SBS改性瀝青性能及施工質量控制研究

姚孝虎，胡 濱，梁養輝，郭力源，姜 濤

(1.安徽省交通投資集團有限責任公司;2.中交第一公路勘察設計研究院有限公司;3.重慶交通大學)

改性瀝青作為一種有效提升瀝青品質的途徑，得到了廣泛地認可和應用，并取得了較好的使用效果。國產瀝青的改性方法很多，有橡膠(天然膠、合成膠如SBS 等)、塑料(PE、EVA 等)硫磺或其他礦物纖維填料，也有采用有機化合物、金屬絡合物改性劑改善瀝青性能。目前國內對摻加熱塑性橡膠SBS 的研究較多，SBS 改性瀝青是在原有基質瀝青的基礎上，摻加一定量的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，提高了原狀瀝青耐久性和高溫穩定性，具有廣闊的應用前景。

1 改性劑、瀝青的選擇

隨著改性瀝青的不斷應用，改性劑的選擇范圍越來越廣，各種改性劑效果不同，而且改性的側重也不相同。因此在選擇改性劑時，寒冷地區應選擇低溫性能好的改性劑，如SBR、SB、SBS 等，而夏季高溫地區則應選擇可以改善瀝青高溫性能的改性劑，如PE、PP、EVA 等。

國內對瀝青的選擇也進行了許多研究，一般認為影響改性瀝青相容性主要因素為原油基屬、組分構成以及瀝青標號，其中瀝青組分構成對相容性的影響最為顯著。因此在選擇瀝青時應充分考慮這三點，重點應選擇合適的瀝青組分構成。

通過以上分析，本實驗選擇70#重交通瀝青，改性劑采用SBS 改性劑，在室內試驗效果顯著的基礎上，進行了試驗路鋪筑并進行施工工藝總結，得出SBS 改性瀝青路面施工工藝質量控制要點，對SBS 改性瀝青在公路工程中應用起到促進作用。

2 改性瀝青性能研究

為了研究原狀瀝青進行改性后變化情況，分別對原狀瀝青和改性瀝青進行了低溫變形、高溫粘度試驗研究。

2.1 提高了低溫變形能力

原狀瀝青在不同溫度下延度隨摻不同量改性劑變化曲線如圖1、圖2 所示。從圖1 可以看出，原狀瀝青在4 ℃時，延度隨改性劑摻量的增加先增大后略微減小;摻入6.5%改性劑達到0.9 cm;從圖2 可以看出，原狀瀝青在7 ℃時，延度隨改性劑摻量的增加而增大;當摻入6.5%改性劑后達到最大值。總之，當添加改性劑后，延度都有不同提高，可以看出有較好的低溫變形能力，改善路面的低溫性能。

2.2 提高了高溫使用粘度

如表1 所示，摻加2.5%改性劑后60 ℃粘度由98.8 Pa·S提高到177.3 Pa·S，90℃粘度由9.9 Pa·S 提高到11.4 Pa·S，摻加4.5%改性劑后60 ℃粘度由98.8 Pa·S 提高到358.3 Pa·S，90 ℃粘度由9.9 Pa·S 提高到24.6 Pa·S。可以看出，隨著改性劑量的增加，不同溫度下原狀瀝青的粘度也隨著變大，說明改性瀝青提高了瀝青粘度。

圖1 原狀瀝青在4 ℃時延度隨摻不同比例改性劑變化曲線圖

圖2 原狀瀝青在7 ℃時延度隨摻不同比例改性劑變化曲線圖

表1 原狀瀝青摻入不同比例改性劑性能變化表

3 SBS 改性瀝青混合料在工程中的應用

3.1 現場施工質量控制

(1)攤鋪時質量控制

改性瀝青混合料進行現場攤鋪前，對下層表面需進行嚴格的清掃與水洗，特別是對拌和機、攤鋪機、壓路機、運料自卸車要做到認真細致地檢查和保養。為防止改性瀝青混合料在運輸過程中溫度下降太快，宜采用加厚的遮蓋帆布進行保溫。SBS 改性瀝青混合料的攤鋪溫度不得低于170 ℃。在攤鋪時，應盡可能連續不斷施工，以減少攤鋪機和壓路機的停頓，盡量減少橫縫，從而提高面層平整度。

(2)碾壓時質量控制

①碾壓溫度控制

現場施工的一個顯著特點是降溫速度快，成型溫度高。攤鋪的溫度控制對確保施工質量有十分重大的意義。在正常情況下，施工溫度宜根據SBS 改性劑的品牌及劑量、粘度、氣候條件及鋪裝層厚度確定。如何更好地控制施工溫度，直接影響路面的內在質量、外在質量和使用效果。因此佛開高速公路對碾壓溫度有嚴格要求，初壓溫度為160 ℃左右，不低于150 ℃;碾壓終了溫度不低于95 ℃;在50 ℃以下才能開放交通溫度。

②碾壓速度控制

(3)施工接縫的處理

①縱向施工縫

縱縫采用熱接縫，在前臺已攤鋪混合料但未碾壓的鋪面作為后高程基準面，并有20～25 cm 左右的攤鋪層重疊，以熱接縫形式在最后作跨接縫碾壓以消縫跡。初壓時在縱縫處增加一遍碾壓，確保縱縫處的壓實度。

②橫向施工縫

瀝青混凝土上面層橫向施工縫全部采用平接縫。用3 m 直尺沿縱向位置，在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置，用切割機在縱、橫向平整處割齊后鏟除;繼續攤鋪時，將接縫鋸切時留下的灰漿擦洗干凈，涂上少量粘層瀝青。攤鋪機熨平板從接縫處起步攤鋪;雙鋼輪壓路機以半幅的中心向兩側呈45°角斜向碾壓，再縱向從已鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層。

(4)路面平整度控制

施工中平整度控制應嚴格防止混合料產生離析，攤鋪機應均勻、連續、不間斷攤鋪，做到這一點是很不容易的。變換速度與中途停頓是造成不平整的主要原因。攤鋪機隨機人員維持攤鋪機工作面潔凈，隨時清除雜物，并隨時回收，鏟凈散落在路上的混合料，隨時修鋪邊緣或接縫的缺陷。檢測調整攤鋪厚度，確保合格的壓實厚度，并在初壓中即以3 m 直尺檢測，及時找平補齊，達到路面平整，接縫嚴密的要求。

3.2 現場施工控制要點

應嚴把材料進料關，對不合格的材料絕不能用于工程。改性瀝青混凝土試驗段施工前，要對進行施工的所有現場操作人員進行必要的業務培訓和詳細的技術交底，達到所有人員分工明確，責任明確。混合料出場時由專門的檢測人員對混合料逐車檢測。混合料運至施工現場時，由專人逐車檢測混合料溫度。混合料攤鋪、碾壓時，應隨時對攤鋪、初壓、復壓、終壓溫度進行檢測。

4 結 論

(1)通過對70#重交通瀝青摻加SBS 改性劑，明顯提高了瀝青的低溫變形能力和高溫使用粘度，提高了路用性能。

(2)SBS 改性瀝青混合料在攤鋪和碾壓階段溫度下降較快，在施工時應保證施工現場初壓溫度在規范內偏高較好。可在攤鋪前工地二次拌和以消除混合料的溫差離析。

(3)SBS 改性瀝青路面施工應特別重視改性瀝青混合料運輸、碾壓過程溫度的損失及碾壓速度的控制。

(4)從后期調查可以看出，路面鋪筑完并運行后，未出現較大裂縫、坑槽、車轍、擁包等破壞問題。通過檢測可以看出，SBS 改性瀝青路面耐久性較普通瀝青路面有了很大提高，延長了路面使用年限。

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