關(guān)于SBS改性瀝青配合比設(shè)計(jì)及施工與技術(shù)

1、關(guān)于 SBS 改性瀝青配合比設(shè)計(jì)及施工與技術(shù)2008-02-25摘要:在良好的設(shè)計(jì)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(yàn)情況,簡(jiǎn)要講述 SBS 改性瀝青的施工技術(shù)要求。關(guān)鍵詞:SBS 瀝青混合料 配合比設(shè)計(jì) 技術(shù)要求一、引言聚合物改性瀝青是一種技術(shù)含量和附加值較高的新型優(yōu)質(zhì)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(zhǎng)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(jié)料,早在 20世紀(jì) 90年代就已出現(xiàn),由于 SBS 是一種熱塑 性橡膠共聚物, 使用量大, 費(fèi)用較高, 由于受經(jīng)條

2、件限制, 所以在國(guó)內(nèi)一直沒有大面積推廣。 在 2002年由華東石油大學(xué)研究所研制成功 SBS 瀝青改性劑, 與東營(yíng)市公路局材料處合作生 產(chǎn) SBS 改性瀝青混合料,并在東營(yíng)市南二路進(jìn)行施工試驗(yàn),下面結(jié)合東營(yíng)市南二路一期工 程的施工、監(jiān)理情況,談?wù)剬?duì) SBS 瀝青配合比設(shè)計(jì)以及工程施工過程中的注意事項(xiàng)。二、 SBS 改性瀝青概述SBS 改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青(AH-70的基礎(chǔ)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(diǎn)升高。在良好的設(shè)計(jì)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(chǎn)過程中

3、進(jìn) 行了大量的室內(nèi)試驗(yàn), 生產(chǎn)后對(duì)其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 外摻 3.0%SBS的改性瀝青,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(jì)。三、 SBS 瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)為了使設(shè)計(jì)的混合料能夠達(dá)到實(shí)施效果, 需要從材料要求、 施工工藝、 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì) 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(zhì)量要求均應(yīng)符 合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94的規(guī)定。1. 粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無有害雜質(zhì),且具有一

4、定硬度和強(qiáng)度。2. 粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀,破碎礫石用于高速公路、一級(jí)公路時(shí),應(yīng)采用大礫石破 碎,并至少應(yīng)有兩個(gè)以上的破碎面。3、對(duì)于抗滑表層粗集料應(yīng)選擇硬質(zhì)巖(中性或基性火成巖。由于硬質(zhì)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(yīng)不小于 4級(jí)。對(duì)于 3-5mm 石屑部分由于含量較低, 并且該部分對(duì)瀝青混合料形成嵌接結(jié)構(gòu)有一定的作用, 建議用硬質(zhì)巖石屑 (玄武 巖。1-2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、無風(fēng)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

5、較圓滑, 與瀝青的粘附性差, 對(duì)瀝青混合料影響較大。 對(duì)于高速公路、一級(jí)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(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 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、消石灰粉做填料時(shí),其用量不宜超過礦料總量的 2%。3、對(duì)于瀝青表面層混合料不推薦使用在混合料生產(chǎn)排回收粉,當(dāng)塑性指數(shù)小于 4且親水 系數(shù)小于 0.8時(shí), 經(jīng)過試驗(yàn)可以部分的使用,

6、 回收粉用量每盤不能超過礦粉總量的四分之一。1-4、 SBS 改性瀝青技術(shù)要求技 術(shù) 指 標(biāo) 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 >延度 5 ,5cm/min(cm 最小 30軟化點(diǎn), TR&B ( 最小 55含蠟量 (蒸餾法 (% 最大 3運(yùn)動(dòng)粘度 135(Pa.s 最大 2 >閃點(diǎn) ( 最小 230溶解度 (% 最小 99離析,軟化點(diǎn)差 ( 最大 3 >彈性恢復(fù) 25 (% 最小 65旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT 后殘留物 4 >質(zhì)量損失 (% 最大 1.0針入度比 25(% 最小 60延度

7、5(cm 最小 20注:1針入度指標(biāo) PI 由 15、 25、 30等三個(gè)以上不同溫度的針入度,按式 1Gp=AT+K進(jìn)行線行回歸,再計(jì)算獲得參數(shù) A 后由下式求得,直線回歸的相關(guān)系數(shù) R 不得低于 0.997。 PI=(20-500A/(1+50A2表中 135運(yùn)動(dòng)粘度可采用公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052-93中 的“瀝青粘度測(cè)定法(勃洛克菲爾德粘度計(jì)法”進(jìn)行測(cè)定。若在不改變改性瀝青物理力學(xué)性質(zhì)并符合安全條件的溫度下易于泵送和拌和, 或經(jīng)試驗(yàn)證明適當(dāng)提高泵送和拌和溫度時(shí)能保證改性瀝青的質(zhì)量, 容易施工, 可不要求測(cè)定。 有條件時(shí)應(yīng)測(cè)定改性瀝青在 60時(shí)的動(dòng)力粘度,用毛細(xì)管法測(cè)

8、定。3改性瀝青在現(xiàn)場(chǎng)制作后立即使用或貯存期間進(jìn)行不間斷的攪拌或泵送循環(huán)時(shí),對(duì)離析 試驗(yàn)指標(biāo)可不作要求。4老化試驗(yàn)應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn) (RTFOT 方法為準(zhǔn); 允許采用薄膜加熱試驗(yàn) (TFOT代替,但必須在報(bào)告中注明,且不得作為仲裁結(jié)果。1-5、 SBS 改性瀝青試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題1、試驗(yàn)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(yàn)。 取樣一定要均勻, 具有代表性。 對(duì)每份試 樣應(yīng)加熱后一次澆滿所需的試模, 不宜重復(fù)加熱使用。 試驗(yàn)澆模的溫度必須達(dá)到 160以上, 并且澆模和混合料的制備之前,必須充分?jǐn)嚢杈鶆颉?、做軟化點(diǎn)試驗(yàn)時(shí),必須按試驗(yàn)規(guī)程將試樣加熱至充分流到后,澆注試樣環(huán),不允許

9、使 用其他方法填滿試樣環(huán),否則試驗(yàn)結(jié)果誤差很大。(二、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì):改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì), 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(jì)的目標(biāo)配合比、 生產(chǎn)配合比及試拌試鋪的三個(gè)階段, 確定礦料級(jí)配及最佳改 性瀝青用量。2-1級(jí)配瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)級(jí)配應(yīng)采用貝雷法進(jìn)行設(shè)計(jì),級(jí)配選擇原則:AC-13I 型混合料 2.36mm 以下篩孔通過量應(yīng)取級(jí)配下限以達(dá)到密實(shí)、嵌擠。2-2粉料比小于 0.075mm 含量的多少對(duì)瀝青混合料體積指標(biāo)和路用性能影響很大,混合料級(jí)配中小 于 0.075mm 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

10、于 0.075mm 部分與瀝青含量之間的比值即粉料比應(yīng)存在 1-1.2之間,對(duì)瀝青面層混合料 礦粉含量宜取 4.5-5%。2-3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(duì)瀝青混合料的體積指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的限制, 見下表所示。試驗(yàn)項(xiàng)目 技術(shù)要求 備注擊實(shí)次數(shù) (次 雙面各 75瀝青混合料的理論最大相對(duì)密度以實(shí)測(cè)法為準(zhǔn)穩(wěn)定度 (KN >7.5流值 (0.1mm 20-40空隙率 AV (% 3-6飽和度 VFA (% 70-85礦料間隙 VMA (% 根據(jù)最大粒徑參照規(guī)范擊實(shí)溫度 ( 160殘留穩(wěn)定度

11、 (% >80車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度 (次 /mm >20002-4注意事項(xiàng)改性瀝青混和料的設(shè)計(jì)過程中以下問題上引起注意。A 、 混和料的拌合和擊實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范和根據(jù)瀝青膠結(jié)料的粘溫 關(guān)系曲線進(jìn)行確定, 進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)時(shí)的拌合、 擊實(shí)溫度應(yīng)與拌合廠拌合溫度、 現(xiàn)場(chǎng)碾 壓溫度一致。建議溫度見下表:改性瀝青的試驗(yàn)和施工溫度溫 度 密級(jí)配瀝青混合料拌合溫度 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 120B 、試驗(yàn)取樣和拌合時(shí)要保證瀝青膠結(jié)料的均勻性,應(yīng)將制備好的膠結(jié)料拌合均勻后進(jìn)行 取樣和混合料的制備。C 、混合料體積指標(biāo)的測(cè)定

12、要統(tǒng)一,對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料試件密度的測(cè)定應(yīng)統(tǒng)一采用表 干法。D 、改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)符合以下兩個(gè)指標(biāo)要求,達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)采取抗剝落措 施:(1、采用“瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)”方法測(cè)定的 48h 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)殘留 穩(wěn)定度不應(yīng)小于 80%。(2、采用“瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)”方法測(cè)定的劈裂強(qiáng)度比不應(yīng)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(zhǎng)公路的壽命。與 AH-70基質(zhì)瀝青相比, SBS 瀝青的粘 度和軟化點(diǎn)顯著增加, SBS 瀝青的運(yùn)輸儲(chǔ)存和路面面層施工有一

13、些與基質(zhì)瀝青不同的要求, 只有正確使用才能達(dá)到預(yù)期效果。1、運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)要求SBS 瀝青在生產(chǎn)工廠裝車溫度必須保持在 160以上, 運(yùn)到混合料拌合場(chǎng)的溫度不應(yīng)低于 140 , 運(yùn)輸車輛須在 24小時(shí)內(nèi)運(yùn)到指定地點(diǎn),并及時(shí)把瀝青泵送到瀝青儲(chǔ)存罐中。2、瀝青拌合場(chǎng)儲(chǔ)存的技術(shù)要求SBS 瀝青的儲(chǔ)存溫度應(yīng)保持在 150左右, 若溫度低于所要求的儲(chǔ)存溫度, SBS 瀝青的粘 度過大,從而導(dǎo)致瀝青罐的油管路堵塞,最后只能停產(chǎn)修理。瀝青熱拌廠應(yīng)盡量少儲(chǔ)存 SBS 瀝青,做到隨進(jìn)隨用,用時(shí)多存,不用時(shí)少存,存貯是不 宜超過 24h 。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

14、剩余的 少量瀝青抽到其它儲(chǔ)存罐內(nèi),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(chǔ)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,攪拌器每 3小時(shí)攪拌一次,攪拌時(shí)間每次 20分鐘。3、泵送的技術(shù)要求SBS 瀝青運(yùn)輸、儲(chǔ)存溫度要求較高,當(dāng)生產(chǎn)混合料時(shí)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易被某些物質(zhì)堵塞過濾器網(wǎng)眼, 從而影響瀝青的泵送能力, 建議使用 網(wǎng)眼較大的過濾器(9.5mm 以上,同時(shí)加強(qiáng)瀝青管線的保溫措施,以防止管線中的 SBS 瀝青溫度降低堵塞管線。4、拌合、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,

15、 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, 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(duì)于密級(jí)配 (AC-13I 混合料,應(yīng)做到拌合后的混合料均勻一致,無細(xì)料和粗料分離及花白、 結(jié)成團(tuán)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(yùn)輸車必須加蓋 篷布或其它保溫材料, 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)范的技術(shù)要求。5、攤鋪的技術(shù)要求SBS 瀝青混合料在攤鋪時(shí)應(yīng)盡量

16、連續(xù)不斷的施工, 以減少攤鋪機(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。 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(qiáng),用部分?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)。攤鋪速度應(yīng)控制在 2米 /分鐘,做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)?鋪,禁止隨意變換速度或中途停頓。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,進(jìn)而確保

17、路 面的最終平整度。6、碾壓的技術(shù)要求對(duì)于密級(jí)配型混合料,其適宜的碾壓溫度范圍是 130-150,其最終碾壓溫度不低于 110。SBS 瀝青混合料的壓實(shí)工藝本著以下原則進(jìn)行：按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”“碾壓 八字方針進(jìn)行碾壓， 壓路機(jī)必須緊跟攤鋪機(jī)的后面， 只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的 效果，壓實(shí)速度控制在 45km/h。碾壓速度均衡，倒退時(shí)關(guān)閉振動(dòng)，方向要逐漸地改變， 不許擰著彎行走，對(duì)每一道碾壓起點(diǎn)或終點(diǎn)可稍微扭彎碾壓，消除碾壓接頭輪跡。決不允許 在新鋪瀝青混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動(dòng)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(yàn)段， 確定的壓實(shí)工藝為 DD110 或 DD130 壓路機(jī) 23 檔各碾壓 3 遍， 即初壓 1 遍，高頻低幅振動(dòng)碾壓 2 遍，終壓 2 遍。特別注意：施工時(shí)若發(fā)現(xiàn)壓路機(jī)粘輪時(shí)，