SBS改性沥青混凝土路面施工技术研究

2023-03-12李新鹏

工程建设与设计 2023年3期

李新鹏

（石家庄市高速集团西阜分公司，石家庄 050000）

1 引言

高速公路路面结构以沥青混凝土结构形式为主，沥青路面类型较多，实际应用设计时需结合具体情况，例如，在高温地区，进行沥青路面设计时需确保沥青混合料的高温稳定性满足要求，以免出现路面车辙、老化、裂缝等病害。现阶段，在高速公路沥青路面施工中常采用SBS改性沥青，SBS改性剂的掺加可极大地增强沥青路面的高温稳定性以及抗车辙能力，使用性较强，本文围绕SBS改性沥青混合料的配合比设计以及施工技术要点展开分析，并在具体工程中进行应用。

2 工程概况

某高速公路项目全线长约为97.641 km，按照双向六车道设计标准设计，路基宽度为27 m，设计行车速度为100 km/h，路面主要采用沥青混凝土路面和复合式路面两种形式。为提高沥青路面的整体施工质量，确保满足公路路面规范要求，现拟决定采用SBS改性沥青进行施工，SBS改性沥青混合料相比于一般沥青混合料具有较好的高温稳定性和低温抗裂性，本文主要针对该高速公路沥青路面上面层进行研究分析。

3 SBS改性沥青混合料配合比设计分析

3.1 基质沥青

本项目主要采用的SBS改性沥青作为胶结料，利用SBS改性剂与基质沥青进行现场制备，因此，需选用配伍性更好的基质沥青。本项目选用国产70#基质沥青作为胶结料，对应的主要技术指标见表1、表2。

3.2 SBS改性剂

SBS改性剂为一种白色橡胶轻质颗粒，均匀掺加至基质沥青后可极大提升沥青的高温性能[1]，如图1所示。购置完SBS改性剂后结合厂家提供的相关参数表，对SBS改性剂进行性能检测，主要技术指标见表3。

图1 SBS改性剂

表1 基质沥青主要技术指标

表2 RTFOT后残留物

表3 SBS改性剂主要技术指标

3.3 矿料

3.3.1 粗集料

在沥青混合料内部结构中，粗集料通常起到充当骨架的作用，现行研究中SBS改性沥青混合料中所用粗集料大多为砾石和碎石，另外需确保粗集料的表面纹理和粗糙度[2]。本项目中选用的粗集料为玄武岩，对应的主要指标如表4所示。

表4 粗集料技术指标试验结果

3.3.2 细集料

细集料主要作用为填充粗集料之间的空隙结构，使整个混合料处于稳定密实状态，本项目主要采用石灰岩研磨制得，其主要指标见表5。

表5 细集料技术指标试验结果

3.3.3 填料

填料主要作用是让沥青胶结料能更好地附着在集料表面，采用的填料同样为石灰岩磨制，其掺量控制在2%，对应的主要技术指标见表6。

表6 石灰岩矿粉物理性能试验结果

3.4 级配设计

对SBS改性沥青混合料级配进行优化设计，其级配设计见表7。

4 SBS改性沥青混合料施工技术要点

4.1 施工准备

沥青路面施工前，准备好各项施工原材料，如改性剂、沥青胶结料、集料等，严格按照试验规范确定混合料配合比设计，并对各项施工原材料进行性能检测，确保满足设计规范要求[3]。材料经检查合格并进场后，分批分类进行存放，并设置相应的遮雨棚，做好防雨防潮措施。沥青路面施工所用的机械设备主要有自卸车、摊铺机、压路机、洒水车等，施工之前对各机械车辆进行按照调试。

表7 沥青混合料矿料级配

4.2 混合料拌和及运输

SBS改性沥青混合料与普通沥青混合料相比，其拌和温度要求更高，由于SBS在拌和过程中需加热使其溶胀，通常其拌和温度应控制在170℃左右，同时应确保集料的整洁性和干燥性[4]。施工人员及时对混合料拌和质量和温度进行现场检测，不得使用花白料或离析料。采用自卸运输车进行混合料运输，装料前与车厢内壁上均匀涂抹一层隔离油，同时准备厚实帆布袋，运输车按照指定路线进行。

4.3 混合料摊铺

严格控制摊铺厚度和平整度，结合大于15 m的找平装置，遵循连续、均匀、缓慢的原则，严格按照规范要求设计摊铺速度，确保在2.5 m/min以内[5]。SBS改性沥青混合料在摊铺过程，保证其上下面层摊铺的温度低于170℃，同时在摊铺机熨平机两侧加装一层橡胶挡板，防止粗集料洒落，并及时进行换填和撒料工作。

4.4 混合料碾压

采用自动喷洒装置进行，碾压工艺采用振动碾压和静压两种方式相结合，分为初压、复压、终压3个步骤，初压采用1台振动压路机和摊铺协同碾压1~3遍，碾压速度控制在4 km/h以下，复压采用2台压路机进行揉搓碾压5遍，碾压速度控制在3~6 km/h，每个轮胎气压保持一致，终压采用1台压路机以静压方式收面处理。整场碾压施工完成后，对路面温度及时检测，防止路面出现明显离析。

4.5 质量检测

SBS改性沥青路面施工完毕后，为检测其施工质量，选用离析状况作为检测标准进行质量观测，并采用PQI380无核密度仪（见图2）对施工面离析程度、均匀性以及压实度进行检查。检测结果表明，SBS沥青路面施工完毕后其整体离析控制良好，面层平整度和压实度较好，铺设出的面层抗离析能力较强，制定的施工参数满足实际施工要求。