SBS改性瀝青配合比設(shè)計與施工技術(shù)探討

孫立東， 鐘慶軍

重慶交通大學(xué)（400074）

1 概述

SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青（SK-70）的基礎(chǔ)上，摻加定量的SBS改性劑，SBS改性瀝青具有良好的高溫抗車轍性能，低溫抗開裂性能，抗老化性能，變形自恢復(fù)性能和裂縫自愈性。在SBS改性瀝青生產(chǎn)過程中進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)，生產(chǎn)后對其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，結(jié)果表明，SBS成品改性瀝青，軟化點(diǎn)、針入度等指標(biāo)均滿足改性瀝青規(guī)范要求，可用SBS改性瀝青做瀝青混合料的配合比設(shè)計。

SBS改性瀝青技術(shù)的發(fā)展大大擴(kuò)展了瀝青技術(shù)的應(yīng)用范圍,在薄層磨耗層、大孔隙排水式瀝青路面、開級配瀝青面層、橋面鋪裝、機(jī)場跑道、橋面伸縮縫、層面及壩體防水等方面都取得了良好效果.

2 SBS瀝青混合料的配合比設(shè)計

為使設(shè)計的混合料能夠達(dá)到預(yù)期效果，需要從材料、施工工藝、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等提出以下要求。

2.1 原材料要求

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》(JTJF 40—2004)的規(guī)定。由于硬質(zhì)巖石與瀝青的粘接力存在較大差異，粗集料與瀝青的粘附性應(yīng)不小于4級。對于3~5 mm石屑部分由子含量較低，并且該部分對瀝青混合料形成嵌接結(jié)構(gòu)有一定作用。

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、無盡化、無有害雜質(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。

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》(JTJF40—2004)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、硝石灰粉做填料時，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(chǎn)排放的回收粉,當(dāng)塑性指數(shù)小于4且親水系數(shù)小于0.8時，經(jīng)過試驗(yàn)可以部分使用,回收粉用量每盤不能超過礦粉總量的四分之一。

④改性瀝青的技術(shù)要求：

針入度 25℃100 g5 s(0.1 mm)：最小60;

針入度指數(shù) PI：不小于-0.2;

延度5℃,5 cm/min(cm)：不小于30;

含蠟量 (蒸餾法)/%：最大3;

運(yùn)動粘度 135 ℃/Pa·s：最大 3;

2.2 瀝青混合料配合比設(shè)計

改性瀝青混合料的配合比設(shè)計，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)計的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)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。

1)級配

由于上面層的級配設(shè)計，因此瀝青混合料配合比設(shè)計目標(biāo)以骨架—密實(shí)結(jié)構(gòu)為主。

2)粉料比

小于0.075 mm粉料的含量對瀝青混合料體積指標(biāo)和路用性能影響很大，混合料級配中小于0.075 mm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瀝青含量，小于0.075 mm部分與瀝青含量之間的比值即粉料比應(yīng)在1～1.2之間,對瀝青面層混合料礦粉含量宜取4.5%～5%。

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，需要對瀝青混合料的體積指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的限制。

4)注意事項(xiàng)

①混合料的拌和與擊實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范和瀝青膠結(jié)料的粘溫關(guān)系曲線確定,室內(nèi)配合比設(shè)計時的拌和、擊實(shí)溫度應(yīng)與拌和廠拌和溫度、現(xiàn)場碾壓溫度一致。改性瀝青的試驗(yàn)和施工溫度：拌和溫度不小于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℃。

②試驗(yàn)取樣和拌和時要保證瀝青膠結(jié)料的均勻性，應(yīng)將制備好的膠結(jié)料拌和均勻后進(jìn)行取樣和混合料的制備。

③混合料體積指標(biāo)的測定要統(tǒng)一,對于密級配瀝青混合料試件密度的測定應(yīng)統(tǒng)一采用表干法。

3 SBS瀝青混合料的施工

SBS瀝青是一種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。SBS瀝青的運(yùn)輸儲存和路面面層施工與基質(zhì)瀝青有不同的要求,只有正確使用才能達(dá)到預(yù)期效果。

3.1 運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)要求

SBS瀝青應(yīng)使用單獨(dú)儲存罐,避免與其他瀝青混合，降低改性瀝青性能。在生產(chǎn)工廠裝車溫度必須保持在160℃以上，運(yùn)到混合料拌和場的溫度不應(yīng)低于140℃,運(yùn)輸車輛須在24 h內(nèi)運(yùn)到指定地點(diǎn),并及時把瀝青泵送到瀝青儲存罐中。

3.2 瀝青拌和場儲存的技術(shù)要求

SBS瀝青的儲存溫度應(yīng)保持在150℃左右。瀝青熱拌廠應(yīng)盡量少儲存SBS瀝青,做到隨進(jìn)隨用，存貯不宜超過24 h。當(dāng)一天的施工任務(wù)完成后，應(yīng)盡量用完罐中的瀝青，或者給瀝青罐加滿瀝青，或把剩余的少量瀝青抽到其他儲存罐內(nèi)。瀝青拌和廠儲存罐大部分為臥式,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，每3 h攪拌一次，攪拌時間每次20 min。

3.3 泵送的技術(shù)要求

SBS瀝青運(yùn)輸、儲存溫度要求較高，當(dāng)生產(chǎn)混合料時需要用瀝青泵送到混合料攪拌機(jī)中。由于瀝青泵帶有過濾器網(wǎng)眼易被堵塞，影響瀝青的泵送能力，建議使用網(wǎng)眼較大的過濾器(9.5 mm以上)，同時加強(qiáng)瀝青管線的保溫措施，以防止管線中的SBS瀝青溫度降低引起堵塞。

3.4 拌和、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。由于SBS改性瀝青混合料對施工溫度要求較高,建議拌和溫度控制在160℃，運(yùn)輸車必須加蓋篷布或其他保溫材料,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)前至少兩輛車等待卸料,決不能出現(xiàn)攤鋪機(jī)等車的現(xiàn)象。其余要求應(yīng)滿足改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求。

3.5 攤鋪的技術(shù)要求

瀝青路面不得在室溫低于10℃的情況下施工。SBS瀝青混合料在攤鋪時應(yīng)盡量連續(xù)施工，緩慢、均勻、連續(xù)攤鋪，禁止隨意變換速度或中途停頓。為減少攤鋪機(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。由于SBS瀝青粘度較大，粘附力強(qiáng)，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)。提高攤鋪過程中的預(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，確保路面的最終平整度。

4 結(jié)束語

SBS改性瀝青混合料路面施工是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng),涉及范圍比較廣的一個系統(tǒng)工程?，F(xiàn)代化的施工、高素質(zhì)的人員、好的瀝青配合比設(shè)計、成熟的施工工藝是必要的質(zhì)量保證手段,同時 必須建立質(zhì)量崗位責(zé)任制,在施工過程中,要充分調(diào)動施工人員的積極性和責(zé)任心,從原材料把關(guān)開始,對瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等工藝進(jìn)行層層把關(guān),這樣才能鋪筑出優(yōu)良的路面工程。

[1]JTJ 052—2000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].