廠拌SBS改性瀝青混合料配合比設計與施工探討

宋華芳，于來賓，仇景洲

（杭州市路橋有限公司，浙江杭州 310011）

1 概述

瀝青路面相比于水泥路面，具有良好的行車平穩性、舒適性、噪音低、養護方便、易于回收再生瀝青等優點，目前杭州市區絕大部分道路采用瀝青路面，但隨著交通量急劇增長，瀝青材料自身存在著性能上得缺陷，普通瀝青路面易產生車轍、擁包，冬季低溫時開裂，雨季路面水破壞嚴重，易產生坑槽，嚴重影響瀝青路面的使用性能。若對普通瀝青混合料進行改良，可以有效避免瀝青路面的缺點，充分利用瀝青路面的優勢。SBS改性瀝青混合料有效提高瀝青路面的高溫抗車轍、低溫抗開裂、水穩定性、耐疲勞性能、抗老化性、行車舒適性，為城市道路建設提供了優良的材料，本文主要探討分析SBS改性瀝青混合料的設計配合比和施工方面的技術。

2 SBS改性瀝青

目前，我國使用的改性瀝青種類較多，常有的改性瀝青有：SBS、SBR、EVA、PE、特立尼達湖瀝青（TLA）、北美硬瀝青、BMA（海底瀝青），但當前使用最多的是SBS改性瀝青，SBS改性瀝青主要由基質瀝青和SBS改性劑相熔而成，其中SBS類又分I-A、I-B、I-C、I-D四種。

2.1 基質瀝青

我國專業改性瀝青生產廠家大部分采用進口瀝青作基質瀝青，由此基質瀝青生產的改性瀝青性能較好，質量穩定，但價格偏高。根據城市氣候環境、交通量情況，選用比普通瀝青性能優越、價格適中的改性瀝青作為城市道路材料，是今后城市道路用瀝青的一大趨勢。

2.2 SBS改性劑

SBS改性劑是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，屬于一種熱塑性彈性體，兼有橡膠和塑料的特性，加熱熔融后易與瀝青共混，而冷卻后又可以恢復其彈性體特征，并且在道路使用溫度范圍內具有相當高的機械強度特征，在拌和溫度下粘度較低，SBS改性劑在瀝青中可形成連續相結構，從而改變瀝青的力學性能。SBS改性劑有線型和星型兩種，SBS改性效果與其品種、分子量有很大關系，星型SBS改性劑效果比線型要好，SBS的分子量越大，改性效果越明顯，但加工越困難。同普通瀝青相比，SBS改性瀝青具有良好的高溫抗車轍、低溫抗開裂性能、老化性能、變形自恢復性和裂縫自逾性。

3 SBS改性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要求：

3.1 原材料要求

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》（JTG F40-2004）的規定。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。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。SBS改性劑性能應滿足表1的指標要求。

表1 SBS改性劑性能指標

SBS(I-C)改性瀝青應滿足JTG F40—2004技術要求，見表2。

表2 SBS(I-C)改性瀝青技術要求

3.2 SBS改性瀝青混合料試驗指標設計

SBS改性瀝青混合料與普通瀝青混合料都采用馬歇爾試驗指標設計，但SBS改性瀝青混合料還需增加評定高溫抗車轍性能、低溫抗開裂性能、水穩定性能的測試指標，SBS改性瀝青混合料與普通瀝青混合料馬歇爾試驗指標（AC-16-Ⅰ）見表3。

表3 SBS改性瀝青混合料與普通瀝青混合料馬歇爾試驗指標

從表3中可以看出SBS改性瀝青混合料比普通瀝青混合料的殘留穩定度、流值有所提高。

綜上所述，SBS改性瀝青混合料比普通瀝青混合料具有更好的使用性能。

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。瀝青混合料配合比設計級配的選擇原則為AC-13型混合料2.36 mm以下篩孔通過量應取級配下限以達到密實、嵌擠。粉料比小于0.075 mm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0.075 mm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0.075 mm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%。

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，見表4。

表4 瀝青混合料的體積指標

4 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。

4.1 拌合、運輸

為保證瀝青混合料的質量更穩定，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，防止結合料表面結硬，為確保攤鋪連續以及平整度大小符合技術規范要求，必須保證攤鋪機前至少兩輛車等待卸料，決不能出現攤鋪機等車的現象。其余要求應滿足改性瀝青路面施工技術規范的技術要求。

4.2 攤鋪

SBS瀝青混合料在攤鋪時應盡量連續不斷的施工，以減少攤鋪機和壓路機的停頓，應盡量減少接縫，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 m/min，做到緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪，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，使剩余壓實系數減少，初壓的痕跡也極小，進而確保路面的最終平整度。

4.3 碾壓

對于密級配型混合料，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4～5 km/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，通過中興路SBS瀝青試驗段，確定的壓實工藝為DYNAPAC或INGESOLLAND壓路機2～3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：施工時若發現壓路機粘輪時，用洗衣粉水較好。

4.4 接縫施工

當采用兩臺攤鋪機成并列梯隊方式進行攤鋪作業時，縱向接縫應采用熱接縫，兩臺攤鋪機相距宜為15～30 m，整平板設置在同一水平，當不得不采用冷接時宜采用平接縫，也可以用自然縫。對橫向縫而言：（1）SBS改性瀝青混合料路面攤鋪期間，若需要暫停施工時，中、下層可采用平接成斜接縫，上面層應采用平接縫，宜在當天施工結束后切割、清掃、成縫。（2）接縫攤鋪應先用直尺檢查接縫初已壓實的路面，如果不平整、厚度不符合要求時，應切除后再攤鋪新的混合料。（3）橫向接縫施工前應涂刷粘層油并用熨平板預熱。（4）重新開始攤鋪前，應在攤鋪機的整平板不放置起始熱板，墊層的厚度應等于混合料松鋪厚度與己壓實路面厚度之差，其長度應超過整平板的前后邊距。（5）橫向接縫出攤鋪混合料后應先清縫，然后檢查新攤鋪的混合料松鋪厚度是否合適。清縫是不得向新鋪混合料方向過分攤刮。（6）橫向接縫碾壓是宜按垂直車道方向沿接縫進行，并應在路面縱向邊處放置支承木板，其長度應足夠壓路機駛離碾壓區。如果因為施工現場限制成相領車道不能中斷交通時，也可縱向碾壓，但應在攤鋪機駛離接縫后盡快進行，且不得在接縫處轉向。

5 結語

隨著我國經濟建設的快速發展，交通事業發展迅速，特別是高速公路的發展，SBS改性瀝青以其具有良好的高溫抗車轍、低溫抗開裂、性價比高等突出的優點，將受到越來越廣泛的使用。

[1]JTJ052-2000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[2]呂偉民.瀝青混合料設計原理與方法[M].上海:同濟大學出版社,2000.

[3]JTJ032—1994,公路瀝青路面施工技術規范[S].

[4]JTJ036-1998,公路改性瀝青路面施工技術規范[S].