SBS改性沥青性能及施工质量控制研究

2014-08-05姚孝虎梁养辉郭力源

黑龙江交通科技 2014年9期

姚孝虎，胡滨，梁养辉，郭力源，姜涛

(1.安徽省交通投资集团有限责任公司;2.中交第一公路勘察设计研究院有限公司;3.重庆交通大学)

改性沥青作为一种有效提升沥青品质的途径，得到了广泛地认可和应用，并取得了较好的使用效果。国产沥青的改性方法很多，有橡胶(天然胶、合成胶如SBS 等)、塑料(PE、EVA 等)硫磺或其他矿物纤维填料，也有采用有机化合物、金属络合物改性剂改善沥青性能。目前国内对掺加热塑性橡胶SBS 的研究较多，SBS 改性沥青是在原有基质沥青的基础上，掺加一定量的SBS 改性剂，改性后的沥青与原沥青相比，其高温粘度增大，软化点升高，提高了原状沥青耐久性和高温稳定性，具有广阔的应用前景。

1 改性剂、沥青的选择

随着改性沥青的不断应用，改性剂的选择范围越来越广，各种改性剂效果不同，而且改性的侧重也不相同。因此在选择改性剂时，寒冷地区应选择低温性能好的改性剂，如SBR、SB、SBS 等，而夏季高温地区则应选择可以改善沥青高温性能的改性剂，如PE、PP、EVA 等。

国内对沥青的选择也进行了许多研究，一般认为影响改性沥青相容性主要因素为原油基属、组分构成以及沥青标号，其中沥青组分构成对相容性的影响最为显著。因此在选择沥青时应充分考虑这三点，重点应选择合适的沥青组分构成。

通过以上分析，本实验选择70#重交通沥青，改性剂采用SBS 改性剂，在室内试验效果显著的基础上，进行了试验路铺筑并进行施工工艺总结，得出SBS 改性沥青路面施工工艺质量控制要点，对SBS 改性沥青在公路工程中应用起到促进作用。

2 改性沥青性能研究

为了研究原状沥青进行改性后变化情况，分别对原状沥青和改性沥青进行了低温变形、高温粘度试验研究。

2.1 提高了低温变形能力

原状沥青在不同温度下延度随掺不同量改性剂变化曲线如图1、图2 所示。从图1 可以看出，原状沥青在4 ℃时，延度随改性剂掺量的增加先增大后略微减小;掺入6.5%改性剂达到0.9 cm;从图2 可以看出，原状沥青在7 ℃时，延度随改性剂掺量的增加而增大;当掺入6.5%改性剂后达到最大值。总之，当添加改性剂后，延度都有不同提高，可以看出有较好的低温变形能力，改善路面的低温性能。

2.2 提高了高温使用粘度

如表1 所示，掺加2.5%改性剂后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，掺加4.5%改性剂后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，随着改性剂量的增加，不同温度下原状沥青的粘度也随着变大，说明改性沥青提高了沥青粘度。

图1 原状沥青在4 ℃时延度随掺不同比例改性剂变化曲线图

图2 原状沥青在7 ℃时延度随掺不同比例改性剂变化曲线图

表1 原状沥青掺入不同比例改性剂性能变化表

3 SBS 改性沥青混合料在工程中的应用

3.1 现场施工质量控制

(1)摊铺时质量控制

改性沥青混合料进行现场摊铺前，对下层表面需进行严格的清扫与水洗，特别是对拌和机、摊铺机、压路机、运料自卸车要做到认真细致地检查和保养。为防止改性沥青混合料在运输过程中温度下降太快，宜采用加厚的遮盖帆布进行保温。SBS 改性沥青混合料的摊铺温度不得低于170 ℃。在摊铺时，应尽可能连续不断施工，以减少摊铺机和压路机的停顿，尽量减少横缝，从而提高面层平整度。

(2)碾压时质量控制

①碾压温度控制

现场施工的一个显著特点是降温速度快，成型温度高。摊铺的温度控制对确保施工质量有十分重大的意义。在正常情况下，施工温度宜根据SBS 改性剂的品牌及剂量、粘度、气候条件及铺装层厚度确定。如何更好地控制施工温度，直接影响路面的内在质量、外在质量和使用效果。因此佛开高速公路对碾压温度有严格要求，初压温度为160 ℃左右，不低于150 ℃;碾压终了温度不低于95 ℃;在50 ℃以下才能开放交通温度。

②碾压速度控制

(3)施工接缝的处理

①纵向施工缝

纵缝采用热接缝，在前台已摊铺混合料但未碾压的铺面作为后高程基准面，并有20～25 cm 左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消缝迹。初压时在纵缝处增加一遍碾压，确保纵缝处的压实度。

②横向施工缝

沥青混凝土上面层横向施工缝全部采用平接缝。用3 m 直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置，用切割机在纵、横向平整处割齐后铲除;继续摊铺时，将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上少量粘层沥青。摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺;双钢轮压路机以半幅的中心向两侧呈45°角斜向碾压，再纵向从已铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。

(4)路面平整度控制

施工中平整度控制应严格防止混合料产生离析，摊铺机应均匀、连续、不间断摊铺，做到这一点是很不容易的。变换速度与中途停顿是造成不平整的主要原因。摊铺机随机人员维持摊铺机工作面洁净，随时清除杂物，并随时回收，铲净散落在路上的混合料，随时修铺边缘或接缝的缺陷。检测调整摊铺厚度，确保合格的压实厚度，并在初压中即以3 m 直尺检测，及时找平补齐，达到路面平整，接缝严密的要求。

3.2 现场施工控制要点

应严把材料进料关，对不合格的材料绝不能用于工程。改性沥青混凝土试验段施工前，要对进行施工的所有现场操作人员进行必要的业务培训和详细的技术交底，达到所有人员分工明确，责任明确。混合料出场时由专门的检测人员对混合料逐车检测。混合料运至施工现场时，由专人逐车检测混合料温度。混合料摊铺、碾压时，应随时对摊铺、初压、复压、终压温度进行检测。