浅谈SBS改性沥青在道路改造工程中的应用

2015-08-05陈伟文

黑龙江交通科技 2015年1期

陈伟文

(泉州市公路局桥梁隧道管理中心)

1 SBS 改性沥青概述

SBS 改性沥青是在基质沥青中加入一定比例的SBS 改性剂，通过剪切、搅拌等方法，使得SBS 可以均匀分布在沥青中，同时加入适当的专属稳定剂，形成SBS 共混材料，利用SBS 良好的物理性能，对沥青进行改性处理。SBS 属于苯乙烯类热塑性弹性体，其中存在的聚苯乙烯链段和聚丁二烯链段存在明显的两相结构，前者为分散相而后者为连续相。这种两相分离结构可以与沥青基质形成空间立体网络结构，对沥青材料的温度性能、拉伸性能、弹性以及混合料的稳定性、抗老化性等进行改善，从而提高沥青对于不同环境的适应能力。在道路工程中，应用SBS 改性沥青材料，具有以下优势。

(1)在温差较大的地区，具有较好的耐高温和抗低温性能;

(2)抗车辙能力、韧性、弹性较好;

(3)可以极大地提升路面的抗疲劳能力，在流量大、超载严重的公路上具有良好的应变能力，可以减少路面的永久变形;

(4)可以有效改善路面遇水后的抗拉能力，提升沥青的水稳定性;

(5)提高了路面的抗滑能力;

(6)减少因紫外线辐射等所造成的路面沥青老化现象。

2 道路改造的必要性

在经济发展的带动下，我国的交通运输行业得到了飞速发展，对于道路路面的质量提出了更高的要求。车流量的不断增加以及超载现象的屡禁不止，对于道路路面造成了巨大的破坏。我国当前道路工程的路面包括了水泥混凝土路面和沥青混凝土路面，道路改造工程主要是在原有路面的基础上，加铺相应的沥青混凝土面层，以提升路面的质量。

对于水泥混凝土路面而言，通过道路的“白改黑”工程，能够有效改善路面的使用性能，并对旧有路面进行充分利用，其优势非常明显，(1)维护速度快，只需要数个小时就可以通车，不会对交通运输造成太大影响;(2)噪音小，可以大幅降低车辆行驶过程中产生的噪音，减少对于周边居民日常生活的影响;(3)安全性好，沥青混凝土路面与轮胎之间的附着力增强，车辆在面对紧急事件时的制动性能大大提高，行驶起来更加平稳安全;四是吸尘性能好，黑色沥青路面具有良好的吸尘性能，可以有效吸收车辆在行驶过程中带起的扬尘，改善道路周边的空气质量。

对于传统沥青混凝土路面而言，路面的质量受到沥青性能的限制，很容易出现开裂、车辙、坑槽等质量问题，影响道路的行车安全。同时，在经济发展的带动下，道路交通流量不断增大，以往的沥青路面已经逐渐无法满足实际发展的需要，在这种情况下，对道路进行相应的加固和改造，是非常必要的。

3 SBS 改性沥青在道路改造工程中的应用

结合相应的工程实例，对SBS 改性沥青在道路改造工程中的应用情况进行分析和讨论。

3.1 工程概况

省道307 线K106 +000－K129 +596 段路面改建工程，起点位于安溪县魁斗镇省道307 线与206 线交叉口处，起点桩号K106 +000，终点位于三安钢铁厂北面省道307 线白濑大桥桥头，终点桩号K129 +596，项目全长23.596 km。

3.2 路面结构类型

结合以往经验及现场勘查情况，在充分考虑稳定性、安全性和经济性的前提下，综合考虑防止反射裂缝措施，设计单位对路面结构类型以及相应的工程材料进行了全面分析和设计，主要包括。

(1)打裂压稳路段加铺层的路面结构

上面层:4 cm AC－13C 细粒式沥青混凝土

下面层:6 cm AC－20C 中粒式沥青混凝土

上基层:8 cm ATB－25 密级配沥青稳定碎石

1 cm 层铺法沥青表面处治封层

下基层(调平层):≥15 cm 3%水泥稳定碎石

(2)旧混凝土路面挖除段的路面结构

上面层:4 cm AC－13C 细粒式沥青混凝土

下面层:6 cm AC－20C 中粒式沥青混凝土

上基层:14 cm ATB－25 密级配沥青稳定碎石

下基层:16 cm 级配碎石

1 cm 层铺法沥青表面处治封层

底基层:28 cm 3%水泥稳定碎石

(3)未打裂压稳路段加铺层的路面结构

上面层:4 cm AC－13C 细粒式沥青混凝土

下面层:6 cm AC－20C 中粒式沥青混凝土

基层(调平层):≥8(10)cm ATB－25 密级配沥青稳定碎石

应力吸收膜(层):1.5 cm 橡胶沥青

旧混凝土路面结构层(整治补强、铣刨)

(4)桥面铺装的路面结构

上面层:4 cm AC－13C 细粒式沥青混凝土

下面层:≥6 cm AC－20C 中粒式沥青混凝土

改性乳化沥青防水粘层

4 改性沥青混合料组成设计

(1)沥青:对于基质沥青的选择时改性沥青混合料组成设计的首要环节，需要充分考虑道路工程所在区域的气候、地质等因素，经过专业的试验对比，选择最佳的沥青材料。本工程中选择AH－70#沥青作为改性沥青的基质沥青，与(4303)SBS 有着良好的配伍性。其技术指标符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004)中A 级道路石油沥青的技术要求，供应商需提供基质沥青的质量检测报告或者沥青样品。

(2)粗、集料:对于粗集料的选择，在充分考虑集料性能、级配、价格以及运输等因素的基础上，本工程确定安溪过溪石料场为料源采购地，集料各项检测指标均能满足道路施工有关规范的要求。细集料包括天然砂、机制砂、和石屑，要求洁净、干燥、无风化、无杂质。并且必须具有一定的级配，要符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004)中要求的沥青混合料用细集料的规格。同时，为了确保石料规格和质量的稳定性，工程主管部门成立了专门的监管小组，对碎石进行跟踪管理。

(3)配合比设计:通过目标配合比在拌合站进行试拌确定生产配合比、确定最佳用油量、标定拌合机冷料供料装置，得出集料供料曲线，标定拌合机的计量系统，保证拌合机计量系统符合要求。如表1 和表2 分别为改性沥青上面层AC－13和AC－20 配合比设计结果。

表1 AC－13 配合比

表2 AC－20 配合比

5 SBS 改性沥青的拌和和摊铺

SBS 改性沥青的粘度相比普通基质沥青要高，因此在进行拌和的过程中，应该适当提高拌和温度，但是同时也要避免因温度过高造成的沥青老化现象。如果拌和温度不达标，应该从多方面查找原因，而不能单纯提高石料的加热温度，因为这样很可能会导致沥青喷到石料表面时出现老化和枯料，影响沥青混合料的质量。SBS 沥青的出厂温度应该充分考虑天气情况以及运输距离的远近，以确保施工现场的摊铺温度。在本工程的施工过程中，SBS 改性沥青混合料的出厂温度控制在170～185 ℃左右，混合料超过195 ℃者做废料处理，并保证运到施工现场的温度不低于165 ℃。

摊铺SBS 改性沥青混合料的过程中，为确保上面层与下承层粘结完好应洒布粘层油。在摊铺施工中，要求连续施工，在不出现推移的前题下尽可能早压，碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。压实机械紧跟摊铺机进行压实作业，并控制压路机的洒水量，在规定的温度范围内完成混合料的压实。在本工程的施工过程中，对改性沥青在摊铺的过程中要求控制碾压温度，初压温度要求不低于150 ℃度，复压温度不低于130 ℃，终压控制在90 ℃左右。

SBS 改性沥青路面施工是一项技术性教强，涉及范围比较广的一个系统工程。在施工过程中，要充分调动施工人员的积极性和责任心，从原材料把关开始，对沥青混合料拌和、运输、摊铺、压实等工艺上进行层层把关，这样才能铺筑出优良的路面工程。经检测，本路段从混合料马歇尔试验各项技术指标到现场压实度控制及成型后的路面标高、厚度等检测结果来看，表明本次路面重铺工程施工是成功的，可以满足省道307 线K106 +000－K129 +596 段路面改建工程沥青混凝土面层的施工要求。