SBS改性瀝青路面工程應用及施工技術研究

王 棟，方潞帆

(1.浙江交工集團股份有限公司路面工程分公司，浙江 杭州 310051；2.浙江交工金筑交通建設有限公司，浙江 杭州 310051)

1 工程概述

浙江省文成至泰順公路WTTJ-4標段，主路線、互通匝道、樞紐匝道及互通連接線均采用不同的路面結構形式。主路線路面結構形式從下層到上層依次為：首先鋪設34 cm厚的水泥碎石底基層，再鋪設20 cm厚的水泥碎石層基層，其次再鋪設厚度為8 cm的SUP-25型粗骨料普通瀝青混凝土，之后再次鋪設厚度為6 cm的SUP-20型中粒SBS改性瀝青混凝土，最終在層面上鋪設4 cm厚的SMA-13型細粒SBS改性瀝青混凝土?；ネㄔ训缆访娼Y構形式從底層至上層則依次為：厚度為32 cm的水泥碎石底基層；20 cm厚的水泥碎石基層；6 cm厚的SUP-20型中粒改性瀝青混凝土及4 cm厚的SMA-13型細粒SBS改性瀝青混凝土。而主路線與匝道之間的互通連接線路面結構形式與互通匝道的路面結構形式相同。由上可知，在路面結構形式中均使用了SBS改性瀝青混凝土，本文以路面鋪裝層的SBS改性瀝青混凝土AC-15的原材料使用，配合比設計，施工工藝為主要研究對象，并結合工程施工過程中的質量控制要素進行闡述分析，為路面工程SBS改性瀝青混凝土的使用及施工工藝提供參考。

2 SBS改性瀝青混凝土材料分析

2.1 細集料分析

細集料采用當?shù)厣a(chǎn)的機制砂，天然砂采用當?shù)氐暮由埃V粉采用當?shù)厣a(chǎn)的成品礦粉。對于細集料和礦粉的使用，則要求集料為潔凈無雜質的干燥材料，且細集料要具有符合要求的顆粒級配。

2.2 粗集料分析

本工程中SBS改性瀝青混凝土粗集料的選擇，是將現(xiàn)場砂巖粉碎得到的，該粗集料的選擇在現(xiàn)場易于獲取，造價低廉，且各項物理參數(shù)及力學性能參數(shù)均符合粗集料使用要求。

2.3 SBS改性瀝青分析

本工程所使用改性瀝青中的基質瀝青，為AH-70交通道路石油瀝青，通過多次對現(xiàn)場試驗分析，最終選擇摻加3.0%的SBS改性劑，對基質瀝青進行改善，以滿足瀝青基本實驗的軟化點及針入度等參數(shù)指標符合路用規(guī)范設計的要求。

2.4 混合料配合比設計

對于SBS改性瀝青混凝土配合比設計中，一般會劃分目標設計、生產(chǎn)設計、生產(chǎn)驗證(攪拌試鋪)三個設計階段，通過配合比設計來確定混合料級配和最佳SBS改性瀝青用量。在目標設計階段，目標配合比級配曲線一般會呈現(xiàn)“S”型，并測定其最大理論密度和瀝青粘度，繪制粘度-溫度曲線；其次通過生產(chǎn)設計及生產(chǎn)驗證階段來進行設計合理性的驗證，最終確定混合料最佳配合比。本工程使用油料比為5.3%的SBS改性瀝青混合料進行鋪設，在目標設計階段，依次選擇粒徑為9.5～13.2 mm、4.75～9.5 mm、2.36～4.75 mm、0～2.36 mm的碎石，河砂及礦粉六類材料進行配合比設計，該六類配合比的比例依次為37∶20∶7∶24.5∶7∶4.5。在生產(chǎn)配合比設計階段，則依次選擇粒徑為12～19 mm、7～12 mm、3～7 mm、0～3 mm的碎石及礦粉五類配合料進行設計，其配合比依次為26∶30∶13.5∶25∶5.5。配合比集料篩分數(shù)據(jù)如表1所示。通過石油配比試驗可得當瀝青用量為4.6%時，為最佳石油使用配比，其石油配比參數(shù)如表2所示。

表1 SBS瀝青混合料篩分級配

表2 AC-15最佳油石比參數(shù)

3 混合料生產(chǎn)及現(xiàn)場施工工藝

3.1 拌合料質量控制

(1)常規(guī)瀝青混合料攪拌時間要求不少于45 s。為保證攪拌料的均勻，將干、濕材料的攪拌時間均延長5 s，且干材料的攪拌時間不得低于5 s。

(2)保證攪拌完成的SBS改性瀝青混合料。在外觀上均勻一致，且眼觀混合料中無干料出現(xiàn)，更不允許出現(xiàn)塊狀、結塊及骨料分離現(xiàn)象。

(3)在SBS改性瀝青混合料生產(chǎn)過程中，對材料的質量、溫度、濕度及材料外觀進行嚴格檢測。

(4)SBS改性瀝青混合料應根據(jù)實際工程用量進行現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用，如若攪拌好的混合料有剩余儲存時，應嚴格按照儲存要求進行儲存。剩余料應放置專業(yè)成品儲料倉中，且儲存時間不宜過長。一般條件下，儲存溫度與生產(chǎn)溫度降低值不得超過10 ℃，儲存時間不應大于24 h，且在儲存過程中，不能發(fā)生混合料滴漏、結合料老化及離析現(xiàn)象。

3.2 混合料生產(chǎn)工藝流程

該工程中所使用的SBS改性瀝青混合料的制作方式，采用工廠熱拌的生產(chǎn)工藝，該種生產(chǎn)方法在普通瀝青混合料生產(chǎn)的基礎上，添加了瀝青改性生產(chǎn)工序，在瀝青加入混合料進行攪拌前，首先對瀝青進行改性，之后在加入進行混合攪拌。

3.3 生產(chǎn)和施工溫度控制

在生產(chǎn)和施工過程中，SBS改性瀝青熱拌混合料溫度控制參數(shù)如表3所示。攪拌站對攪拌溫度的控制借助紅外線溫度傳感器進行監(jiān)測，該傳感器測量精度為0.1 ℃，完全符合監(jiān)測要求。對于現(xiàn)場攤鋪的溫度控制，則采用人工測量的方式進行監(jiān)測，對每次測量的溫度數(shù)據(jù)進行實時記錄，如若發(fā)現(xiàn)不符合要求的鋪設段，應及時清除進行重新鋪設。對于現(xiàn)場攤鋪的溫度控制方法，一般采用插入式溫度計對運送車的攪拌料進行溫度控制，借助紅外線溫度感應儀及數(shù)顯溫度計對路面的鋪設材料及壓實材料進行溫度監(jiān)測控制，應注意的是，在進行運送材料溫度監(jiān)測時，不得掀掉覆蓋的保溫材料，防止環(huán)境溫度的影響，致使材料溫度降低。當施工環(huán)境溫度低于10 ℃時，不得進行施工。

表3 SBS改性瀝青混合料生產(chǎn)和施工溫度指標

3.4 施工工藝及質量控制

(1)對于改性瀝青混合料的攪拌生產(chǎn)，要先對改性瀝青進行165～175 ℃的預熱處理，然后在190～220 ℃范圍內(nèi)對集合料進行均勻攪拌，瀝青經(jīng)過SBS改性后，其粘度增大，對其進行攪拌時，要比普通瀝青延長攪拌1 min左右，會使改性瀝青集合料混合的更加均勻。對于改性瀝青混合料的出廠溫度一般控制在170～185 ℃范圍內(nèi)，出廠溫度不得高于190 ℃。

(2)對于改性瀝青混合料的運輸應采用專業(yè)運輸工具，一般常采用承載20 t的自卸式大型運輸車進行運輸。在裝料運輸時，為了防止改性瀝青出現(xiàn)離析現(xiàn)象，自卸式貨車至少移動3次；在運輸過程中，為防止溫度降低造成混合料凝結，全程應采用保溫布進行覆蓋；當?shù)竭_目的地卸車時，應該保證每次卸除徹底，保證車廂干凈，禁止冷熱料混裝使用。

(3)對于現(xiàn)場改性瀝青混合料的攤鋪原則為運輸車依據(jù)攤鋪機進行控制，且在攤鋪過程中，攤鋪溫度不易高于160 ℃，在攤鋪過程中要保持攤鋪機勻速行駛，在攤鋪行駛過程中禁止出現(xiàn)斷鋪及路面產(chǎn)生波浪紋現(xiàn)象。

(4)在對改性瀝青混合料進行碾壓時，要保證在高溫下進行碾壓，溫度過低則難以保證混合料碾壓的密實性。除此之外，還要保證不能碾壓過度，使其產(chǎn)生斷裂裂縫。故此，為控制碾壓質量，初次壓實溫度應控制在150 ℃以上為宜；進行復壓時，應使壓實溫度控制在140～150 ℃為宜，當其溫度低于120 ℃時，壓實效果則不明顯；故此，終壓時易把溫度控制在120 ℃左右為宜。在整個壓實過程中，還應控制壓實機的行進速度，一般應控制在4～6 m/min的速度進行壓實，在壓實過程中為防止瀝青粘結在壓路機輪上，應對壓路機輪進行噴水處理。

(5)在對攤鋪混合料進行碾壓時，應保證壓實機在進行往返碾壓過程中禁止出現(xiàn)急剎車、急停等現(xiàn)象，避免壓實過程中路面出現(xiàn)鋪層推移現(xiàn)象。在壓實機前行推進過程中，相鄰碾壓重疊層數(shù)應大于20 cm，碾壓過程中，應避免路面出現(xiàn)推移及波浪現(xiàn)象，保證路面均勻平整，避免離析現(xiàn)象的發(fā)生。

3.5 連接縫處理措施

連接縫是由于SBS改性瀝青混合料在進行路面鋪設過程中，出現(xiàn)中斷現(xiàn)象產(chǎn)生的。由于鋪設的中斷，會在路面鋪設過程中出現(xiàn)冷熱交替現(xiàn)象，處理不當會產(chǎn)生不貼合分層現(xiàn)象，嚴重影響工程質量。為保證工程質量，一般會采取如下施工措施：當混合料鋪設中斷時，在混合料冷卻但未完全硬化前，借助切縫機對接縫端部進行垂直下切，使其形成與上線層面垂直的平接縫，但要注意切割過程中不得傷害下層面；對連接縫端部進行連接鋪設時，應首先在端部壓實段鋪設熱混合料，對接縫端部進行預熱軟化處理；如若上下層面在同時鋪設預留連接縫時，兩個連接縫間距不應小于200 mm，且下層面的連接縫預留時，要與基層施工縫錯開，防止反射裂縫的產(chǎn)生。當對連接縫進行鋪設碾壓時，應對連接縫處的預熱料盡心切割清潔處理，以達到連接處的緊密融合，將連接縫處晾置干燥后，進行涂刷粘層油處理，并采用雙鋼輪機沿著連接縫方向進行碾壓，碾壓方向應從壓實一側開始，當每完成一次碾壓時，向新鋪設路面橫向移動200 mm，直至全部壓實后改為縱向碾壓。

4 工程質量檢驗

當路面進行SBS改性瀝青混合料施工時，為保證施工質量，應對拌合機內(nèi)的瀝青混合料及拌和材料進行日檢，且每日至少全面檢查一次。并對改性瀝青混合料進行馬歇爾試驗，以檢測混合料的穩(wěn)定性、流動值、飽和度及孔隙率指標，以保證瀝青混合料的質量。除此之外，當工程施工完成24 h后，續(xù)對施工路段采取隨機取樣檢查，對完成鋪設路段的路面鋪設厚度、混合料壓實度，進行檢測；并對路面結構的構造深度、彎沉量、平整度進行及時測量，進而保證瀝青混合料的路面施工質量。本工程中改性瀝青路面質量檢測結果如表4所示。

表4 SBS改性瀝青上面層質量檢測結果

5 結束語

通過對該路段SBS改性瀝青路面混合料拌和工藝以及施工工藝研究得出以下結論。

(1)SBS改性瀝青路面具有極佳的路用性能，在瀝青路面攤鋪過程中摻加SBS改性瀝青后可以有效改善道路路面使用性能，本文通過集料篩分以及最佳油石比實驗，確定SBS改性瀝青混合料最佳配合比。

(2)SBS改性瀝青混合料路面應用具有較好效果，但對工程施工工藝及工程技術要求較高，需采用原料檢測，拌和質量控制，運輸攤鋪技術控制，及鋪設復檢的工程手段對其質量控制進行嚴格把控。

(3)本工程路段現(xiàn)已通車使用，該路段具有較好的使用性能，施工質量及性能指標均符合設計要求，該工程的應用，充分展現(xiàn)了SBS改性瀝青混合料在路面鋪設過程中，具有較好的施工質量及使用耐久性等優(yōu)勢。