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1、SBS改性沥青混凝土路面技术研究SBS改性沥青混凝土路面技术研究 2010年10月09日摘 要：随着近年来国民经济高速发展，交通量迅猛增长，大型化车辆，重载、超载车辆比例逐年增加，使传统的沥青混凝土路面受到严重挑战。路面车辙、松散、裂缝等病害日益严重，沥青混凝土路面早期破坏现象时有发生，因此改性沥青混凝土路面技术的出现、发展及推广，已成为了今后沥青混凝土路面施工的必然。 关键词：SBS改性沥青；混凝土路面技术；效果评价 一、改性沥青及其效果评价指标 所谓改性沥青，也包括改性沥青混合料，是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，
2、使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加人的天然的或人工的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中，改善或提高沥青路面性能(与沥青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料”。改性效果的好坏，主要用改性沥青指标来进行评价，改性沥青的评价指标为：(1)感温性指标：针入度指数(针入度)。(2)低温性能指标：5延度和当量脆点。(3)高温性能指标：60粘度、软化点与当量软化点。(4)热稳定性(耐老化)指标：旋转薄膜烘箱试验。(5)沥青粘弹效应指标：弹性恢复。沥青与集料握裹力指标：粘韧性试验。施工及安全指标：闪点、135运动粘度。离析指标：软化点差。 二、SBS改性沥
3、青混凝土路面结构设计 沥青混合料一般由沥青、碎石、砂、矿粉及添加剂组成，沥青混合料的路用性能主要依赖集料的内摩阻力和沥青胶浆的粘聚力。沥青混合料的路用性能主要是指混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、耐疲劳、抗老化性能及表面服务功能等，其中，水稳定性、耐疲劳及抗老化为耐久性。沥青路面质量好坏是沥青混合料各性能的综合体现，但各方面性能之间又是相互矛盾的，因此，沥青混合料的设计应在各性能之间最优化设计，力争沥青混合料的矛盾在尽可能长时间内达到统一。 (一)沥青混凝土厚度设计 沥青面层厚度的确定主要是考虑保护半刚性基层不比沥青面层先产生温缩裂缝和半刚性基层不易产生干缩裂缝以及其他功能性作用。在日
4、本、美国一般均采用厚沥青面层，一般厚度不小于20cm，但即使如此，运行6-8年也避免不了要加铺新面层。我国的高速公路实践证明，从技术，经济全面分析：适当减薄沥青面层厚度并增加基层厚度可提高路面使用质量、降低工程造价。选择沥青面层12-18cm厚是合适厚度，今年广西桂柳高速公路路面全面维修就是采用类似结构。 (二)SBS沥青混凝土表面层级配设计 我国高速公路沥青混凝土路面表面层一般多按密实型级配，其结构多采用悬浮型密实结构和骨架密实结构。对SBS改性沥青一般以选择骨架密实结构为宜。级配的确定应结合交通量情况等综合考虑，对于重交通地区应充分考虑沥青路面的车辙问题。但高速公路面层仍应以不渗水为前提。
5、 (三)SBS沥青混凝土表面层配合比设计 沥青混合料配合比按规范要求分以下三步进行：(1)目标配合比设计阶段。目标配合比设计主要是确定冷料配比，使之符合级配要求并确定最佳用油量。即确定冷料仓的供料比例，进料的速度及试拌用。(2)生产配合比设计阶段。对沥青拌和站的堆料场中的各种粗细集料均要重新取样进行筛分试验，如筛分结果发现集料的颗粒组成与进行目标配合比设计的颗粒有明显差别，则要重新进行矿料配合比计算，重新确定各冷料仓的出料比例。拌和站冷料仓的集料按目标配合比确定的比例进人烘干筒烘干后，热料经过二次筛分后分成4种不同粒径的集料，分别进人拌合楼内的热料仓。各个热料仓中集料颗粒组成不同于冷料仓，需要
6、重新进行矿料比计算，以确定各个热料仓进人拌和缸的比例，并检验确定最佳沥青用量。(3)生产配合比验证阶段。主要是使用沥青混合料拌和设备按生产配合比进行试拌、试铺试验路，将试拌的混合料进行抽提试验，通过试铺的混合料进行马氏试验，由此确定生产用标准的配合比，通过试拌试铺，为正式铺筑提供经验和数据。在生产时如料源发生变化或检测指标不符合要求时，应及时调整配合比。 三、SBS沥青施工工艺技术要求 (一)温度控制 由于改性沥青粘度大，温度控制是施工中最主要的技术关键，如果温度达不到要求，混合料不可能拌和均匀，摊铺无法平整，压实度将达不到规范要求，施工质量无法保证。 (二)混合料拌和 (1)在进行冷料仓的布
7、置时，为了易于在输送带上观察细集料供给是否正常并防止离析现象的发生，应将细集料安排在靠近烘干筒的一侧，并由细到粗向另一侧布置。(2)拌料时，冷料仓的上料速比要严格控制，因为拌和楼四个热料仓中同一仓内其粒径是不同的，自动计量装置只能控制仓内的总重量，对各类不同料径的控制却无能为力，因此，控制好冷料进料速度较为重要，如不匹配就会使混合料出现断级配或某一粒径料偏差过大。(3)控制好油石比。根据每日的抽提试验进行监控并及时地指导施工。(4)控制好拌和时间。沥青混合料的拌和时间以混合料拌和均匀、所有颗粒全部裹覆沥青结合料为度。无花白料、结团成块、冒青烟或严重的粗料分离现象。如拌和时间短，混合料可能不均匀
8、或出现花白料，但时间过长会影响拌和楼产量。拌和时间可根据拌和楼试拌确定，一般情况为45S。(5)不得随意更改施工配合比，各料仓的贮料严重失衡时，应及时停机，以防满仓或贮料串仓。在拌和设备运行中要经常检查冷料仓中的贮料情况和冷料运输带的运行情况，如果发现有卡堵现象应立即停机。 (三)混合料的运输 (1)所有运输车的车厢表面必须光滑，装车前仔细用钢刷清扫车厢表面，不留一点杂物。(2)每天上班前用肥皂水涂刷车厢表面，涂刷要均匀，但不得有余液集中在车底。(3)从拌合楼向运料车放料时，应每卸一斗混合料移动一下汽车位置，按前、后、中顺序放料，以减少粗细集料的离析现象。若从贮料仓卸料时，不要每次都将料仓中的
9、料卸光，因为卸料过程中最后一些料绝大多数为粗集料，将会造成离析现象的发生。约运输料车应用苫布覆盖，以保温、防雨、避免尘土污染混合料。(4)连续摊铺过程中，运料车应在摊铺机前10-30CM处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中应挂空档，靠摊铺机推动前进。上坡摊铺时挂低档；下坡摊铺时略带刹车。(5)已经离析或结成不能压碎的硬壳、团块以及低于规定铺筑温度或雨淋湿的混合料都应废弃。 (四)混合料摊铺 (1)熨平板的加热。摊铺机工作前要对熨平板进行充分预热，一般预热时间不小于30min，使熨平板表面温度大于130900温度过低会产生如下现象：公热混合料碰到冷的熨平板会立刻粘于底面，在移动中拉裂铺层表面，产生
10、推移，使其变松散。由于摊铺机阻力增大，摊铺机起步后产生爬升，接缝处的平整度和压实度下降。(2)纵坡传感器的安装、检查与调整。自动调平系统采用双侧纵坡控制，纵坡传感器安装必须牢固。调节熨平板上的厚度调节手柄，调节出合适的摊铺厚度，纵坡传感器指示灯上下闪动表示调节完毕。传感器的灵敏度选择在刻度值的5-7内，摊铺中面层时，采用灵敏度相对高的刻度值；上面层时，采用灵敏度相对低的刻度值，以满足纵坡和平整度的要求。每一层的纵坡传感器的灵敏度值应通过试验段具体确定。当采用单侧纵坡和横坡控制时，横坡传感器的灵敏度与纵坡传感器的灵敏度一致，其控制线接口应与控制方向相对应。(3)摊铺机工作装置的调整及松铺系数的确
11、定。摊铺机初始工作的仰角直接控制起步后铺层的厚度变化，对平接缝平整过渡影响很大，不同的材料、不同的机械设备，初始工作仰角不同。摊铺作业中的工作仰角，应在试验段中精确测量，初始仰角调整不当将造成起步后摊铺波浪，影响路面的平整度。 (五)混合料的压实 (1)压实设备的要求：改性沥青混合料的压实是保证改性沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。压实机械必须配有足够的重型振动压路机。(2)压实分初压、复压和终压三个阶段进行，其碾压速度及温度应该符合要求。压路机应匀速行驶，停止、起动应均匀、缓慢进行。起动时先起动后开振动；停车时先关振动后停车倒向。轮胎压路机尽可能提前碾压，这样可以
12、避免粘轮和减少温度损失过快，初压时压路机要低速进行，为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、发裂等情况下，尽量在摊铺后较高温度下进行，温度越高越容易提高路面的平整度和压实度。碾压时轮迹重叠不小于20cm；碾压段长度以30m左右为宜。(3)控制好碾压速度，碾压速度不应过快，为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将压路机驱动轮朝向摊铺机；避免急停和急转弯；压路机起动、停止须减速缓行；压路机折回不应处在同一横断面上。(4)碾压应遵循先轻后重、高频低幅、由低侧向高侧碾压的原则进行。(5)压路机不得停留在温度高于60的已经压过的混合料上，同时采取有效措施防止油料、润滑脂、汽油或其它有机物质在压
13、路机操作期间或停放期间洒落在路面上。 (六)消除或减少沥青混合料离析现象 混合料一旦发生离析，已摊完的路面会出现粗料集中或细料集中的情况。离析现象有片状的也有条状的。表面粗料集中处由于粗料周围没有足够的细集料，通常空隙率大，雨水容易侵人，同时在快速行车荷载作用下容易遭到破坏。 (1)要消除离析现象，混合料级配设计必须正确。设计均匀而无间断的密级配通常具有相当大的包容性，能容许拌合站的其它作业或是摊铺作业发生错误而不致对混合料的属性产生重大影响。级配要连续，级配曲线应元滑。绘制级配曲线时，应多描绘一些点 (各种筛网的通过量)；同时在生产时一旦出现个别超粒径现象时，要认真检查热料筛的最大筛孔尺寸是否偏大，或筛网破洞或周边有较大缝隙。对于沥青混合料，只要少许增加沥青含量(一般仅需0.2%)就能显著减少离析现象的发生。所增加的沥青膜厚增加了微粒之间(中国沥青网)的接触湿度并且在整个过程中降低了集料在粒径转换点分离的倾向。 参考文献 1鄂宇辉.SBS改性沥青改性剂掺量及改性效果评价J.北方交通，2007，08. 2严文荣.市政道路SBS改性沥青混凝土路面施工技术J.福建建材，2007，04. 3王涛.改性沥青抗变形能力研究J.石油沥青，2007，04.
