關于SBS改性瀝青配合比設計

安國棟

(滄州市高速公路管理局)

1 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,由于SBS是一種熱塑性橡膠共聚物,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。

2 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定性明顯提高。在SBS改性瀝青生產過程中進行了大量的室內試驗,生產后對其技術指標進行了現場實驗,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范要求,可用SBS改性瀝青做瀝青混合料的配合比設計。

3 SBS瀝青混合料的配合比設計

3.1 原材料要求

(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,其粒徑規格和質量要求均應符合《公路瀝青路面施工技術規范》(JTJ032-94)的規定。

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。

粗集料應具有良好的顆粒形狀,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。

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 3～5mm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)。

(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,有適當的顆粒組成,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、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。

(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范》規定的技術要求。

改性瀝青混合料填充料宜采用強基性巖石(石灰巖、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。

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%。

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,當塑性指數小于4且親水系數小于 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1/4。

(4)SBS改性瀝青試驗中應注意的問題

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,并且澆模和混合料的制備之前,必須充分攪拌均勻。

做軟化點試驗時,必須按試驗規程將試樣加熱至充分流到后,澆筑試樣環,不允許使用其他方法填滿試樣環,否則試驗結果誤差很大。

3.2 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。

(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)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 1～1.2之間,對瀝青面層混合料礦粉含量宜取4.5%～5%。

(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,又要防止出現超密現象,因此,需要對瀝青混合料的體積指標進行進一步的限制。

(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。

混和料的拌和和擊實溫度應根據改性瀝青路面施工技術規范和根據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和、擊實溫度應與拌和廠拌和溫度、現場碾壓溫度一致。

試驗取樣和拌和時要保證瀝青膠結料的均勻性,應將制備好的膠結料拌和均勻后進行取樣和混合料的制備。

混合料體積指標的測定要統一,對于密級配瀝青混合料試件密度的測定應統一采用表干法。

改性瀝青混合料的水穩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。

采用“瀝青混合料馬歇爾穩定度試驗”方法測定的 48h浸水馬歇爾穩定度試驗殘留穩定度不應小于 80%。

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%。