淺談SBS改性瀝青在道路改造工程中的應(yīng)用

陳偉文

(泉州市公路局橋梁隧道管理中心)

1 SBS 改性瀝青概述

SBS 改性瀝青是在基質(zhì)瀝青中加入一定比例的SBS 改性劑，通過剪切、攪拌等方法，使得SBS 可以均勻分布在瀝青中，同時(shí)加入適當(dāng)?shù)膶俜€(wěn)定劑，形成SBS 共混材料，利用SBS 良好的物理性能，對(duì)瀝青進(jìn)行改性處理。SBS 屬于苯乙烯類熱塑性彈性體，其中存在的聚苯乙烯鏈段和聚丁二烯鏈段存在明顯的兩相結(jié)構(gòu)，前者為分散相而后者為連續(xù)相。這種兩相分離結(jié)構(gòu)可以與瀝青基質(zhì)形成空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)瀝青材料的溫度性能、拉伸性能、彈性以及混合料的穩(wěn)定性、抗老化性等進(jìn)行改善，從而提高瀝青對(duì)于不同環(huán)境的適應(yīng)能力。在道路工程中，應(yīng)用SBS 改性瀝青材料，具有以下優(yōu)勢(shì)。

(1)在溫差較大的地區(qū)，具有較好的耐高溫和抗低溫性能;

(2)抗車轍能力、韌性、彈性較好;

(3)可以極大地提升路面的抗疲勞能力，在流量大、超載嚴(yán)重的公路上具有良好的應(yīng)變能力，可以減少路面的永久變形;

(4)可以有效改善路面遇水后的抗拉能力，提升瀝青的水穩(wěn)定性;

(5)提高了路面的抗滑能力;

(6)減少因紫外線輻射等所造成的路面瀝青老化現(xiàn)象。

2 道路改造的必要性

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國的交通運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速發(fā)展，對(duì)于道路路面的質(zhì)量提出了更高的要求。車流量的不斷增加以及超載現(xiàn)象的屢禁不止，對(duì)于道路路面造成了巨大的破壞。我國當(dāng)前道路工程的路面包括了水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面，道路改造工程主要是在原有路面的基礎(chǔ)上，加鋪相應(yīng)的瀝青混凝土面層，以提升路面的質(zhì)量。

對(duì)于水泥混凝土路面而言，通過道路的“白改黑”工程，能夠有效改善路面的使用性能，并對(duì)舊有路面進(jìn)行充分利用，其優(yōu)勢(shì)非常明顯，(1)維護(hù)速度快，只需要數(shù)個(gè)小時(shí)就可以通車，不會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸造成太大影響;(2)噪音小，可以大幅降低車輛行駛過程中產(chǎn)生的噪音，減少對(duì)于周邊居民日常生活的影響;(3)安全性好，瀝青混凝土路面與輪胎之間的附著力增強(qiáng)，車輛在面對(duì)緊急事件時(shí)的制動(dòng)性能大大提高，行駛起來更加平穩(wěn)安全;四是吸塵性能好，黑色瀝青路面具有良好的吸塵性能，可以有效吸收車輛在行駛過程中帶起的揚(yáng)塵，改善道路周邊的空氣質(zhì)量。

對(duì)于傳統(tǒng)瀝青混凝土路面而言，路面的質(zhì)量受到瀝青性能的限制，很容易出現(xiàn)開裂、車轍、坑槽等質(zhì)量問題，影響道路的行車安全。同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，道路交通流量不斷增大，以往的瀝青路面已經(jīng)逐漸無法滿足實(shí)際發(fā)展的需要，在這種情況下，對(duì)道路進(jìn)行相應(yīng)的加固和改造，是非常必要的。

3 SBS 改性瀝青在道路改造工程中的應(yīng)用

結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)SBS 改性瀝青在道路改造工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和討論。

3.1 工程概況

省道307 線K106 +000－K129 +596 段路面改建工程，起點(diǎn)位于安溪縣魁斗鎮(zhèn)省道307 線與206 線交叉口處，起點(diǎn)樁號(hào)K106 +000，終點(diǎn)位于三安鋼鐵廠北面省道307 線白瀨大橋橋頭，終點(diǎn)樁號(hào)K129 +596，項(xiàng)目全長23.596 km。

3.2 路面結(jié)構(gòu)類型

結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，在充分考慮穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，綜合考慮防止反射裂縫措施，設(shè)計(jì)單位對(duì)路面結(jié)構(gòu)類型以及相應(yīng)的工程材料進(jìn)行了全面分析和設(shè)計(jì)，主要包括。

(1)打裂壓穩(wěn)路段加鋪層的路面結(jié)構(gòu)

上面層:4 cm AC－13C 細(xì)粒式瀝青混凝土

下面層:6 cm AC－20C 中粒式瀝青混凝土

上基層:8 cm ATB－25 密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石

1 cm 層鋪法瀝青表面處治封層

下基層(調(diào)平層):≥15 cm 3%水泥穩(wěn)定碎石

(2)舊混凝土路面挖除段的路面結(jié)構(gòu)

上面層:4 cm AC－13C 細(xì)粒式瀝青混凝土

下面層:6 cm AC－20C 中粒式瀝青混凝土

上基層:14 cm ATB－25 密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石

下基層:16 cm 級(jí)配碎石

1 cm 層鋪法瀝青表面處治封層

底基層:28 cm 3%水泥穩(wěn)定碎石

(3)未打裂壓穩(wěn)路段加鋪層的路面結(jié)構(gòu)

上面層:4 cm AC－13C 細(xì)粒式瀝青混凝土

下面層:6 cm AC－20C 中粒式瀝青混凝土

基層(調(diào)平層):≥8(10)cm ATB－25 密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石

應(yīng)力吸收膜(層):1.5 cm 橡膠瀝青

舊混凝土路面結(jié)構(gòu)層(整治補(bǔ)強(qiáng)、銑刨)

(4)橋面鋪裝的路面結(jié)構(gòu)

上面層:4 cm AC－13C 細(xì)粒式瀝青混凝土

下面層:≥6 cm AC－20C 中粒式瀝青混凝土

改性乳化瀝青防水粘層

4 改性瀝青混合料組成設(shè)計(jì)

(1)瀝青:對(duì)于基質(zhì)瀝青的選擇時(shí)改性瀝青混合料組成設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，需要充分考慮道路工程所在區(qū)域的氣候、地質(zhì)等因素，經(jīng)過專業(yè)的試驗(yàn)對(duì)比，選擇最佳的瀝青材料。本工程中選擇AH－70#瀝青作為改性瀝青的基質(zhì)瀝青，與(4303)SBS 有著良好的配伍性。其技術(shù)指標(biāo)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40－2004)中A 級(jí)道路石油瀝青的技術(shù)要求，供應(yīng)商需提供基質(zhì)瀝青的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告或者瀝青樣品。

(2)粗、集料:對(duì)于粗集料的選擇，在充分考慮集料性能、級(jí)配、價(jià)格以及運(yùn)輸?shù)纫蛩氐幕A(chǔ)上，本工程確定安溪過溪石料場(chǎng)為料源采購地，集料各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均能滿足道路施工有關(guān)規(guī)范的要求。細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂、和石屑，要求潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)。并且必須具有一定的級(jí)配，要符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40－2004)中要求的瀝青混合料用細(xì)集料的規(guī)格。同時(shí)，為了確保石料規(guī)格和質(zhì)量的穩(wěn)定性，工程主管部門成立了專門的監(jiān)管小組，對(duì)碎石進(jìn)行跟蹤管理。

(3)配合比設(shè)計(jì):通過目標(biāo)配合比在拌合站進(jìn)行試拌確定生產(chǎn)配合比、確定最佳用油量、標(biāo)定拌合機(jī)冷料供料裝置，得出集料供料曲線，標(biāo)定拌合機(jī)的計(jì)量系統(tǒng)，保證拌合機(jī)計(jì)量系統(tǒng)符合要求。如表1 和表2 分別為改性瀝青上面層AC－13和AC－20 配合比設(shè)計(jì)結(jié)果。

表1 AC－13 配合比

表2 AC－20 配合比

5 SBS 改性瀝青的拌和和攤鋪

SBS 改性瀝青的粘度相比普通基質(zhì)瀝青要高，因此在進(jìn)行拌和的過程中，應(yīng)該適當(dāng)提高拌和溫度，但是同時(shí)也要避免因溫度過高造成的瀝青老化現(xiàn)象。如果拌和溫度不達(dá)標(biāo)，應(yīng)該從多方面查找原因，而不能單純提高石料的加熱溫度，因?yàn)檫@樣很可能會(huì)導(dǎo)致瀝青噴到石料表面時(shí)出現(xiàn)老化和枯料，影響瀝青混合料的質(zhì)量。SBS 瀝青的出廠溫度應(yīng)該充分考慮天氣情況以及運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近，以確保施工現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪溫度。在本工程的施工過程中，SBS 改性瀝青混合料的出廠溫度控制在170～185 ℃左右，混合料超過195 ℃者做廢料處理，并保證運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度不低于165 ℃。

攤鋪SBS 改性瀝青混合料的過程中，為確保上面層與下承層粘結(jié)完好應(yīng)灑布粘層油。在攤鋪施工中，要求連續(xù)施工，在不出現(xiàn)推移的前題下盡可能早壓，碾壓按“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則進(jìn)行。壓實(shí)機(jī)械緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，并控制壓路機(jī)的灑水量，在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)完成混合料的壓實(shí)。在本工程的施工過程中，對(duì)改性瀝青在攤鋪的過程中要求控制碾壓溫度，初壓溫度要求不低于150 ℃度，復(fù)壓溫度不低于130 ℃，終壓控制在90 ℃左右。

SBS 改性瀝青路面施工是一項(xiàng)技術(shù)性教強(qiáng)，涉及范圍比較廣的一個(gè)系統(tǒng)工程。在施工過程中，要充分調(diào)動(dòng)施工人員的積極性和責(zé)任心，從原材料把關(guān)開始，對(duì)瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等工藝上進(jìn)行層層把關(guān)，這樣才能鋪筑出優(yōu)良的路面工程。經(jīng)檢測(cè)，本路段從混合料馬歇爾試驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)到現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度控制及成型后的路面標(biāo)高、厚度等檢測(cè)結(jié)果來看，表明本次路面重鋪工程施工是成功的，可以滿足省道307 線K106 +000－K129 +596 段路面改建工程瀝青混凝土面層的施工要求。

6 結(jié) 語

總之，在道路改造工程中，應(yīng)用SBS 改性瀝青，可以有效提升路面的性能，為車輛的行駛提供更加安全穩(wěn)定的環(huán)境，推動(dòng)我國道路交通事業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該得到施工人員的充分重視。

［1］劉存柱，王軍.SBS 改性瀝青在城市道路維修中的應(yīng)用［J］.遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2013，15(6):1－3.

［2］趙旭召.改性瀝青在道路工程中的應(yīng)用［J］.民營科技，2014，(9):188.

［3］閔宏，楊玉蓮.淺談SBS 改性瀝青在工程中的應(yīng)用［J］.林業(yè)科技情報(bào)，2007，39(2):120－121.

［4］趙海軍.SBS 改性瀝青在道路工程中的應(yīng)用［J］.低溫建筑技術(shù)，2010，(5):78－79.

［5］陳志剛，袁騰方，劉小平.改性瀝青在道路工程中的應(yīng)用［J］.湖南交通科技，2012，38(4):61－64.

［6］丁烈梅.SBS 改性瀝青混合料在道路施工中的應(yīng)用研究［D］.同濟(jì)大學(xué)，2007.

［7］馮雙陽.改性瀝青在道路大修工程中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2007，33(20):284.

［8］劉祖廣，王仕峰，王迪珍.SBS 改性瀝青的結(jié)構(gòu)與性能［J］.合成橡膠工業(yè)，2004，27(1):39.