高等級公路SBS混合料面層的施工技術

薛浩

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

對高等級公路路面而言，車輛的行駛速度非?？欤臆囕v的行車荷載較大，普通的瀝青混凝土路面難以滿足其使用要求，此時，應采用SBS改性瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，以提升路面面層的抗滑能力、抗?jié)B能力及平整度，從而保證公路的使用安全，因此，施工單位加強對高等級公路SBS面層施工技術的研究意義重大。

1 工程概況

某高速公路工程合同段全長18.6km，起止樁號為K115+750—K132+800，該公路采用雙向四車道設計標準，行車速度設計為100km/h。公路面層總共分為2層，其中上面層厚度4cm，采用細粒式SBS 改性瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，下面層厚度6cm，采用中粒式瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，同時面層與面層，面層與基層設置有封層、透層、黏結(jié)層，為保證該公路SBS瀝青混凝土施工質(zhì)量，本文對其上面層施工技術進行分析。

2 公路SBS混合料面層施工

2.1 材料選用

（1）本工程SBS瀝青路面施工使用的原材料主要包括集料、SBS 改性瀝青、礦粉以及水，其中集料可以分為粗集料與細集料兩種。由于SBS混合料面層為公路的上面層，直接遭受車輛的碾壓，因此，粗集料的選擇應保持較高的抗壓碎值，且材料的針片狀含量需合理控制，本次施工粗集料選擇干凈、堅韌的石料；細集料的選擇應保持一定的顆粒級配，本次施工采用干凈、無雜質(zhì)的機制砂，集料的性能要求見表1：

表1 集料性能要求

（2）SBS 改性瀝青原材料是由普通的瀝青材料添加SBS 改性劑混合而成，本次施工選擇的普通瀝青材料為AH-70 基質(zhì)瀝青，改性劑的添加量通過試驗確定，實驗共分為3 組，每組改性劑的含量分別設置為2.5%、3.0%、4.5%，經(jīng)試驗分析得知，當SBS 改性劑含量在3.0%時，改性瀝青的針入度、軟化點均在要求范圍內(nèi)，因此，本次施工瀝青材料采用3.0%改性劑摻量的AH-70 改性瀝青[1]；水使用干凈無雜質(zhì)的飲用水即可，水源確定后可通過實驗確定水的性能；礦粉選用石灰石粉末，其性能要求參見表2：

表2 礦粉性能要求

2.2 改性SBS混合料配合比設計

2.2.1 目標配合比設計

原材料確定后需要對各種原材料的用量進行設計，混合料配合比的設計主要分為3步，分別為目標配合比設計、生產(chǎn)配合比設計以及配合比驗證。

2.2.2 目標配合比設計

進行SBS混合料目標配合比設計，其設計內(nèi)容主要包括4 項。第1 項是檢驗SBS 改性劑與瀝青材料的相融性，并對相融后的改性瀝青指標進行驗證，明確改性瀝青的黏度；第2項是根據(jù)各類原材料的特性，以及施工場地的環(huán)境等確定合適的礦料級配、瀝青的油石比等；第3項是通過實驗確定混合料的成型溫度以及其他相關參數(shù)[2]；第4 項是對根據(jù)目標配合比設計得到的SBS 改性瀝青混合料進行馬歇爾實驗，并檢查實驗結(jié)果是否滿足規(guī)范要求。

2.2.3 生產(chǎn)配合比設計

目標配合比的設計只是各原材料基本的配比，并不能直接用于SBS混合料的生產(chǎn)，此時還應對其生產(chǎn)配合比進行設計。生產(chǎn)配合比設計階段的主要工作包括校核集料顆粒的組成、熱料倉配合比設計、校驗馬歇爾試驗。

（1）校驗集料顆粒組成，主要是在目標配合比設計的基礎上，對得到的混合料進行取樣分析，如2次對比出現(xiàn)明顯的差異，則此時應重新進行篩分試驗，確定材料的用量配比，以保證各混合料配比的合理性。

（2）熱料倉配合比設計要先對各個熱料倉中的礦料開展篩分試驗與密度實驗，然后確定熱料倉中礦料顆粒的組成，并通過計算得到滿足施工規(guī)范的礦料生產(chǎn)配合比。配比確定后在不加入SBS改性瀝青的情況下模擬混合料生產(chǎn)，檢查冷料倉與熱料倉的進料比例，保持兩者的均衡即視為礦料生產(chǎn)配合比滿足要求。

（3）校驗馬歇爾試驗主要是對目標配合比設計中的最佳瀝青油石比以及熱料倉礦料的生產(chǎn)配合比開展試驗，從而確定生產(chǎn)配合比設計中的最佳瀝青油石比[3]。

2.2.4 生產(chǎn)配合比驗證

（1）根據(jù)上述過程確定生產(chǎn)配合比后，要對配比的合理性進行驗證，即配合比設計的第3階段配合比驗證，配比驗證的方式采用試拌和施工，利用確定的生產(chǎn)配合比以及準備好的施工機械，開始SBS混合料的試拌和工作，通過拌和后對SBS混合料的性能的檢測，實現(xiàn)對配比合理性的檢測，并確定拌和中的溫度、拌和時間等參數(shù)。

（2）通過配合比驗證階段，得知SBS混合料拌和時，由于改性瀝青的性能較高，拌和時SBS改性瀝青的加熱溫度宜控制在180～185℃，礦粉加熱溫度宜控制在190～220℃，如加熱溫度過低，則改性瀝青不能充分融化，從而導致拌和后的混合料難以充分混合，如拌和溫度過高，則改性瀝青會出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，從而降低混合料性能。

（3）SBS 改性瀝青混合料的黏結(jié)性較強，拌和時間太短容易導致混合料不均勻，拌和時間太長則容易導致混合料離析，經(jīng)過配合比驗證階段確定本次SBS混合料的拌和時間宜控制在45～50s，其中干拌的時間不得低于15s，混合料拌和后可保證無花白料、離析問題，此外，拌和后混合料的溫度控制在175～180℃，可有效地保證其使用性能[4]。

2.3 施工準備

（1）混合料配合比確定后開始SBS 瀝青面層施工，施工前先要做好準備工作，準備階段內(nèi)容包括下承層準備、測量放樣以及試驗段施工。其中，下承層準備主要是在本工程下面層表面噴灑黏層油，從而實現(xiàn)上下面層更好黏結(jié)，采用的黏層油材料為乳化瀝青，噴灑厚度控制在1mm 以內(nèi)，噴灑后黏結(jié)層保持均勻，待乳化瀝青破乳即可開始后續(xù)施工。

（2）乳化瀝青破乳后，將其表面清理干凈進行測量放樣，測量放樣的主要目的是保持后續(xù)施工的準確性，包括水平方向和垂直方向，放樣的方式主要采用控制樁，根據(jù)測量的控制點位布置樁位，直線段每間隔10m設置一處，曲線段間隔為5m，以明確攤鋪范圍及方向，同時樁位上劃線標記，以明確面層的攤鋪厚度[5]。

（3）為保證施工的質(zhì)量，正式施工前需要進行試驗段作業(yè)，試驗段的長度最少為200m，試驗段施工的目的是確定SBS面層施工中的相關參數(shù)、方式以及控制方法，如攤鋪施工中的厚度參數(shù)、寬度參數(shù)以及攤鋪機的攤鋪方式等；碾壓施工中的碾壓遍數(shù)、碾壓速度以及碾壓機的組合方式等，試驗段施工合格后，后續(xù)施工嚴格按照試驗段方式進行。

2.4 改性SBS混合料拌和

（1）準備階段的工作完成后，開始制備SBS改性瀝青混合料，本工程SBS 改性瀝青的拌和主要采用LB2000 強制間歇式攪拌設備，在拌和站內(nèi)完成。機械每小時的生產(chǎn)量可以達到120t，完全滿足施工的供應要求，混合料拌和時依據(jù)設計的材料配合比稱取適量的材料，并投放至各個材料倉內(nèi)，然后將礦料加熱至配比設計要求的190～220℃，SBS 瀝青材料加熱至180～185℃，最后開始拌和。

（2）SBS 改性瀝青混合料的拌和時間持續(xù)45～50s，其中干拌時間不得低于15s，混合料拌和過程中如會發(fā)生冒白煙的現(xiàn)象，如出現(xiàn)冒青煙或黃煙時，則證明混合料加熱溫度不合理，應及時進行調(diào)整，待混合料拌和均勻后，混合料的出廠溫度宜控制在175～180℃，針對第一批混合料宜選取樣品進行試驗，檢測合格才能運輸[6]。

2.5 改性SBS混合料運輸

拌和后的SBS混合料利用自卸式運輸車運送至施工現(xiàn)場，車輛的載重為30t，向運輸車裝載混合料前，先要將車廂內(nèi)部清掃干凈，并涂刷1∶3的油水混合液，然后將車廂分3段進行裝料作業(yè)，每段車廂裝料后及時移動車輛，開始下一段裝料，裝料完成后利用篷布以及棉被將混合料遮蓋嚴密，避免運輸過程中造成混合料溫度的變化，待運送至施工現(xiàn)場后車輛停在攤鋪機前方30cm的位置，運輸車司機將車輛掛空擋并經(jīng)專人指揮卸料。

2.6 改性SBS混合料攤鋪

（1）SBS 混合料運送至施工現(xiàn)場，且場地內(nèi)等待卸料的車輛達到5輛以上時，開始卸料攤鋪施工，本工程SBS 改性瀝青面層的攤鋪采用2 臺12cm 的ABG_422 型攤鋪機聯(lián)合作業(yè)，攤鋪前先要對機械進行標定，SBS 改性瀝青的成型要求較高，與下面層相比攤鋪機的錘擊次數(shù)及熨平板振動次數(shù)需適當提高，將其提高至6.4 即可，此外，還要對熨平板進行預熱，預熱時間持續(xù)15～20min，預熱后熨平板的溫度需達到110℃。

（2）攤鋪機標定完成后向前頂進運輸車進行卸料，卸下的SBS混合料全部進入攤鋪機的料倉中，然后通過機械將混合料攤鋪開來，攤鋪時2 臺機械呈梯形作業(yè)，前后搭接距離為10～20m，兩幅搭接寬度為15～30cm，攤鋪時機械的前進速度穩(wěn)定在1.2～1.5km/h，攤鋪厚度根據(jù)放樣高度進行控制[7]。

（3）攤鋪過程中應嚴格控制混合料的溫度，攤鋪時SBS 混合料溫度宜保持在165～175℃，待SBS 混合料攤鋪完成后，其攤鋪層表面宜保持平整，針對局部存在缺陷的位置可采取人工找平的方法加以處理，如經(jīng)檢測攤鋪段長度、平整度、混合料溫度滿足后續(xù)碾壓要求后，即可進行SBS混合料面層碾壓施工。

2.7 改性SBS混合料壓實

（1）本工程SBS 改性瀝青混合料的碾壓施工分為初壓、復壓、終壓三個階段，每個階段碾壓的方式及側(cè)重點均不相同，但碾壓時遵循的原則及機械的重疊寬度保持一致。碾壓時兩幅機械的搭接寬度控制在1/3～1/2輪寬，碾壓遵循緊跟、慢壓、高頻、低幅的原則，直線段碾壓時由中間向兩側(cè)碾壓，曲線段碾壓時有內(nèi)向外碾壓。

（2）初壓施工主要采用鋼輪壓路機，碾壓的目的是穩(wěn)定SBS混合料的性能，為后續(xù)的碾壓做鋪墊，碾壓時碾壓速度控制在2.0～2.5km/h，碾壓1～2 遍即可；復壓施工主要采用輪胎壓路機，復壓的目的是增加SBS混合料的密實度，保證面層的使用性能。碾壓時碾壓速度控制在2.5～3.0km/h，碾壓遍數(shù)在4～6 遍，具體碾壓情況視碾壓結(jié)果確定；終壓施工主要采用鋼輪壓路機，碾壓目的是保持SBS混合料面層平整度，無輪胎痕跡，碾壓時碾壓速度控制在3.0km/h左右即可，碾壓1～2遍。

（3）碾壓施工是保證SBS混合料性能的關鍵，在碾壓過程中應注意碾壓順序，不能出現(xiàn)順序顛倒的現(xiàn)象，整個碾壓過程安排專業(yè)的技術人員負責協(xié)調(diào)指揮，嚴禁碾壓過程中出現(xiàn)碾壓機中途停車、掉頭的現(xiàn)象，如需停止碾壓施工時，應將碾壓機械緩慢停放在道路兩側(cè)，待碾壓施工完成后，及時安排人員對碾壓質(zhì)量進行檢查，針對機械無法碾壓的死角位置，可人工補壓，如壓實度滿足要求，待路面溫度降低至50℃以下才能通行車輛。

2.8 改性SBS混合料接縫

路面面層施工會存在接縫的問題，SBS 混合料面層的接縫主要分為2種，分別為橫向接縫與縱向接縫。橫向接縫主要是當日施工中斷的位置形成接縫，縱縫主要是兩幅路段搭接位置的接縫，針對橫縫可設置為平接縫，搭接時兩段路面重疊攤鋪1m 左右，再進行橫向縱向碾壓即可，針對縱縫設置為冷縫，搭接時兩幅路段搭接寬度控制在30～50cm，然后做跨縫碾壓。

2.9 質(zhì)量檢測

壓實度是SBS 改性瀝青混凝土路面驗收的主控項目，因此，本工程碾壓施工結(jié)束后，對SBS混合料面層的壓實度進行了檢測，檢測方法采用鉆芯取樣法，共在工程路段隨機選取有5個檢測點，檢測結(jié)果如滿足行業(yè)規(guī)范要求，即視為壓實度合格，如不滿足行業(yè)規(guī)范要求則證明施工質(zhì)量不合格，其檢測結(jié)果如表3：

表3 壓實度檢測結(jié)果

由表3 中的檢測數(shù)據(jù)可知，本工程SBS 混合料面層壓實度檢測結(jié)果均大于行業(yè)要求的96%，其中壓實度最大的檢測點可以達到97.2%，最小的檢測點壓實度為96.3%，平均壓實度為96.7%。檢測結(jié)果表明，該公路SBS混合料面層施工質(zhì)量合格。

3 結(jié)語

采用SBS改性瀝青混凝土面層進行高等級公路的建設，不僅可以有效地提升路面的強度、抗滑能力、抗?jié)B能力等性能，還可以提升人們的行車體驗與安全。因此，為保證SBS面層的施工質(zhì)量，施工單位在施工過程中要嚴格落實SBS混合料的施工工藝，并安排人員做好全過程的施工管理工作，以滿足高等級公路的使用要求。