淺談莊蓋高速(LAC-20)SBS改性瀝青配合比設(shè)計(jì)

1、    淺談莊蓋高速(lac-20)sbs改性瀝青配合比設(shè)計(jì)    祁躍中圖分類號(hào)：u238文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a一、引言sbs聚合物改性瀝青是一種技術(shù)含量和附加值較高的新型優(yōu)質(zhì)筑路材料。它通過(guò)把聚合物摻入道路瀝青中而改善使用性能，能顯著提高路面的高溫和低溫性能、延長(zhǎng)路面壽命、降低噪聲、提高行車舒適性和安全性，本人就2011年至2012年參建的莊河至蓋州高速公路中面層（lac-20）sbs改性瀝青中粒式瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)詳細(xì)論述，通過(guò)自己的親身經(jīng)歷和實(shí)踐，總結(jié)出本次配合比的設(shè)計(jì)思想，為保證了路面的施工質(zhì)量做好的基礎(chǔ)的準(zhǔn)備工作。也取得了施工中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人

2、能力水平的鍛煉提升。也更加清楚的認(rèn)識(shí)到（lac-20）sbs改性瀝青的路用性能和技術(shù)指標(biāo)。二、sbs改性瀝青概況莊河至蓋州高速公路中面層采用sbs改性瀝青l(xiāng)ac-20瀝青混凝土。本次施工中使用的sbs改性瀝青是在基質(zhì)瀝青（遼河油田重交ah-90）的基礎(chǔ)上，摻加瀝青用量的5.0sbs改性劑和4.5%糠醛油添加助劑，經(jīng)過(guò)高速剪切、發(fā)育生成的改性瀝青。是一種熱塑性彈性體，兼具橡膠的彈性和樹(shù)脂的熱塑性，與原基質(zhì)瀝青相比，具有高溫粘度增大、軟化點(diǎn)升高、低溫延度增大等優(yōu)點(diǎn)，在良好的配合比設(shè)計(jì)和施工條件下，瀝青路面的耐久性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性能夠明顯提高。在sbs改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)，

3、試驗(yàn)結(jié)果表明，sbs的改性瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及本標(biāo)段施工圖紙和專用技術(shù)條款規(guī)定。三、sbs改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)（一）、原材料技術(shù)要求1.1粗集料：粗集料的作用是通過(guò)集料顆粒間的嵌擠作用提高穩(wěn)定性抵抗位移。粗集料的形狀和表面對(duì)混合料的穩(wěn)定性都有影響，因此，要求其應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害雜質(zhì)，有較高的強(qiáng)度，表面粗糙，形狀接近立方體，在本高速公路建設(shè)中采用了兩套反擊破式加工粗集料，以確保其規(guī)格。用于改性瀝青混合料中面層的粗集料石料外觀和內(nèi)在質(zhì)量均滿足工程要求，并且質(zhì)量穩(wěn)定。1.2細(xì)集料瀝青混合料中的細(xì)集料主要是為了改善礦料級(jí)配，增強(qiáng)嵌擠作用，在細(xì)集料的選用優(yōu)質(zhì)的

4、石灰?guī)r機(jī)制砂，并采用優(yōu)質(zhì)的石灰?guī)r進(jìn)行生產(chǎn)加工。1.3填料（礦粉）使用礦粉可以減小集料間的空隙，增大礦料的比表面積，從而提高粘聚力，改善其穩(wěn)定性和密實(shí)性，用于改性瀝青混合料面層的填料應(yīng)潔凈、干燥，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合公路瀝青路面技術(shù)規(guī)范的技術(shù)要求。本次材料采用亞泰水泥集團(tuán)的生產(chǎn)的礦粉。1.4 sbs改性瀝青技術(shù)要求（見(jiàn)下表）改性瀝青技術(shù)指標(biāo)表技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目 sbs（技術(shù)指標(biāo)） 實(shí)測(cè)值-b針入度25，100g，5s，最小 80100 81針入度指數(shù)pi最小 -0.8 0.3延度5，5cm/min 最小 45 47軟化點(diǎn) 最小 70 73.5運(yùn)動(dòng)粘度135最大 3 1.38閃點(diǎn)最小 230 >230

5、溶解度%最小 99 >99離析，軟化點(diǎn)差 最大 2.5 -彈性恢復(fù)25 %最小 60 66質(zhì)量損失%最大 1.0 0.08針入度比25 % 最小 55 76延度5 5cm/min 最小 25 32（二）、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)：改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范jtg f402004中關(guān)于熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的規(guī)定，分別進(jìn)行目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三階段配合比設(shè)計(jì)，通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)確定礦料級(jí)配及最佳改性瀝青用量。并進(jìn)行殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比、動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性是否符合要求，有條件時(shí)北方地區(qū)還應(yīng)進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，檢驗(yàn)其低溫抗

6、裂性能。2.1目標(biāo)配合比礦料級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)宜將級(jí)配曲線走向設(shè)計(jì)成略呈s型狀，lac-20型礦料級(jí)配以9. 5mm篩孔通過(guò)量為中軸，上抬頭下沉尾，形成嵌擠、密實(shí)狀態(tài)，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，增加粒徑2.36mm13.2mm的集料用量，可以提高瀝青混合料的穩(wěn)定度和抗車轍能力。2.1.1粉膠比小于0.075mm含量的多少對(duì)瀝青混合料體積指標(biāo)和路用性能影響很大，要求礦粉含量不宜過(guò)多超過(guò)瀝青含量，小于0.075mm部分與瀝青含量之間的比值即粉膠比應(yīng)在1.01.2之間，最大不得超過(guò)1.6%，對(duì)于改性瀝青上面層混合料礦粉含量宜取56。本工程采用粉膠比1.28，礦粉含量6%。2.1.2混合料技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)下表）改性瀝青混

7、合料技術(shù)指標(biāo)表試驗(yàn)項(xiàng)目 要求指標(biāo) 實(shí)測(cè)值擊實(shí)次數(shù)（次） 兩面各75 76穩(wěn)定度（kn） >7.5 11.1流值（0.1mm） 2040 27.2空隙率（%） 36 3.5飽和度（%） 7085 76.2殘留穩(wěn)定度（%） >80 94.2動(dòng)穩(wěn)定度（次） 3000 3321礦料間隙率（%） >14 14.4劈裂強(qiáng)度比 （%） >75 89.82.1.3注意事項(xiàng)在改性瀝青混和料的設(shè)計(jì)過(guò)程中以下問(wèn)題應(yīng)引起注意：（1）、混和料的拌合和擊實(shí)溫度根據(jù)改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范和瀝青膠結(jié)料的粘溫關(guān)系曲線進(jìn)行確定。由于改性瀝青具有較高的粘度，使得改性瀝青混合料路面的施工控制難度較大，如拌合

8、、攤鋪、碾壓的溫度控制不嚴(yán)。這樣的話會(huì)造成改性瀝青混合料路面因空隙率過(guò)大而發(fā)生滲水現(xiàn)象，從而導(dǎo)致瀝青路面早期破壞，所以，要求改性瀝青混合料的各種溫度應(yīng)高于基質(zhì)瀝青混合料1020，進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)時(shí)的拌合、擊實(shí)溫度應(yīng)與拌合廠拌合溫度、現(xiàn)場(chǎng)碾壓溫度相一致。各種溫度規(guī)定如下：拌合溫度 不小于160；初壓溫度 不小于150；復(fù)壓溫度 不小于140；終壓溫度 不小于120。成型試件的工作要緊湊，以保證溫度散失最小，必須按照規(guī)定的擊實(shí)溫度完成試驗(yàn)工作，否則將不能夠準(zhǔn)確反映出改性瀝青及改性瀝青混合料的優(yōu)良性能。（2）、改性瀝青的貯存溫度應(yīng)控制在120左右，加熱溫度為165170，貯存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)定時(shí)進(jìn)

9、行攪拌，避免改性瀝青產(chǎn)生離析。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)使用的改性瀝青也應(yīng)在規(guī)定溫度下貯存、加熱，并在使用時(shí)充分?jǐn)嚢枋蛊涫冀K處于均勻狀態(tài)。（3）、混合料體積指標(biāo)的測(cè)定要統(tǒng)一，對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料試件密度的測(cè)定統(tǒng)一采用表干法。（4）、改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)符合以下兩個(gè)指標(biāo)要求，達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)采取抗剝落措施：a、采用“瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)”方法測(cè)定的48h浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度不應(yīng)小于80%。b、采用“瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)”方法測(cè)定的劈裂強(qiáng)度比不應(yīng)小于75%。2.1.4最佳瀝青用量確定根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和公路等級(jí)、氣候條件、交通情況、施工條件綜合確定目標(biāo)配合比最佳瀝青用量

10、oac，然后按最佳瀝青用量進(jìn)行殘留穩(wěn)定度、動(dòng)穩(wěn)定度、劈裂強(qiáng)度比檢驗(yàn)。如有部分指標(biāo)不合格，則應(yīng)重新調(diào)整級(jí)配或適當(dāng)調(diào)整oac，改性瀝青混合料的最佳瀝青用量略大于基質(zhì)瀝青的最佳瀝青用量，本工程確定目標(biāo)最佳瀝青用量為4.6%，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，不需摻加抗剝落劑。2.2生產(chǎn)配合比用經(jīng)高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性檢驗(yàn)合格的最佳瀝青用量及±0.3 %三個(gè)瀝青用量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量，生產(chǎn)配合比的礦料級(jí)配應(yīng)力求接近目標(biāo)配合比的礦料級(jí)配。根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量確定為4.74%，經(jīng)殘留穩(wěn)定度、動(dòng)穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度比檢驗(yàn)，該瀝青用量的各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。2.3

11、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證（標(biāo)準(zhǔn)配合比）拌合機(jī)采用生產(chǎn)配合比進(jìn)行試拌、試鋪，并用拌合的混合料和鉆取芯樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比即為生產(chǎn)配合比的瀝青用量和礦料級(jí)配。試驗(yàn)證明，礦料級(jí)配在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制，特別是粒徑在4.75mm以下各篩孔的通過(guò)量大小對(duì)瀝青用量有很大的影響，如果通過(guò)量偏大，使設(shè)計(jì)空隙率變小，則實(shí)際瀝青用量與最佳瀝青用量比較偏大，致使鋪筑成的瀝青路面就會(huì)出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，甚至可能出現(xiàn)擁包、車轍等病害；反之則使設(shè)計(jì)空隙率變大，實(shí)際瀝青用量與最佳瀝青用量比較偏小，瀝青混合料會(huì)出現(xiàn)貧油現(xiàn)象，影響路面的使用壽命，因此，嚴(yán)格控制礦料級(jí)配是保證瀝青路面質(zhì)量的前提。標(biāo)準(zhǔn)配合比應(yīng)作為生產(chǎn)上控制依據(jù)和質(zhì)量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)設(shè)計(jì)確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比在施工過(guò)程中不得隨意變更，當(dāng)材料發(fā)生變化或馬歇爾指標(biāo)不符合要求時(shí)再重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。四、總結(jié)通過(guò)本項(xiàng)目s