SBS改性瀝青性能及施工質(zhì)量控制研究

姚孝虎，胡 濱，梁養(yǎng)輝，郭力源，姜 濤

(1.安徽省交通投資集團有限責任公司;2.中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司;3.重慶交通大學)

改性瀝青作為一種有效提升瀝青品質(zhì)的途徑，得到了廣泛地認可和應(yīng)用，并取得了較好的使用效果。國產(chǎn)瀝青的改性方法很多，有橡膠(天然膠、合成膠如SBS 等)、塑料(PE、EVA 等)硫磺或其他礦物纖維填料，也有采用有機化合物、金屬絡(luò)合物改性劑改善瀝青性能。目前國內(nèi)對摻加熱塑性橡膠SBS 的研究較多，SBS 改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上，摻加一定量的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，提高了原狀瀝青耐久性和高溫穩(wěn)定性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 改性劑、瀝青的選擇

隨著改性瀝青的不斷應(yīng)用，改性劑的選擇范圍越來越廣，各種改性劑效果不同，而且改性的側(cè)重也不相同。因此在選擇改性劑時，寒冷地區(qū)應(yīng)選擇低溫性能好的改性劑，如SBR、SB、SBS 等，而夏季高溫地區(qū)則應(yīng)選擇可以改善瀝青高溫性能的改性劑，如PE、PP、EVA 等。

國內(nèi)對瀝青的選擇也進行了許多研究，一般認為影響改性瀝青相容性主要因素為原油基屬、組分構(gòu)成以及瀝青標號，其中瀝青組分構(gòu)成對相容性的影響最為顯著。因此在選擇瀝青時應(yīng)充分考慮這三點，重點應(yīng)選擇合適的瀝青組分構(gòu)成。

通過以上分析，本實驗選擇70#重交通瀝青，改性劑采用SBS 改性劑，在室內(nèi)試驗效果顯著的基礎(chǔ)上，進行了試驗路鋪筑并進行施工工藝總結(jié)，得出SBS 改性瀝青路面施工工藝質(zhì)量控制要點，對SBS 改性瀝青在公路工程中應(yīng)用起到促進作用。

2 改性瀝青性能研究

為了研究原狀瀝青進行改性后變化情況，分別對原狀瀝青和改性瀝青進行了低溫變形、高溫粘度試驗研究。

2.1 提高了低溫變形能力

原狀瀝青在不同溫度下延度隨摻不同量改性劑變化曲線如圖1、圖2 所示。從圖1 可以看出，原狀瀝青在4 ℃時，延度隨改性劑摻量的增加先增大后略微減小;摻入6.5%改性劑達到0.9 cm;從圖2 可以看出，原狀瀝青在7 ℃時，延度隨改性劑摻量的增加而增大;當摻入6.5%改性劑后達到最大值?？傊?，當添加改性劑后，延度都有不同提高，可以看出有較好的低溫變形能力，改善路面的低溫性能。

2.2 提高了高溫使用粘度

如表1 所示，摻加2.5%改性劑后60 ℃粘度由98.8 Pa·S提高到177.3 Pa·S，90℃粘度由9.9 Pa·S 提高到11.4 Pa·S，摻加4.5%改性劑后60 ℃粘度由98.8 Pa·S 提高到358.3 Pa·S，90 ℃粘度由9.9 Pa·S 提高到24.6 Pa·S?？梢钥闯觯S著改性劑量的增加，不同溫度下原狀瀝青的粘度也隨著變大，說明改性瀝青提高了瀝青粘度。

圖1 原狀瀝青在4 ℃時延度隨摻不同比例改性劑變化曲線圖

圖2 原狀瀝青在7 ℃時延度隨摻不同比例改性劑變化曲線圖

表1 原狀瀝青摻入不同比例改性劑性能變化表

3 SBS 改性瀝青混合料在工程中的應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場施工質(zhì)量控制

(1)攤鋪時質(zhì)量控制

改性瀝青混合料進行現(xiàn)場攤鋪前，對下層表面需進行嚴格的清掃與水洗，特別是對拌和機、攤鋪機、壓路機、運料自卸車要做到認真細致地檢查和保養(yǎng)。為防止改性瀝青混合料在運輸過程中溫度下降太快，宜采用加厚的遮蓋帆布進行保溫。SBS 改性瀝青混合料的攤鋪溫度不得低于170 ℃。在攤鋪時，應(yīng)盡可能連續(xù)不斷施工，以減少攤鋪機和壓路機的停頓，盡量減少橫縫，從而提高面層平整度。

(2)碾壓時質(zhì)量控制

①碾壓溫度控制

現(xiàn)場施工的一個顯著特點是降溫速度快，成型溫度高。攤鋪的溫度控制對確保施工質(zhì)量有十分重大的意義。在正常情況下，施工溫度宜根據(jù)SBS 改性劑的品牌及劑量、粘度、氣候條件及鋪裝層厚度確定。如何更好地控制施工溫度，直接影響路面的內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量和使用效果。因此佛開高速公路對碾壓溫度有嚴格要求，初壓溫度為160 ℃左右，不低于150 ℃;碾壓終了溫度不低于95 ℃;在50 ℃以下才能開放交通溫度。

②碾壓速度控制

(3)施工接縫的處理

①縱向施工縫

縱縫采用熱接縫，在前臺已攤鋪混合料但未碾壓的鋪面作為后高程基準面，并有20～25 cm 左右的攤鋪層重疊，以熱接縫形式在最后作跨接縫碾壓以消縫跡。初壓時在縱縫處增加一遍碾壓，確?？v縫處的壓實度。

②橫向施工縫

瀝青混凝土上面層橫向施工縫全部采用平接縫。用3 m 直尺沿縱向位置，在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置，用切割機在縱、橫向平整處割齊后鏟除;繼續(xù)攤鋪時，將接縫鋸切時留下的灰漿擦洗干凈，涂上少量粘層瀝青。攤鋪機熨平板從接縫處起步攤鋪;雙鋼輪壓路機以半幅的中心向兩側(cè)呈45°角斜向碾壓，再縱向從已鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層。

(4)路面平整度控制

施工中平整度控制應(yīng)嚴格防止混合料產(chǎn)生離析，攤鋪機應(yīng)均勻、連續(xù)、不間斷攤鋪，做到這一點是很不容易的。變換速度與中途停頓是造成不平整的主要原因。攤鋪機隨機人員維持攤鋪機工作面潔凈，隨時清除雜物，并隨時回收，鏟凈散落在路上的混合料，隨時修鋪邊緣或接縫的缺陷。檢測調(diào)整攤鋪厚度，確保合格的壓實厚度，并在初壓中即以3 m 直尺檢測，及時找平補齊，達到路面平整，接縫嚴密的要求。

3.2 現(xiàn)場施工控制要點

應(yīng)嚴把材料進料關(guān)，對不合格的材料絕不能用于工程。改性瀝青混凝土試驗段施工前，要對進行施工的所有現(xiàn)場操作人員進行必要的業(yè)務(wù)培訓和詳細的技術(shù)交底，達到所有人員分工明確，責任明確。混合料出場時由專門的檢測人員對混合料逐車檢測?；旌狭线\至施工現(xiàn)場時，由專人逐車檢測混合料溫度?；旌狭蠑備?、碾壓時，應(yīng)隨時對攤鋪、初壓、復(fù)壓、終壓溫度進行檢測。

4 結(jié) 論

(1)通過對70#重交通瀝青摻加SBS 改性劑，明顯提高了瀝青的低溫變形能力和高溫使用粘度，提高了路用性能。

(2)SBS 改性瀝青混合料在攤鋪和碾壓階段溫度下降較快，在施工時應(yīng)保證施工現(xiàn)場初壓溫度在規(guī)范內(nèi)偏高較好。可在攤鋪前工地二次拌和以消除混合料的溫差離析。

(3)SBS 改性瀝青路面施工應(yīng)特別重視改性瀝青混合料運輸、碾壓過程溫度的損失及碾壓速度的控制。

(4)從后期調(diào)查可以看出，路面鋪筑完并運行后，未出現(xiàn)較大裂縫、坑槽、車轍、擁包等破壞問題。通過檢測可以看出，SBS 改性瀝青路面耐久性較普通瀝青路面有了很大提高，延長了路面使用年限。

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