關于SBS改性瀝青配合比設計及施工技術的探討

1、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(wěn)定性明顯提高。本文將根據(jù)南二路的施工試驗情況，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(yōu)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(xiàn)，由于SBS是一種熱塑性橡膠共聚

2、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。在2002年由華東石油大學研究所研制成功SBS瀝青改性劑，與東營市公路局材料處合作生產SBS改性瀝青混合料，并在東營市南二路進行施工試驗，下面結合東營市南二路一期工程的施工、監(jiān)理情況，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(wěn)定性明顯提高。在SBS改性瀝青生產過程中進行了大量的

3、室內試驗，生產后對其技術指標進行了現(xiàn)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(guī)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(guī)格和質量要求均應符合公路瀝青路面施工技術規(guī)范（JTJ032-94）的規(guī)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，

4、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35mm 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?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、

5、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(guī)范規(guī)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?guī)r、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(shù)小于4且親水系數(shù)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。14、SBS改性瀝青技術要求技 術&#

6、160;指 標 SBS改性瀝青針入度25，100g，5s(0.1mm) 最小 60針入度指數(shù)PI 最小1 0.2延度5,5cm/min(cm) 最小 30軟化點，TR&B () 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 

7、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(shù)A后由下式求得，直線回歸的相關系數(shù)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(guī)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

8、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(xiàn)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(huán)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，

9、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(guī)程將試樣加熱至充分流到后，澆注試樣環(huán)，不允許使用其他方法填滿試樣環(huán)，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(guī)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

10、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11.2之間，對瀝青面層混合料礦粉含量宜取4.55。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(xiàn)超密現(xiàn)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(shù) (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(wěn)定度 （KN） 7.5 流值 (0.1

11、mm) 2040 空隙率AV （） 3-6 飽和度VFA （） 7085 礦料間隙VMA （） 根據(jù)最大粒徑參照規(guī)范 擊實溫度 （） 160 殘留穩(wěn)定度 （） 80 車轍試驗動穩(wěn)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(jù)改性瀝青路面施工技術規(guī)范和根據(jù)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

12、應與拌合廠拌合溫度、現(xiàn)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120B、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(tǒng)一，對于密級配瀝青混合料試件密度的測定應統(tǒng)一采用表干法。D、改性瀝青混合料的水穩(wěn)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(wěn)定度試驗”方法測定的48h浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗殘留穩(wěn)定

13、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?shù)募夹g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

14、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

15、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?shù)募夹g要求為保證瀝青混合料的質量更穩(wěn)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(fā)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(xiàn)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

16、，防止結合料表面結硬，為確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術規(guī)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(xiàn)攤鋪機等車的現(xiàn)象。其余要求應滿足改性瀝青路面施工技術規(guī)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(xù)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(xù)不間斷地攤

17、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(tài)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(shù)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130150，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45km/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

18、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23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(fā)現(xiàn)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(xiàn)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）（T071193）”進行。現(xiàn)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、