由相波

摘 要：SBS改性瀝青憑借著諸多優(yōu)勢(shì)，在公路工程中得到了廣泛應(yīng)用，并且收到了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了SBS改性瀝青在路面工程中的應(yīng)用，并對(duì)SBS改性瀝青的特性、配合比設(shè)計(jì)及施工工藝進(jìn)行了論述，為SBS改性瀝青在高速公路路面工程中的應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：路面工程；SBS改性瀝青；配合比設(shè)計(jì)；控制要點(diǎn)

SBS改性瀝青，是一種摻加熱塑性橡膠彈性體而成的改性瀝青品種，它在路面工程中的應(yīng)用，顯著提高了路面的使用性能，延長(zhǎng)了路面使用壽命，大大降低了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，收到了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。它具有很好的耐高溫、抗低溫能力、較好的抗車轍能力、改善了瀝青的水穩(wěn)定性、提高了路面的抗滑能力、增強(qiáng)了路面的承載能力、減少了瀝青的老化等。因此，它在高速公路上的廣泛應(yīng)用，已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。本文結(jié)合工程實(shí)例，就SBS改性瀝青在路面工程中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)介紹。

1 SBS改性瀝青路面的特點(diǎn)

改性瀝青是指摻加改性或采取對(duì)瀝青輕度氧化等加工措施，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改變而制成的瀝青結(jié)合料。

1.1 SBS改性瀝青的特性

（1）溫差較大的地區(qū)有很好的耐高溫、抗低溫能力。

（2）有較好的抗車轍能力，其彈性和韌性好。

（3）提高了路面的抗疲勞能力，特別是在大流量、超載嚴(yán)重的公路上具有良好的應(yīng)變能力，可減少路面的永久變形。

（4）粘結(jié)能力特別強(qiáng)，能明顯改善路面遇水后的抗拉能力，并極大地改善了瀝青的水穩(wěn)定性。

（5）提高了路面的抗滑能力。

（6）增強(qiáng)了路面的承載能力。

（7）減少路面因紫外線輻射而導(dǎo)致的瀝青老化現(xiàn)象。

（8）減少因車輛滲漏柴油、機(jī)油和汽油而造成的破壞。

1.2 SMA改性瀝青路面的特性

SMA改性瀝青路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)，SMA瀝青瑪蹄脂碎石混合料是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料填充間斷級(jí)配的粗骨料骨架間隙而組成的瀝青混合料。SMA屬于骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，具有非常好高溫抗車轍，低溫抗裂和水穩(wěn)定性；粘度高，抗滑性能好，耐老化性能及耐久性都很好。

（1）造價(jià)高，施工質(zhì)量要求較高。

（2）改性劑必須完全分散在瀝青中，才能充分發(fā)揮其效能。

（3）SMA混合料具有三多一少：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少的特點(diǎn)，容易產(chǎn)生離析。

（4）只有在高溫狀態(tài)下碾壓才能達(dá)到密實(shí)效果，且不產(chǎn)生離析。

（5）改性瀝青及SMA混合料冷卻后非常堅(jiān)硬，強(qiáng)度高。

2瀝青配合比原材料的組成

2.1 SBS改性瀝青

某高速公路上面層采用70#A級(jí)道路石油瀝青為原料，的SBS改性劑，通過(guò)剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能對(duì)瀝青做改性處理。

2.2集料

高速公路上面層9.5～16mm粗集料采用輝綠巖及不大于9.5mm集料應(yīng)滿足一定強(qiáng)度和硬度和良好的顆粒形狀、表面粗糙，形狀接近立方體，潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì).質(zhì)量技術(shù)要求符合瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求。細(xì)集料：細(xì)集料符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）中相關(guān)要求。

2.3礦粉

礦粉采用石灰?guī)r等憎水性石料磨細(xì)而成，應(yīng)干燥、潔凈，不得含有泥土等雜質(zhì)，高速公路上面層采用酸性的輝綠巖，通過(guò)0.075mm含量不低于75%，但也不得超過(guò)95%。質(zhì)量符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）的有關(guān)規(guī)定。

2.4外摻劑

SBS改性劑，采用某公司生產(chǎn)的4303星型改性劑。瀝青抗剝落材料：瀝青抗剝落劑和消石灰粉。

2.5聚酯纖維

聚酯纖維瀝青混凝土有著良好的道路使用性能，可以改善瀝青混凝土路面的使用品質(zhì)，延長(zhǎng)路面的使用壽命、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

（1）加強(qiáng)作用。纖維在瀝青混合料中形成三維網(wǎng)筋。在低溫情況下，有一定程度的抗開(kāi)裂作用。

（2）穩(wěn)定作用。纖維能穩(wěn)定瀝青膜。在高溫時(shí)，纖維內(nèi)部空間吸持了部分受熱膨脹的瀝青，不致成為自由瀝青，從而防止泛油，提高了高溫穩(wěn)定性。

（3）吸附作用。纖維能增加瀝青與礦粉的粘附性，大大提高瀝青瑪蹄脂的粘度，加強(qiáng)集料間的粘結(jié)能力，起到增強(qiáng)瀝青混合料的作用。

（4）分散作用。纖維穩(wěn)定劑具有良好的分散性，它能使瀝青、礦粉等組份在混合料中均勻分散。防止形成膠團(tuán)狀物質(zhì)而導(dǎo)致的路面油斑。

（5）增稠作用。纖維穩(wěn)定劑在瀝青混合料中通過(guò)纖維表面對(duì)瀝青的吸附作用，吸持住更多的瀝青。使得集料表面形成更厚的瀝青結(jié)構(gòu)膜，提高混合料的耐久性。在生產(chǎn)、運(yùn)輸和攤鋪的過(guò)程中由于自身重力的原因，瀝青會(huì)流淌到混合料底部。拌和過(guò)程中加入纖維穩(wěn)定劑后，纖維以其特有的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)牢固地將瀝青吸持住，防止瀝青的滴漏和離析。并且纖維具有極強(qiáng)的加勁特性，能大大增強(qiáng)瀝青砂漿。從而極大地提高了瀝青混合料的高、低溫穩(wěn)定性。

3配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)均以馬歇爾試驗(yàn)方法為主。在配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中要嚴(yán)格控制好試驗(yàn)溫度。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、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證、施工級(jí)配范圍及配合比的確定4個(gè)階段，確定礦料級(jí)配及最佳改性瀝青用量作為大面積施工的配合比。

4木質(zhì)素纖維在SMA路面中的作用

（1）木質(zhì)素纖維是SMA中首選的纖維穩(wěn)定劑，特點(diǎn)是比表面積高，具有更好的結(jié)合性，在SMA路面中可起到抗裂作用，在SMA混合料中纖維與纖維間搭成三維立體結(jié)構(gòu)，可起到增強(qiáng)作用，在凝固或干燥過(guò)程中的機(jī)械能被纖維筋減弱，有效地減少路面低溫開(kāi)裂。

（2）木質(zhì)素纖維具有良好的分散性，加入適量的纖維后可使膠團(tuán)分散，杜絕路面油斑；木質(zhì)素纖維具有良好的液體強(qiáng)制吸附力，木質(zhì)素纖維可吸收自身質(zhì)量1～2倍的液體，并用其結(jié)構(gòu)吸附2～6倍的液體，（吸油率可達(dá)自身質(zhì)量的5倍以上）。

（3）木質(zhì)素纖維具有良好的穩(wěn)定作用可使瀝青處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，尤其是炎熱的夏季，纖維內(nèi)部的空隙起到緩沖作用，不致在高溫下成為自由瀝青而泛油。作為一種極為堅(jiān)固和高耐久性的路面對(duì)于各種特殊的交通情況和氣候條件都具有極好的適應(yīng)性。

5中面層

高速公路中面層AC-20摻加聚酯纖維的施工級(jí)配參照普通中面層AC-20的級(jí)配曲線進(jìn)行調(diào)整，在配合比設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中，施工單位、駐地辦、總監(jiān)辦中心試驗(yàn)室和咨詢單位四方共同協(xié)商溝通，對(duì)配合比進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并選定符合本高速公路的氣候特點(diǎn)和路用性能的配合比例。瀝青中面層摻加了3‰±2‰聚酯纖維。

表1中面層AC-20聚酯纖維性能試驗(yàn)段數(shù)據(jù)

由以上檢測(cè)結(jié)果可以看出，LM3標(biāo)的聚酯纖維符合技術(shù)指標(biāo)的要求，滿足施工需要。

瀝青拌和站LINTEC-4000具有二次除塵設(shè)備間歇式拌和機(jī)拌和，最大產(chǎn)量為240t/h。拌和采用干拌和濕拌（加瀝青）二步進(jìn)行，每鍋生產(chǎn)周期為60～70s，其中干拌15s，在開(kāi)始下骨料的同時(shí)人工投放聚酯纖維，根據(jù)每鍋產(chǎn)量4t計(jì)算，應(yīng)投放12kg（4袋，每袋3kg）聚酯纖維；濕拌時(shí)間為40s（瀝青投放完開(kāi)始計(jì)時(shí)），抗剝落劑的摻量為瀝青用量的4%0。從料車上取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和瀝青抽提試驗(yàn)，以檢驗(yàn)瀝青混合料的油石比、密度、空隙率、流值等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并再次對(duì)生產(chǎn)配合比的馬歇爾水穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定度進(jìn)行驗(yàn)證。

表2試驗(yàn)段馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)

粉膠比：1.03，油膜厚度：9.1um。由上圖試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，榆綏高速瀝青中面層摻加聚酯纖維后各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，且規(guī)范值高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而使施工質(zhì)量得到了保證。

6 SMA-13改性瀝青上面層

SMA-13改性瀝青上面層（摻加木質(zhì)纖維）試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表3）。

表3瀝青混合料配合比

由瀝青上面層SMA-13試驗(yàn)段數(shù)據(jù)可知空隙率小，飽和度高，穩(wěn)定度高，流值小，動(dòng)穩(wěn)定度高，性能比普通路面要好很多。

SMA瀝青上面層與普通路面相比，還需做謝倫堡析漏試驗(yàn)機(jī)肯塔堡飛散試驗(yàn)。用以檢驗(yàn)瀝青與集料的粘結(jié)性及模擬通車后在交通荷載作用下，瀝青混合料脫落而散失的程度和浸水飛散的穩(wěn)定性。

7瀝青混合料的攤鋪及碾壓控制要點(diǎn)

（1）采用攤鋪機(jī)全幅內(nèi)雙機(jī)或三機(jī)聯(lián)鋪的鋪筑方式。攤鋪的溫度：改性瀝青混合料不低于160℃，隨氣溫、風(fēng)速、下封層表面溫度、厚度等因素，可適當(dāng)增減5～10℃。在攤鋪過(guò)程中必須做到“寧可料車等攤鋪，不能攤鋪等料車”。

表4改性瀝青混合料路面的攤鋪碾壓溫度范圍

碾壓應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻（率）、低振（幅）”的八字方針。

表5壓路機(jī)碾壓速度/km·h-1

8結(jié)語(yǔ)

總之，SBS改性瀝青混凝土路面高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和耐久性好，施工工藝要求較高，可避免早期損壞、減少維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，且能延長(zhǎng)使用壽命。在施工時(shí)只要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工，合理組織管理，精心地作好施工準(zhǔn)備，就一定能保證瀝青混凝土路面面層的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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