SBS改性瀝青在公路面層中的應用

卜宗

（中建路橋集團第六工程有限公司，河北 邢臺 054000）

瀝青路面憑借行車舒適平穩、易于修復等多方面的優點，取代了其他路面成為目前市政道路和高速公路的主流路面類型。但隨著車輛軸載的提高和交通量的與日俱增，普通石油瀝青各方面性能已經逐漸不能滿足當前的行業需求，即使選用品質優異的上等重交通瀝青，仍有部分性能不能滿足驗收標準。為了提高瀝青的高低溫性能，瀝青的改性已經成為公路研究中的熱點方向[1]。

一、工程概況

某公路工程項目通車運行多年來，實施了灌縫、修補等多次維修養護。2021年底，針對該路段的調查報告顯示，全路段整體彎沉結果偏大，平均彎沉在48.23mm，部分路段承載力嚴重不足。路面破損面積達到2378m2，k1+230～k2+420路段左右兩幅車道車轍嚴重，為了恢復公路使用品質，需要整體銑刨處理公路路面，挖除部分彎沉值較大的路段基層。

二、原材料

（一）SBS改性瀝青

對道路典型位置實施鉆芯取樣，通過抽提及礦料級配分析可知，原路面采用SK-70號基質瀝青作為原材料。分析道路形成的車轍原因，路面由于交通量的與日俱增，在交通荷載和溫度條件的影響下，面層瀝青混合料不足以維持穩定，出現了較大規模的車轍與擁包病害。為了防止車轍、擁包等高溫病害再次發生，綜合分析決定采用高溫性能良好的SBS改性瀝青作為原材料。

（二）集料

分析銑刨回收得到的瀝青混合料后可知，原路面粗細集料均采用石灰巖碎石。原路面構造深度和摩擦性能檢測報告顯示，路面整體抗滑性能較低，主要原因是石灰巖集料磨耗性能不足。因此，該項目在路面面層修筑時使用玄武巖碎石作為面層混合料碎石原料。玄武巖碎石作為公路工程中常用的優質碎石之一，其質地堅硬，磨耗性能好，用作面層材料能夠長時間保證路面的抗滑性能穩定。此外，玄武巖碎石中二氧化硅含量適中，屬于中性碎石，在與瀝青的拌和過程同瀝青酸黏附良好。

（三）填料

在面層混合料中填料占比較低，但其各方面指標直接影響著路面的性能。當工程中采用的填料含水時，在拌和過程中可能會導致其無法和瀝青充分黏結，使得瀝青混合料存在較多空隙。因此在拌和前，應先清理和干燥填料。

三、礦料級配設計

當級配設計不合理或不滿足要求時，即使采用改性瀝青和優質的碎石材料可能仍無法提升瀝青路面的高低溫性能。該項目重新修筑時上面層采用的是SBS改性瀝青，因此需要重新設計上面層瀝青混合料級配。

四、SBS改性瀝青施工關鍵技術

（一）施工準備

該項目為市政道路舊路改造工程，在攤鋪作業前銑刨原有6.5km路面，根據檢測報告挖除部分承載力不滿足要求的基層。銑刨完畢后，清理存留的水穩基層表面，撒布透層油在水穩基層表面，提升基層與新建瀝青面層的黏結性[2]。

（二）混合料的拌和

SBS改性瀝青是通過基質瀝青改性制備而來，在混合料拌和溫度上與基質瀝青存在區別，一般控制混合料拌和溫度在185±2℃為宜，若低于或高于該溫度可能會造成拌和不均或混合料老化的情況。因此在瀝青SBS改性瀝青加熱至指定溫度后，應控制其溫度維持在適宜范圍內，再加入加熱后的集料、填料完成拌和。拌和中控制拌和時間在60s左右為宜，出料時觀察混合料粗細集料是否均勻，及時處理出現結團情況的混合料，嚴禁裝入運料車運送至施工場地。

（三）混合料的運輸

混合料運料車每日裝車前應沖洗與烘干車廂內壁，保證車廂內壁干凈。裝料過程中司機應移動裝料，通過前中后移動三次接料方式將制備完成的混合料裝車，裝車完畢后在運送出拌和廠前加蓋篷布保溫[3]。運輸應及時抵達作業場地，保證攤鋪作業的連續性。

（四）混合料的攤鋪與碾壓

攤鋪作業前，應實施水穩基層表面透層油滲透深度鉆芯檢測，平均滲透深度超過5mm后方可施工，若未檢測直接施工，可能導致基層面層黏結不緊密，無法實現層間完全連續，在通車后車輪荷載作用下路面也將產生推移、脫層病害。

攤鋪過程中，為防止粗細集料出現離析，應根據路幅的寬度設置攤鋪機的臺數，當寬度超過7m時，宜采用兩臺攤鋪機共同作業。攤鋪與碾壓施工前后應緊密銜接作業，首先攤鋪機攤鋪一定距離后，壓路機對攤鋪完成的路段實施碾壓整形，碾壓作業應嚴格按照初壓整平、復壓壓實、終壓消除輪跡三步驟推進。

五、試驗路段性能檢驗

（一）高溫性能檢驗

車轍試驗是評價瀝青路面高溫性能的重要方法之一，為了比較翻修前后瀝青路面的高溫抗車轍性能是否提升，本項目通過對比基質瀝青和SBS改性瀝青混合料制備的規定尺寸車轍板試件的車轍試驗評價其高溫性能。

（二）水穩定性

為了比較路面水穩定性是否改善，可通過浸水馬歇爾試驗評價基質瀝青和SBS改性瀝青混合料的抗水損性能。對比瀝青改性前后的瀝青混合料浸水馬歇爾試驗結果可知，摻加5%SBS改性劑后，瀝青混合料的殘留穩定度由63.1%提升至86.8%，凍融劈裂強度比從82.6%提升至90.7%，分別提升了37.6%和9.8%，抗水損能力顯著提升。

六、結語

隨著我國道路重軸載車輛的增多和交通量的與日俱增，普通石油瀝青已經不能滿足當前交通量下的路用性能。本文依托某工程項目實例研究SBS改性瀝青在公路面層中的應用，詳細介紹SBS改性瀝青施工關鍵技術，其車轍試驗和水穩定性試驗結果表明：摻加5%改性劑后瀝青混合料的動穩定度提升了3.34倍，殘留穩定度由63.1%提升至86.8%，凍融劈裂強度比從82.6%提升至90.7%，分別提升了37.6%和9.8%，說明路面的高溫性能和抗水損能力顯著提升。