實工藝本著以下原則進行：按照\"緊跟、慢壓、高頻、低幅\"\"碾壓八字方針進行碾壓，壓路機必須緊跟攤鋪機的后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的效果，壓實速度控制在4-5km/h。碾壓速度均衡，倒退時關閉振動，方向要逐漸地改變，不許擰著彎行走，對每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓，消除碾壓接頭輪跡。決不允許在新鋪瀝青混合料上轉向、調頭、左右移動位置。突然剎車或停車休息，通過南二路第一、二合同段SBS瀝青試驗段，確定的壓實工藝為DD110或DD130壓路機2-3檔各碾壓3遍，即初壓1遍，高頻低幅振動碾壓2遍，終壓2遍。特別注意：施工時若發現壓路機粘輪時，用洗衣粉水較好。

7、SBS瀝青混合料的質量控制

對于瀝青面層混合料，現場的壓實效果應采用空隙率和壓實度雙向控制。空隙率計算所需的最大理論密度以每天實測為準，測試按照\"瀝青路面混合料最大相對密度試驗（真空法）（T0711-93）\"進行。現場瀝青混合料空隙率為3%-6%。表面層瀝青混合料壓實度的檢驗，以實測芯樣為準。

五、 結束語

隨著SBS改性瀝青在我國的進一步推廣，必將在我國的道路建設中發揮重要作用，希望通過以上對SBS改性瀝青在生產施工中應注意的施工技術要求，對大家有所幫助，以上不足之處，望各位同仁提出寶貴意見。

參考文獻

[1] 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程JTJ052-2000. 北京：人民交通出版社，2000

[2] 呂偉民.瀝青混合料設計原理與方法.上海：同濟大學出版社，2000

[3] 公路瀝青路面施工技術規范JTJ032-94.北京：人民交通出版社，1994