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關(guān)于SBS改性瀝青配合比設(shè)計及施工技術(shù)的探討

2008-11-26 11:33    【  【打印】【我要糾錯】

  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(jì)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)濟(jì)條件限制,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(jìn)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BS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)過程中進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗,生產(chǎn)后對其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)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(biāo)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(dá)到實施效果,需要從材料要求、施工工藝、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)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。

 。ㄒ唬、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(fēng)化、無有害雜質(zhì),且具有一定硬度和強度。

  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(xì)集料細(xì)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(xì)集料,細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無有害雜質(zhì),有適當(dāng)?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(xì)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(dāng)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,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(biāo)

  改性瀝青在現(xiàn)場制作后立即使用或貯存期間進(jìn)行不間斷的攪拌或泵送循環(huán)時,對離析試驗指標(biāo)可不作要求。

  老化試驗應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(RTFOT)方法為準(zhǔn);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(dá)到160℃以上,并且澆模和混合料的制備之前,必須充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

  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(biāo)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(jìn)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(dá)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(biāo)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(biāo)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。

  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(jìn)行確定,進(jìn)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120℃

  B、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(jìn)行取樣和混合料的制備。

  C、混合料體積指標(biāo)的測定要統(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(biāo)要求,達(dá)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些與基質(zhì)瀝青不同的要求,只有正確使用才能達(dá)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(jìn)隨用,用時多存,不用時少存,存貯是不宜超過24h.當(dāng)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(dāng)生產(chǎn)混合料時需要用瀝青泵送到混合料攪拌機(jī)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,瀝青用量更準(zhǔn)確,宜采用間隙式拌和機(jī)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(xì)料和粗料分離及花白、結(jié)成團(tuán)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(jī)前至少兩輛車等待卸料,決不能出現(xiàn)攤鋪機(jī)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)盡量連續(xù)不斷的施工,以減少攤鋪機(jī)和壓路機(jī)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?jǐn)備仚C(jī)的后雪橇是膠輪式結(jié)構(gòu),膠輪易粘附混合料細(xì)顆粒,影響平整度,所以攤鋪機(jī)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(dāng)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(jìn)而確保路面的最終平整度。

  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(jìn)行:按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”“碾壓八字方針進(jìn)行碾壓,壓路機(jī)必須緊跟攤鋪機(jī)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4-5km/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(jī)2-3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(jī)粘輪時,用洗衣粉水較好。

  7、SBS瀝青混合料的質(zhì)量控制對于瀝青面層混合料,現(xiàn)場的壓實效果應(yīng)采用空隙率和壓實度雙向控制?障堵视嬎闼璧淖畲罄碚撁芏纫悦刻鞂崪y為準(zhǔn),測試按照“瀝青路面混合料最大相對密度試驗(真空法)(T0711-93)”進(jìn)行,F(xiàn)場瀝青混合料空隙率為3%-6%.表面層瀝青混合料壓實度的檢驗,以實測芯樣為準(zhǔn)。

  五、結(jié)束語

  隨著SBS改性瀝青在我國的進(jìn)一步推廣,必將在我國的道路建設(shè)中發(fā)揮重要作用,希望通過以上對SBS改性瀝青在生產(chǎn)施工中應(yīng)注意的施工技術(shù)要求,對大家有所幫助,以上不足之處,望各位同仁提出寶貴意見。

  參考文獻(xiàn):

 。1]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程JTJ052-2000.北京:人民交通出版社,2000

 。2]呂偉民。瀝青混合料設(shè)計原理與方法。上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2000

 。3]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTJ032-94.北京:人民交通出版社,1994

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