關(guān)于SBS改性瀝青配合比設(shè)計及施工與技術(shù)

1、關(guān)于 SBS 改性瀝青配合比設(shè)計及施工與技術(shù)2008-02-25摘要:在良好的設(shè)計配合比和施工條件下, SBS 瀝青能使瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性 明顯提高。本文將根據(jù)南二路的施工試驗情況,簡要講述 SBS 改性瀝青的施工技術(shù)要求。關(guān)鍵詞:SBS 瀝青混合料 配合比設(shè)計 技術(shù)要求一、引言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。 它通過把聚合物摻入 道路瀝青中而改善使用性能,能顯著延長路面壽命、降低噪聲、提高行車舒適性和安全性, SBS 瀝青作為一種改性瀝青膠結(jié)料,早在 20世紀 90年代就已出現(xiàn),由于 SBS 是一種熱塑 性橡膠共聚物, 使用量大, 費用較高, 由于受經(jīng)條

2、件限制, 所以在國內(nèi)一直沒有大面積推廣。 在 2002年由華東石油大學(xué)研究所研制成功 SBS 瀝青改性劑, 與東營市公路局材料處合作生 產(chǎn) SBS 改性瀝青混合料,并在東營市南二路進行施工試驗,下面結(jié)合東營市南二路一期工 程的施工、監(jiān)理情況,談?wù)剬?SBS 瀝青配合比設(shè)計以及工程施工過程中的注意事項。二、 SBS 改性瀝青概述SBS 改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青(AH-70的基礎(chǔ)上,摻加 2.5%、 3.0%、 4.0%的 SBS 改 性劑,改性后的瀝青,與原瀝青相比,其高溫粘度增大,軟化點升高。在良好的設(shè)計配合比 和施工條件下,瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。在 SBS 改性瀝青生產(chǎn)過程中

3、進 行了大量的室內(nèi)試驗, 生產(chǎn)后對其技術(shù)指標進行了現(xiàn)場實驗, 實驗結(jié)果表明, 外摻 3.0%SBS的改性瀝青,軟化點、針入度等指標均滿足改性瀝青規(guī)范要求,可用 SBS 改性瀝青做瀝青 混合料的配合比設(shè)計。三、 SBS 瀝青混合料的配合比設(shè)計為了使設(shè)計的混合料能夠達到實施效果, 需要從材料要求、 施工工藝、 質(zhì)量控制標準和質(zhì) 量控制方法等諸多方面提出以下要求,希望能夠引起注意。(一、原材料要求1-1粗集料:用于改性瀝青混合料面層的粗集料, 宜采用碎石或碎礫石, 其粒徑規(guī)格和質(zhì)量要求均應(yīng)符 合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94的規(guī)定。1. 粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無風化、無有害雜質(zhì),且具有一

4、定硬度和強度。2. 粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀,破碎礫石用于高速公路、一級公路時,應(yīng)采用大礫石破 碎,并至少應(yīng)有兩個以上的破碎面。3、對于抗滑表層粗集料應(yīng)選擇硬質(zhì)巖(中性或基性火成巖。由于硬質(zhì)巖石與瀝青的粘 接力存在著較大差異,粗集料與瀝青的粘附性應(yīng)不小于 4級。對于 3-5mm 石屑部分由于含量較低, 并且該部分對瀝青混合料形成嵌接結(jié)構(gòu)有一定的作用, 建議用硬質(zhì)巖石屑 (玄武 巖。1-2細集料細集料包括人工砂、天然砂。 瀝青路面面層宜采用人工砂作為細集料,細集料應(yīng)潔凈、干 燥、無風化、無有害雜質(zhì),有適當?shù)念w粒組成,并與改性瀝青有良好的粘附性,天然砂由于 質(zhì)量變化大 (大部分為中粗砂 , 形狀

5、較圓滑, 與瀝青的粘附性差, 對瀝青混合料影響較大。 對于高速公路、一級公路瀝青混合料,天然砂的含量不宜超過 20%,可用 0-3mm 的石屑粉 代替天然砂。1-3填充料用于改性瀝青混合料面層的填料應(yīng)潔凈、干燥,其質(zhì)量應(yīng)符合公路瀝青路面技術(shù)規(guī)范 規(guī)定的技術(shù)要求。1、改性瀝青混合料填充料宜采用強基性巖石(石灰?guī)r、巖漿巖等增水性石料經(jīng)磨細得 到的礦粉,礦粉要求干燥、潔凈,不宜使用混合料生產(chǎn)中干法除塵的回收粉。2、采用水泥、消石灰粉做填料時,其用量不宜超過礦料總量的 2%。3、對于瀝青表面層混合料不推薦使用在混合料生產(chǎn)排回收粉,當塑性指數(shù)小于 4且親水 系數(shù)小于 0.8時, 經(jīng)過試驗可以部分的使用,

6、 回收粉用量每盤不能超過礦粉總量的四分之一。1-4、 SBS 改性瀝青技術(shù)要求技 術(shù) 指 標 SBS 改性瀝青針入度 25, 100g , 5s(0.1mm 最小 60針入度指數(shù) PI 最小 1 >延度 5 ,5cm/min(cm 最小 30軟化點, TR&B ( 最小 55含蠟量 (蒸餾法 (% 最大 3運動粘度 135(Pa.s 最大 2 >閃點 ( 最小 230溶解度 (% 最小 99離析,軟化點差 ( 最大 3 >彈性恢復(fù) 25 (% 最小 65旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(RTFOT 后殘留物 4 >質(zhì)量損失 (% 最大 1.0針入度比 25(% 最小 60延度

7、5(cm 最小 20注:1針入度指標 PI 由 15、 25、 30等三個以上不同溫度的針入度,按式 1Gp=AT+K進行線行回歸,再計算獲得參數(shù) A 后由下式求得,直線回歸的相關(guān)系數(shù) R 不得低于 0.997。 PI=(20-500A/(1+50A2表中 135運動粘度可采用公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程(JTJ052-93中 的“瀝青粘度測定法(勃洛克菲爾德粘度計法”進行測定。若在不改變改性瀝青物理力學(xué)性質(zhì)并符合安全條件的溫度下易于泵送和拌和, 或經(jīng)試驗證明適當提高泵送和拌和溫度時能保證改性瀝青的質(zhì)量, 容易施工, 可不要求測定。 有條件時應(yīng)測定改性瀝青在 60時的動力粘度,用毛細管法測

8、定。3改性瀝青在現(xiàn)場制作后立即使用或貯存期間進行不間斷的攪拌或泵送循環(huán)時,對離析 試驗指標可不作要求。4老化試驗應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗 (RTFOT 方法為準; 允許采用薄膜加熱試驗 (TFOT代替,但必須在報告中注明,且不得作為仲裁結(jié)果。1-5、 SBS 改性瀝青試驗中應(yīng)注意的問題1、試驗樣品的取樣在施工過程中所用的改性瀝青每車都必須檢驗。 取樣一定要均勻, 具有代表性。 對每份試 樣應(yīng)加熱后一次澆滿所需的試模, 不宜重復(fù)加熱使用。 試驗澆模的溫度必須達到 160以上, 并且澆模和混合料的制備之前,必須充分攪拌均勻。2、做軟化點試驗時,必須按試驗規(guī)程將試樣加熱至充分流到后,澆注試樣環(huán),不允許

9、使 用其他方法填滿試樣環(huán),否則試驗結(jié)果誤差很大。(二、瀝青混合料配合比設(shè)計:改性瀝青混合料的配合比設(shè)計, 應(yīng)遵循 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 中關(guān)于熱拌瀝青混 合料配合比設(shè)計的目標配合比、 生產(chǎn)配合比及試拌試鋪的三個階段, 確定礦料級配及最佳改 性瀝青用量。2-1級配瀝青混合料配合比設(shè)計級配應(yīng)采用貝雷法進行設(shè)計,級配選擇原則:AC-13I 型混合料 2.36mm 以下篩孔通過量應(yīng)取級配下限以達到密實、嵌擠。2-2粉料比小于 0.075mm 含量的多少對瀝青混合料體積指標和路用性能影響很大,混合料級配中小 于 0.075mm 的含量必須考慮粗集料本應(yīng)含有的粉塵部分。要求礦粉含量不超過瀝青含量, 小

10、于 0.075mm 部分與瀝青含量之間的比值即粉料比應(yīng)存在 1-1.2之間,對瀝青面層混合料 礦粉含量宜取 4.5-5%。2-3混合料技術(shù)指標為有效的提高瀝青路面的性能, 表面層瀝青混合料一方面要滿足泌水條件, 另一方面, 又 要防止出現(xiàn)超密現(xiàn)象, 因此, 需要對瀝青混合料的體積指標進行進一步的限制, 見下表所示。試驗項目 技術(shù)要求 備注擊實次數(shù) (次 雙面各 75瀝青混合料的理論最大相對密度以實測法為準穩(wěn)定度 (KN >7.5流值 (0.1mm 20-40空隙率 AV (% 3-6飽和度 VFA (% 70-85礦料間隙 VMA (% 根據(jù)最大粒徑參照規(guī)范擊實溫度 ( 160殘留穩(wěn)定度

11、 (% >80車轍試驗動穩(wěn)定度 (次 /mm >20002-4注意事項改性瀝青混和料的設(shè)計過程中以下問題上引起注意。A 、 混和料的拌合和擊實溫度應(yīng)根據(jù)改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范和根據(jù)瀝青膠結(jié)料的粘溫 關(guān)系曲線進行確定, 進行室內(nèi)配合比設(shè)計時的拌合、 擊實溫度應(yīng)與拌合廠拌合溫度、 現(xiàn)場碾 壓溫度一致。建議溫度見下表:改性瀝青的試驗和施工溫度溫 度 密級配瀝青混合料拌合溫度 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 120B 、試驗取樣和拌合時要保證瀝青膠結(jié)料的均勻性,應(yīng)將制備好的膠結(jié)料拌合均勻后進行 取樣和混合料的制備。C 、混合料體積指標的測定

12、要統(tǒng)一,對于密級配瀝青混合料試件密度的測定應(yīng)統(tǒng)一采用表 干法。D 、改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)符合以下兩個指標要求,達不到要求時應(yīng)采取抗剝落措 施:(1、采用“瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗”方法測定的 48h 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗殘留 穩(wěn)定度不應(yīng)小于 80%。(2、采用“瀝青混合料凍融劈裂試驗”方法測定的劈裂強度比不應(yīng)小于 80%。四、 SBS 瀝青混合料的施工SBS 瀝青是一種以彈性塑膠類改性瀝青,正確使用可以顯著提高瀝青面層的抗車轍性能, 增加耐久性,增加抗老化能力,延長公路的壽命。與 AH-70基質(zhì)瀝青相比, SBS 瀝青的粘 度和軟化點顯著增加, SBS 瀝青的運輸儲存和路面面層施工有一

13、些與基質(zhì)瀝青不同的要求, 只有正確使用才能達到預(yù)期效果。1、運輸?shù)募夹g(shù)要求SBS 瀝青在生產(chǎn)工廠裝車溫度必須保持在 160以上, 運到混合料拌合場的溫度不應(yīng)低于 140 , 運輸車輛須在 24小時內(nèi)運到指定地點,并及時把瀝青泵送到瀝青儲存罐中。2、瀝青拌合場儲存的技術(shù)要求SBS 瀝青的儲存溫度應(yīng)保持在 150左右, 若溫度低于所要求的儲存溫度, SBS 瀝青的粘 度過大,從而導(dǎo)致瀝青罐的油管路堵塞,最后只能停產(chǎn)修理。瀝青熱拌廠應(yīng)盡量少儲存 SBS 瀝青,做到隨進隨用,用時多存,不用時少存,存貯是不 宜超過 24h 。當一天的施工任務(wù)完成后, 應(yīng)盡量用完罐中的瀝青, 或者給瀝青罐加滿瀝青, 或把

14、剩余的 少量瀝青抽到其它儲存罐內(nèi),以減少瀝青與空氣接觸的表面積,從而防止瀝青老化。瀝青拌合廠儲存罐大部分為臥式,為保證 SBS 改性瀝青的均勻性,應(yīng)在貯存罐頂部安裝 攪拌器,或用貯存罐中自帶攪拌器,攪拌器每 3小時攪拌一次,攪拌時間每次 20分鐘。3、泵送的技術(shù)要求SBS 瀝青運輸、儲存溫度要求較高,當生產(chǎn)混合料時需要用瀝青泵送到混合料攪拌機中, 由于瀝青泵帶有過濾器易被某些物質(zhì)堵塞過濾器網(wǎng)眼, 從而影響瀝青的泵送能力, 建議使用 網(wǎng)眼較大的過濾器(9.5mm 以上,同時加強瀝青管線的保溫措施,以防止管線中的 SBS 瀝青溫度降低堵塞管線。4、拌合、運輸?shù)募夹g(shù)要求為保證瀝青混合料的質(zhì)量更穩(wěn)定,

15、 瀝青用量更準確, 宜采用間隙式拌和機拌和。 拌和必須 均勻, 只有 SBS 瀝青改性劑完全分散在瀝青中, 才能充分發(fā)揮其效能, 對于密級配 (AC-13I 混合料,應(yīng)做到拌合后的混合料均勻一致,無細料和粗料分離及花白、 結(jié)成團塊的現(xiàn)象。由 于 SBS 改性瀝青混合料的施工溫度要求較高,建議拌合溫度控制在 160 , 運輸車必須加蓋 篷布或其它保溫材料, 防止結(jié)合料表面結(jié)硬, 為確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術(shù)規(guī)范 要求, 必須保證攤鋪機前至少兩輛車等待卸料, 決不能出現(xiàn)攤鋪機等車的現(xiàn)象。 其余要求應(yīng) 滿足改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的技術(shù)要求。5、攤鋪的技術(shù)要求SBS 瀝青混合料在攤鋪時應(yīng)盡量

16、連續(xù)不斷的施工, 以減少攤鋪機和壓路機的停頓, 應(yīng)盡量 減少橫縫, 提高其面層平整度。 為提高路面的平整度, 表面層宜采用攤鋪前后保持相同高差 的雪橇式攤鋪厚度控制方式。由于 SBS 瀝青粘度較大,粘附力強,用部分攤鋪機的后雪橇 是膠輪式結(jié)構(gòu), 膠輪易粘附混合料細顆粒, 影響平整度, 所以攤鋪機后雪橇是膠輪式結(jié)構(gòu)的 必須改成鋼滑靴式結(jié)構(gòu)。攤鋪速度應(yīng)控制在 2米 /分鐘,做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤 鋪,禁止隨意變換速度或中途停頓。提高攤鋪過程中的預(yù)壓密實度。改性瀝青 SBS 混合料在高溫狀態(tài)下主要是靠粗集料的嵌 擠作用,可適當提高夯錘振搗頻率, 使剩余壓實系數(shù)減少,初壓的痕跡也極小,進而確保

17、路 面的最終平整度。6、碾壓的技術(shù)要求對于密級配型混合料,其適宜的碾壓溫度范圍是 130-150,其最終碾壓溫度不低于 110。SBS 瀝青混合料的壓實工藝本著以下原則進行：按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”“碾壓 八字方針進行碾壓， 壓路機必須緊跟攤鋪機的后面， 只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的 效果，壓實速度控制在 45km/h。碾壓速度均衡，倒退時關(guān)閉振動，方向要逐漸地改變， 不許擰著彎行走，對每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓，消除碾壓接頭輪跡。決不允許 在新鋪瀝青混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動位置。突然剎車或停車休息，通過南二路第一、 二合同段 SBS 瀝青試驗段， 確定的壓實工藝為 DD110 或 DD130 壓路機 23 檔各碾壓 3 遍， 即初壓 1 遍，高頻低幅振動碾壓 2 遍，終壓 2 遍。特別注意：施工時若發(fā)現(xiàn)壓路機粘輪時，