刍议布敦岩（BRA）改性沥青施工工艺

苗永昌 中铁十二局集团第一工程有限公司

1 前言

布敦岩沥青是产于南太平洋印度尼西亚的一种天然沥青，其经过长期蒸发凝固而形成，主要成分有天然沥青和石灰岩矿物质等，其中沥青含量大约在20%～30%。在路面工程中应用布敦岩改性沥青，能够比较显著的提升耐久性和路用性。因此相关施工单位及人员，应当结合布敦岩改性沥青的特点，重点把握其施工工艺要点，以此提高路面作业质量。

2 布敦岩改性沥青的特点

相比于SBS改性沥青，布敦岩改性沥青具有比较明显的优势特点，具体如下。

（1）具有相对稳定的性能。由于岩沥青是一种石油基固体，与沥青的化学结构非常相似，相容性较好。在路面工程中很容易与沥青共存，并且对布敦岩改性沥青进行拌合后，具有较好的硬度和耐磨性及韧性等。所以布敦岩可替代部分的SBS，通过相容性特征降低收缩率，避免出现施工龟裂等现象。岩沥青的分子量很大、聚合度较高，即使在高温条件下也具有较好的稳定性，其软化点在160℃～175℃左右。

（2）具有强粘附性和抗水损性能。布敦岩沥青的含氮量高，而且浸润性很强，对自由氧化基也具有比较强的抵抗性，在很大程度上可增强沥青的黏度，同时可改善抗氧化性以及抗剥离性能，促使路面的抗水损能力大幅提高。

（3）可改善沥青的含蜡量。布敦岩通常存在于地壳中，经过各种因素长时间的作用，会促使其含蜡量大幅下降，并转化为其他形式。将其掺入到普通沥青后，会在重组过程中，将该转化特性传递到基质沥青中，降低沥青混合料的含蜡量，最大限度的降低石蜡危害性。

（4）耐候性强、抗老化效果显著。布敦岩沥青存在自然界中，经过了长期的气候考验，形成了较为稳定的性质。而且其具有非常强的抗微生物侵蚀作用，布敦岩改性沥青的抗老化性能相比于SBS优越。

（5）施工工艺简单、操作便捷。布敦岩改性沥青的形态是一种不流动的颗粒状材料，很容易被加工。对于其施工的操作工艺也比较简便，布敦岩生产与施工采用的主要设备与常规沥青混合料相同。无需增加改造等其他设备，具有良好的经济性[1]。

3 布敦岩改性沥青施工工艺要点

3.1 合理拌和混合料

布敦岩改性沥青的拌和工艺一般分为两种，一种是湿法拌和工艺，另外一种是干法拌和工艺，其中干法施工工艺较为简单，质量易于控制，应用较多。

3.1.1 混合料干法拌和工艺控制

布敦岩的干法添加工艺宜采用一套BAR专用的提升设备和储存罐，并配备独立螺旋送料系统及可以自动控制的计量系统。条件有限时也可选择人工添加方式。但在添加前应将结团、结块的布敦岩进行分散、破碎。布敦岩必须在沥青拌和厂（场、站）采用拌和机械拌制，宜采用间歇式拌和机。先将热集料与热沥青先行拌和，再加入布敦岩沥青和矿粉拌和。一般情况下，布敦岩∶基质沥青=1∶2，拌和时间宜较同类沥青混合料延长5s～10s。生产添加纤维的沥青混合料时，纤维必须在混合料中充分分散，拌和均匀。拌和机应配备同步添加装置，松散的絮状纤维可在喷入沥青的同时或稍后采用风送设备喷入拌和锅，拌和时间宜延长5s 以上。拌制好的沥青混合料应均匀，以BRA 分散均匀、沥青均匀裹覆集料为度，无花白料、无结团成块或严重的粗细集料分离现象，根据现场拌和效果对初定的拌和时间进行检查和调整。

3.1.2 混合料湿法拌和工艺控制

布敦岩的湿法拌和工艺即将岩沥青与基质沥青先混合搅拌成天然改性沥青，再与集料进行拌和，布敦岩改性沥青的加工过程需专门的改性沥青制备设备，改性的过程需严格控制，由专业的工程人员利用专用改性设备完成制备。首先应先将布敦岩与基质沥青进行充分搅拌，并保障其用量比例具有合理性，通常为布敦岩∶基质沥青=1∶4，通过加热拌和10min，即可获得改性沥青胶体。其次，在拌和时，应当将布敦岩比较均匀的分散在基质沥青中，再将温度提升到160℃～180℃，发育1h后再进行40min 的搅拌。对完成拌和的沥青可出储存在沥青罐中，为保障其良好性能，储存时间不得超过1d，最后依照常规的沥青拌和方式进行搅拌。

3.1.3 拌和温度控制

在混合料的拌和环节，为确保布敦岩改性沥青混合料搅拌质量，需进行室内试验，在加入布敦岩后，沥青的软化点从46℃提升到50℃以上。布敦岩改性沥青混合料的施工温度可在同类热拌沥青混合料施工温度的基础上提高5℃，有条件时可通过布敦岩沥青改性沥青粘温曲线确定。当缺乏足够试验数据时，矿料的加热温度可按照190℃～220℃控制，沥青加热温度一般在165℃～170℃最为适宜，布敦岩改性沥青混合料出厂温度应保持在170℃～185℃。为保障其具有良好的施工性能，相关人员可采用红外线测温仪对温度进行实时监控，如果其温度超过195℃，则不予投入施工应用，避免对工程质量造成不利影响[2]。

3.2 混合料的运输

布敦岩改性沥青的运输要求同常规热拌沥青混合料。当完成混合料的拌和作业后，需将其运输到施工现场。在及时装车后，应当严格把握运料车的运输时间，要在最短时间内将混合料运送到施工作业面。同时为保障沥青温度得到控制，应当采取相应保温措施或者加盖篷布等，确保混合料表面不出现结壳现象。为防止沥青与车厢板粘结，车厢侧板和底板涂一层隔离剂（如植物油和水的混合物)，不得有余液聚在车厢底部。从拌和机向运料车上装料时，应多次挪动汽车位置，平衡装料，以减少混合料离析。使混合料发挥良好的布敦岩改性沥青性能，保证路面摊铺的连续性和平整度与工程相关技术规范相适应。自卸汽车运输能力应比后场的拌和能力和前场摊铺能力有所富余。开始摊铺机前，最少有3辆运料车等待卸料，保证摊铺的连续性。

3.3 摊铺施工

对布敦岩改性沥青施工工艺要点的把握，主要有以下三个关键点。

首先，在正式开展布敦岩改性沥青摊铺施工之前，工作人员需做好相应的准备工作。即是检查黏层油的洒布质量，并对压路机的性能进行检查。为充分保证路面摊铺的平整度，对表面层应当采用非接式平衡梁控制摊铺厚度。对于摊铺机设备的选择，通常选用高速公路常规设备即可，针对单幅的双车道路面应当采用单机全断面摊铺方式，对于四车道路面，应当采用两台摊铺机以梯队行进的方式开展作业。施工人员应当认识到布敦岩改性沥青混合在高温状态下，主要利用粗细集料的嵌挤作用实现摊铺。施工时，操作人员需要适当提升夯锤的振捣频率，并尽可能消除初压痕迹，实现路面的平整度得到有效控制。

其次，对于布敦岩改性沥青混合料的松铺系数，在具体工程中可暂定在1.15～1.25，在开展实际施工中再按照现状进行调整和优化。在实施摊铺作业时，其应当注意的工艺要点则是人工摊铺的边角位置，对其摊铺系数的设置应当大于机械摊铺工艺，大约维持在1.25～1.35，并提前进行烫平板的余热，操作人员可采用间隙预热的方式，确保预热的均匀性。通过烫平板加振，可促使混合料初步被压实，减少后续的碾压次数、碾压时间等，以此控制温度在合理范围。如需借助两台摊铺机开展梯队施工作业时，可设置前后错开10m～30m，对于相邻的摊铺机应当重叠摊铺至少10cm，促使接缝实现热解，降低出现裂缝、变形等质量病害的概率。

最后，在摊铺时，现场施工管理人员需要组织安排每台摊铺机之前，应当有5 辆车等候卸料，确保摊铺的连续性。对于摊铺温度的控制应当不低于160℃，在摊铺速度方面，必须始终保持均匀，严禁出现变速或者停顿等现象。通常情况下，可将布敦岩改性沥青摊铺机行走速度控制在1m/min～3m/min。完成摊铺作业后，相关施工人员要及时对松铺厚度进行检查，如发现不合理之处，应当进行及时的调整。如摊铺部位存在桥梁接头等，需严格控制平整度，以免出现凹凸不平的问题，致使引发桥头跳车。

3.4 碾压施工

对布敦岩改性沥青路面完成摊铺作业后，按照施工流程，应进行碾压作业，以增强道路平整度和密实度。在实施施工中，相关操作人员需要遵循一定的原则，综合考虑路面质量要求，其可按紧跟、慢压、高频、低幅等标准开展碾压。严格控制压路机紧跟摊铺机，并在终压温度前将全部轮迹进行消除，促使路面平整度和压实度符合设计施工规范。鉴于布敦岩改性沥青粘附性较好的特点，使用轮胎式压路机易出现粘轮问题，因此应先用钢轮压路机碾压，初始碾压温度要大于150℃，然后进行复压、终压。具体可实施以下碾压组合方案。

（1）初压阶段。施工人员采用中型双钢轮压路机，对布敦岩改性沥青路面进行1 次静压。碾压操作时应将行走速度控制在1.5km/h～2.0km/h，保证压路机紧跟在摊铺机的后方，并保障初压温度不低于150℃。

（2）复压阶段。经初压后，其路面初步得到平整和压实，为进一步实现其施工效果符合设计要求，应当开展复压作业。即是借助中型双钢轮压路机对路面开展振动碾压，具体碾压遍数可按照施工现场的实际条件而定，一般在1～2遍。然后选用26t胶轮压路机进行碾压2～4遍，行进速度要保持在4km/h～5km/h，并按照高频低幅的基本原则开展振动碾压，开始作业时布敦岩改性沥青的温度应当不低于140℃，相关施工人员需要严格监测沥青温度，在适当时机开展复压[3]。

（3）终压阶段。该环节的碾压则是对前两次碾压活动的补充，并注重对轮迹的消除。即是采用轻型双钢轮压路机，对路面实施静压1～2遍。对碾压速度控制为2km/h～3km/h左右，并且终压开始时，布敦岩改性沥青的温度应当在120℃以上。

经过初压、复压和终压施工工艺后，需对其压实度情况进行检测。为保障碾压的连续性和高效性，应按照实际需求配备足够数量的压路机，并确保其质量以及运行参数等符合规范。在碾压过程中，施工人员要尽可能的避免出现漏压、过压情况，严格按照施工方案控制碾压速度和遍数。在碾压时还需利用洒水装置向轮间实施间歇性的洒水，对于胶轮压轮机可涂抹一定的肥皂水或者油等，避免出现粘轮等问题。对布敦岩改性沥青进行振动碾压时，应注重对压路机的轮迹重叠宽度控制不小于20cm。当对布敦岩改性沥青碾压验收合格时，还需采用自然冷却养生的方式，将路面内部温度降低到50℃以下，做好养护措施，当其硬度和承载力达到标准后，才可开放通行车辆。

4 结束语

综上所述，布敦岩改性沥青施工工艺相比于SBS 改性沥青，具有较好的应用优势，能够发挥相容、抗老化、抗水损、抗裂等性能。施工工艺相对简单，施工作业流程方便，在施工过程中，作业人员需重点把握布敦岩改性沥青的混合料拌和、运输环节，深入掌握摊铺施工细节，提高碾压施工质量，实现路面工程整体建设水平得到提升，保障出行安全。