SBS改性瀝青在公路面層中的應(yīng)用

卜宗

（中建路橋集團(tuán)第六工程有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

瀝青路面憑借行車舒適平穩(wěn)、易于修復(fù)等多方面的優(yōu)點(diǎn)，取代了其他路面成為目前市政道路和高速公路的主流路面類型。但隨著車輛軸載的提高和交通量的與日俱增，普通石油瀝青各方面性能已經(jīng)逐漸不能滿足當(dāng)前的行業(yè)需求，即使選用品質(zhì)優(yōu)異的上等重交通瀝青，仍有部分性能不能滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。為了提高瀝青的高低溫性能，瀝青的改性已經(jīng)成為公路研究中的熱點(diǎn)方向[1]。

一、工程概況

某公路工程項(xiàng)目通車運(yùn)行多年來，實(shí)施了灌縫、修補(bǔ)等多次維修養(yǎng)護(hù)。2021年底，針對(duì)該路段的調(diào)查報(bào)告顯示，全路段整體彎沉結(jié)果偏大，平均彎沉在48.23mm，部分路段承載力嚴(yán)重不足。路面破損面積達(dá)到2378m2，k1+230～k2+420路段左右兩幅車道車轍嚴(yán)重，為了恢復(fù)公路使用品質(zhì)，需要整體銑刨處理公路路面，挖除部分彎沉值較大的路段基層。

二、原材料

（一）SBS改性瀝青

對(duì)道路典型位置實(shí)施鉆芯取樣，通過抽提及礦料級(jí)配分析可知，原路面采用SK-70號(hào)基質(zhì)瀝青作為原材料。分析道路形成的車轍原因，路面由于交通量的與日俱增，在交通荷載和溫度條件的影響下，面層瀝青混合料不足以維持穩(wěn)定，出現(xiàn)了較大規(guī)模的車轍與擁包病害。為了防止車轍、擁包等高溫病害再次發(fā)生，綜合分析決定采用高溫性能良好的SBS改性瀝青作為原材料。

（二）集料

分析銑刨回收得到的瀝青混合料后可知，原路面粗細(xì)集料均采用石灰?guī)r碎石。原路面構(gòu)造深度和摩擦性能檢測(cè)報(bào)告顯示，路面整體抗滑性能較低，主要原因是石灰?guī)r集料磨耗性能不足。因此，該項(xiàng)目在路面面層修筑時(shí)使用玄武巖碎石作為面層混合料碎石原料。玄武巖碎石作為公路工程中常用的優(yōu)質(zhì)碎石之一，其質(zhì)地堅(jiān)硬，磨耗性能好，用作面層材料能夠長(zhǎng)時(shí)間保證路面的抗滑性能穩(wěn)定。此外，玄武巖碎石中二氧化硅含量適中，屬于中性碎石，在與瀝青的拌和過程同瀝青酸黏附良好。

（三）填料

在面層混合料中填料占比較低，但其各方面指標(biāo)直接影響著路面的性能。當(dāng)工程中采用的填料含水時(shí)，在拌和過程中可能會(huì)導(dǎo)致其無法和瀝青充分黏結(jié)，使得瀝青混合料存在較多空隙。因此在拌和前，應(yīng)先清理和干燥填料。

三、礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

當(dāng)級(jí)配設(shè)計(jì)不合理或不滿足要求時(shí)，即使采用改性瀝青和優(yōu)質(zhì)的碎石材料可能仍無法提升瀝青路面的高低溫性能。該項(xiàng)目重新修筑時(shí)上面層采用的是SBS改性瀝青，因此需要重新設(shè)計(jì)上面層瀝青混合料級(jí)配。

四、SBS改性瀝青施工關(guān)鍵技術(shù)

（一）施工準(zhǔn)備

該項(xiàng)目為市政道路舊路改造工程，在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前銑刨原有6.5km路面，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告挖除部分承載力不滿足要求的基層。銑刨完畢后，清理存留的水穩(wěn)基層表面，撒布透層油在水穩(wěn)基層表面，提升基層與新建瀝青面層的黏結(jié)性[2]。

（二）混合料的拌和

SBS改性瀝青是通過基質(zhì)瀝青改性制備而來，在混合料拌和溫度上與基質(zhì)瀝青存在區(qū)別，一般控制混合料拌和溫度在185±2℃為宜，若低于或高于該溫度可能會(huì)造成拌和不均或混合料老化的情況。因此在瀝青SBS改性瀝青加熱至指定溫度后，應(yīng)控制其溫度維持在適宜范圍內(nèi)，再加入加熱后的集料、填料完成拌和。拌和中控制拌和時(shí)間在60s左右為宜，出料時(shí)觀察混合料粗細(xì)集料是否均勻，及時(shí)處理出現(xiàn)結(jié)團(tuán)情況的混合料，嚴(yán)禁裝入運(yùn)料車運(yùn)送至施工場(chǎng)地。

（三）混合料的運(yùn)輸

混合料運(yùn)料車每日裝車前應(yīng)沖洗與烘干車廂內(nèi)壁，保證車廂內(nèi)壁干凈。裝料過程中司機(jī)應(yīng)移動(dòng)裝料，通過前中后移動(dòng)三次接料方式將制備完成的混合料裝車，裝車完畢后在運(yùn)送出拌和廠前加蓋篷布保溫[3]。運(yùn)輸應(yīng)及時(shí)抵達(dá)作業(yè)場(chǎng)地，保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)性。

（四）混合料的攤鋪與碾壓

攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前，應(yīng)實(shí)施水穩(wěn)基層表面透層油滲透深度鉆芯檢測(cè)，平均滲透深度超過5mm后方可施工，若未檢測(cè)直接施工，可能導(dǎo)致基層面層黏結(jié)不緊密，無法實(shí)現(xiàn)層間完全連續(xù)，在通車后車輪荷載作用下路面也將產(chǎn)生推移、脫層病害。

攤鋪過程中，為防止粗細(xì)集料出現(xiàn)離析，應(yīng)根據(jù)路幅的寬度設(shè)置攤鋪機(jī)的臺(tái)數(shù)，當(dāng)寬度超過7m時(shí)，宜采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)共同作業(yè)。攤鋪與碾壓施工前后應(yīng)緊密銜接作業(yè)，首先攤鋪機(jī)攤鋪一定距離后，壓路機(jī)對(duì)攤鋪完成的路段實(shí)施碾壓整形，碾壓作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照初壓整平、復(fù)壓壓實(shí)、終壓消除輪跡三步驟推進(jìn)。

五、試驗(yàn)路段性能檢驗(yàn)

（一）高溫性能檢驗(yàn)

車轍試驗(yàn)是評(píng)價(jià)瀝青路面高溫性能的重要方法之一，為了比較翻修前后瀝青路面的高溫抗車轍性能是否提升，本項(xiàng)目通過對(duì)比基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青混合料制備的規(guī)定尺寸車轍板試件的車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)其高溫性能。

（二）水穩(wěn)定性

為了比較路面水穩(wěn)定性是否改善，可通過浸水馬歇爾試驗(yàn)評(píng)價(jià)基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青混合料的抗水損性能。對(duì)比瀝青改性前后的瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果可知，摻加5%SBS改性劑后，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度由63.1%提升至86.8%，凍融劈裂強(qiáng)度比從82.6%提升至90.7%，分別提升了37.6%和9.8%，抗水損能力顯著提升。

六、結(jié)語

隨著我國(guó)道路重軸載車輛的增多和交通量的與日俱增，普通石油瀝青已經(jīng)不能滿足當(dāng)前交通量下的路用性能。本文依托某工程項(xiàng)目實(shí)例研究SBS改性瀝青在公路面層中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹SBS改性瀝青施工關(guān)鍵技術(shù)，其車轍試驗(yàn)和水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明：摻加5%改性劑后瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度提升了3.34倍，殘留穩(wěn)定度由63.1%提升至86.8%，凍融劈裂強(qiáng)度比從82.6%提升至90.7%，分別提升了37.6%和9.8%，說明路面的高溫性能和抗水損能力顯著提升。