SBS改性瀝青混合料在道路施工中的穩定性研究

朱志紅

（安徽聯春建設工程有限公司，安徽 黃山 241000）

1 SBS改性瀝青混合料的定義

SBS改性瀝青是以基質瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方式，使SBS在瀝青中均勻地分散。在此基礎上，加入一定比例的專屬穩定劑，最終形成SBS共混材料。它主要利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理，SBS能與瀝青基質形成空間立體網絡結構，從而有效地改善瀝青的溫度性能、拉伸性能、內聚附著性能、彈性、混合料的穩定性、耐老化性等。在眾多瀝青改性劑中，SBS改性瀝青混合料能同時改善瀝青的高低溫性能和感溫性能，使其成為研究和應用最多的品種之一，SBS改性瀝青占全球瀝青需求量的61%以上。

2 SBS改性瀝青混合料對道路施工穩定性的影響

隨著我國城市化進程的全面深入發展，交通事業整體水平呈現出前所未有的上升勢態。大型車輛、重載車輛、超載車輛日益增加，導致道路路面經常處于超載狀態，已經不具備支撐交通實際需求的能力，質量問題越來越嚴重，甚至嚴重影響了人們的日常出行安全。為有效解決因交通量較大而引發的各類問題，人們對道路施工過程中的路面質量提出了嚴格要求，采取有效措施以提升路面的穩定性、抗疲勞性、低溫抗裂性和高溫穩定性。

在瀝青混合料中合理地添加SBS改性劑，能夠充分發揮SBS改性劑的抗低溫、耐高溫、黏合力強、韌性強等優勢。因此，在道路施工中必須明確掌握不同含量SBS改性劑對瀝青混合料穩定性的影響，根據實際情況選擇最優配比，從而為提高道路施工穩定性制定一套可行性方案。

3 SBS改性瀝青混合料的級配選擇與設計

3.1 粗集料與細集料的級配選擇

SBS改性瀝青混合料本身具有的內摩擦能夠對自身的高溫穩定性產生直接影響。當SBS改性瀝青混合料的內摩擦角不斷增加時，集料的不同分子大量聚集，產生的相互作用力隨之增加，從而不斷提高SBS改性瀝青混合料的高溫穩定性。

在對粗集料進行級配選擇過程中，選擇的石料既要具有較高品質，又要有較高的堅硬度、表面粗糙、棱角分明。對石料進行處理時，靈活運用錐式碎石機或錘擊式碎石機對石料進行破碎處理，保證碎石材料的抗壓、防碎能力在相關機械設備的作用下得到進一步強化。對于石英巖、花崗巖這一類酸性巖石而言，雖然各方面性能能夠充分滿足道路施工的標準和要求，但是由于瀝青與酸性巖石之間的黏合性極差，因此，在使用酸性巖石的過程中應添加水泥、石灰等材料。在對細集料進行級配選擇的過程中，通常采取反復破碎堅硬巖石的方法制取機制砂，這樣能夠與瀝青材料之間產生較高的黏合度。細集料具備符合道路工程施工標準和項目要求的性能。

3.2 礦粉的選擇與設計

為了進一步增強SBS改性瀝青混合料的吸附作用，工作人員可在制作混合料時添加適量的礦粉，無論是粗集料還是細集料，都能在瀝青與礦粉的充分結合下，最終形成一個具有較高完整性的整體。在添加礦粉的過程中，必須根據實際情況合理控制礦粉的添加量，如果添加的礦粉量較少，會導致SBS改性瀝青混合料的黏稠度低；如果添加的礦粉量較多，會導致SBS改性瀝青混合料出現膠泥成團現象，使道路路面出現膠泥離析的嚴重后果。所以，無論哪種情況都會影響道路施工質量，降低道路工程的安全性和穩定性。必須加強對SBS改性瀝青混合料中礦粉加入量的精準控制，使混合料的配比具有較高的科學性和可行性。

為了使SBS改性瀝青混合料具有較高的黏附性，必須保證加入的礦粉細度不超過0.075mm，親水系數始終小于1，含量控制在75%左右。在拌和機的攪拌下，礦粉會產生大量粉塵，不僅違背了建筑工程的綠色施工理念，對道路施工產生一定影響，而且會嚴重破壞道路路面的性能。為了避免由于解決粉塵問題而導致道路建設成本增加的問題發生，工作人員應精準控制粗集料與細集料中的含泥量，并在儲存礦粉時始終保持儲存環境潔凈、干燥，最大程度地減少粉塵對SBS改性瀝青混合料性能產生的影響，提高道路路面的穩定性。

3.3 礦料的選擇與設計

在對SBS改性瀝青混合料的礦料進行級配設計時，可根據實際情況優先選擇密級配AC-16C型號的瀝青混合料，并將其使用在道路路面的上層面施工中。在具體設計過程中，通過對試驗結果分析得出，SBS改性瀝青混合料最優配比設計為：10～20mm碎石占比40%、5～10mm碎石占比10%、石屑占比26%、砂石占比18%、淀粉占比6%。

4 道路施工中SBS改性瀝青混合料配合比設計

鑒于SBS瀝青混合料中的瀝青含量能夠對混合料實際性能產生重要影響，因此，在確定瀝青的最佳使用量時，工作人員通常會優先使用馬歇爾試驗法。通過與基質瀝青的相對密度進行比較，發現在混合料中加入5%的SBS改性瀝青，其具有的相對密度為0.990，與基質瀝青相對密度0.995相比略低。在進行馬歇爾試驗法的過程中，可以分別利用不同的石油比例對瀝青混合料進行逐一配置。

5 利用SBS改性瀝青混合料提高道路施工穩定性的具體表現

為了驗證SBS改性瀝青混合料對道路工程實際性能產生的影響，采取科學的方式對SBS改性瀝青混合料各項組成材料的級配進行合理選擇，確保設計的配合比例具有較高可行性和科學性。在此基礎上，從高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性三個層面入手，全面探究SBS改性瀝青混合料對道路施工產生的影響。從試驗結果中可以看出，SBS改性瀝青混合料不僅能提升道路的應變能力和抗疲勞能力，而且能最大程度地降低路面產生的永久變形問題，為人們提供安全出行，還能進一步延長道路的使用壽命。

5.1 SBS改性瀝青混合料可提升道路施工的高溫穩定性

為了驗證SBS改性瀝青混合料是否能有效提升道路施工的高溫穩定性，本文分別選擇殼牌90、殼牌90+5%SBS型號的瀝青對AC-16C型號的混合料車轍進行試驗。對于SBS改性瀝青而言，無論是軟化點還是當量軟化點，都比基質瀝青要高，也就是在高溫環境下，SBS改性瀝青的穩定性要高于基質瀝青，這也是經過改性后的瀝青能夠使高溫區（20℃～30℃）具有的熱穩定性要求得到充分滿足的原因。按照《公路瀝青路面施工技術規范》相關要求，夏季炎熱地區（20℃～30℃）改性瀝青混合料的高溫穩定性必須滿足車轍穩定度（60℃，0.7 MPa）不少于2 400次/mm的要求，通過對試驗結果的分析發現，在混合料中逐步提高SBS改性劑的含量，可使該混合材料的車轍度穩定性提升到3 997次/mm，確保混合料的動穩定度提升3.6倍左右，并且在高溫狀態下，經過改性后混合料的抗流動變形性和穩定性得到進一步強化，當環境溫度保持在20℃～30℃之間時，依然能保證自身具有較高的穩定性。可見，與傳統瀝青混合料相比，SBS改性瀝青混合料的穩定性明顯提升，能充分滿足道路施工在不同氣候條件下的作用需求。

5.2 SBS改性瀝青混合料能使道路施工具有低溫抗裂性

我國大部分道路工程施工項目的路面通常以瀝青為主。為了驗證SBS改性瀝青混合料是否能提升路面的低溫抗裂性能，對其進行低溫彎曲試驗，并對試驗結果進行評價。通過分析知道，當混合料經過改性后，應變能力以及極限抗彎拉強度與改性之前相比，分別提升了47%和51%，勁度模量增加幅度雖然較小，但也提高了5.5%。從中可看出，通過使用SBS改性劑，能夠使瀝青混合料的低溫抗裂性能得到明顯提升。在將SBS改性瀝青與蒙脫土充分融合后，形成的混合料具有較強的抗老化性，特別是在低溫環境下，抗裂性能極為明顯。雖然在路面老化之前，復合改性瀝青混合料的最大彎度低于SBS改性瀝青，但由于受到長期老化和短期老化的影響，使前者的抗老化性能更加優越，甚至最大彎拉應變要明顯高于后者。

5.3 SBS改性瀝青混合料能使道路施工具有水穩定性

在雨季進行道路施工時，較多的雨水會影響施工效果。為了驗證SBS改性瀝青混合料是否能提升道路施工的水穩定性，工作人員可進行殘留穩定度試驗和凍融劈裂強度比試驗。通過對試驗結果分析可知，在殘留穩定度方面，經過改良后的混合料整體水平提高了37.6%，凍融劈裂強度比提升了9.8%。從中可看出，使用SBS改性瀝青混合料能使道路施工的水穩定性得到有效提升，保證在瀝青路面的上面層施工中充分發揮自身作用。在經歷短期老化后，道路路面無論采用SBS改性瀝青與蒙脫土混合料，還是單獨使用SBS改性瀝青混合料，其水穩定性都明顯提升，主要原因是在短期老化之后瀝青內部的部分輕質組分逐漸向重質組分轉變，從而使瀝青混合料的黏稠度提升，自由能增加，為提高路面水穩定性具有積極的促進作用。

6 瀝青混合料在道路工程施工中的應用方法

6.1 瀝青混合料的配置比例與攪拌

配比與攪拌瀝青混合料是瀝青混凝土混合涂料施工中的一個重要環節。在控制瀝青混凝土混合料配合比的過程中，道路工程施工管理人員應根據不同階段的施工要求，通過馬歇爾試驗確定瀝青混凝土混合料的種類和配制比例，并測試各種設計參數的有效性和穩定性。在施工過程中，施工人員還應嚴格控制瀝青混凝土混合料的拌和、加熱時間和溫度，并根據施工現場及附近地區的空氣溫度和濕度進行調整，避免拌和施工參數不合理，容易造成離析、分層等其他問題。需要注意的是，一旦任何環節出現誤差，施工人員應立即通過誤差補償的方式進行校準和調整。

6.2 攤鋪混合瀝青材料

在攤鋪瀝青混凝土及其他基礎材料工序的實施階段，先將路基存在的雜物快速清理干凈，再用壓路機進行碾壓。施工人員應選擇適合的攤鋪機械和攤鋪措施進行操作，還要綜合考慮到城市公共道路交通工程的等級，在城市公共道路交通工程檢查作業、攤鋪設備調試時，施工人員要確定攤鋪設備平直度是否滿足城市公共道路交通工程路面的標準，綜合分析供料系統、振搗底部、加熱裝置和自動調整裝置，按照正確的攤鋪順序，保持勻速攤鋪，保證攤鋪效果，再由專業人員進行看護管理，以便在路面出現裂縫時能及時處理。

6.3 壓實成型瀝青混凝土及基礎材料

混凝土和相關基礎材料在攤鋪作業完成后，應進行壓實處理。在道路工程中，壓實工序分為初壓、復壓和終壓三個階段，各階段應用的具體設備、設定的壓實溫度和速度等也存在相應的差別。所以，混合材料壓實時應根據各個階段的具體情況，綜合考慮壓實的速度和溫度，設置科學的碾壓方案，在進行壓實操作前應進行提前試壓作業，以確定碾壓參數。通常情況下，初壓會使用鋼輪壓路機，復壓常使用重型輪胎壓路機，終壓時通常會使用雙鋼輪壓路機。

6.4 瀝青路面的接縫處理

施工人員應嚴格按照標準、規范要求預留施工縫，做好接縫連接。在實際路面施工環節中，最宜采用機械切割或人工干預的方法，去除層厚不足的部分，加強工作縫直角連接的平整度，持續保持連接部位處于平衡狀態。此外，選擇垂直平接縫和水平斜縫，嚴格控制發生錯位，進一步提高路面平整度。要修齊邊緣結構，清除松散的多余混合料，然后對新鋪的混合料進行二次碾壓。另外，瀝青混凝土混合料高溫攤鋪完成后，應預留足夠時間，使其自然冷卻，以增強整體混凝土結構的穩定性。

7 結語

SBS改性瀝青混合料路面施工的技術性強、涉及范圍廣。現代化的施工機械、高素質的施工人員、成熟的施工工藝是質量保證的必要因素，同時，建立質量崗位責任制。為了保證道路交通質量和交通安全，必須嚴格施工管理，充分調動施工人員的積極性和責任心，從原材料開始對瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪、壓實等工藝進行層層把關，這樣才能鋪筑出優良的路面工程。