SBS改性沥青混合料在道路施工中的应用

2022-10-23

随着我国经济的迅速发展, 交通量急剧增长, 使沥青混凝土路面面临着严峻的考验, 一些施工质量差、车辆载荷重的路段沥青路面出现了不同程度的车辙、开裂、坑槽等损坏现象。下面笔者将简要介绍SBS改性沥青混合料在道路施工中的应用, 以提高沥青路面的性能。

1 SBS改性沥青混合料的性能

1.1 矿料的级配选择与设计

(1) 粗集料、细集料。SBS改性沥青混合料的粗集料应采用粗糙、坚硬、有棱角的石料, 这样能增大SBS改性沥青混合料的内摩擦角, 增强混合料间的嵌挤作用, 并提高SBS沥青混合料的高温稳定性。采用的碎石要用碎石机破碎, 为改善石英岩、砂岩等酸性岩石与沥青之间的粘附性, 应掺加石灰、水泥或抗剥落剂等。SBS改性沥青混合料通常选用机制砂作细集料, 它们具有良好的棱角性和嵌挤性, 也能有效提高沥青的高温稳定性。

(2) 矿粉。矿粉能吸附沥青, 使粗、细集料结合成为一个整体。选用的矿粉与沥青要有良好的粘附性, 其亲水系数应小于1, 细度和用量也应控制适中。矿粉应保持干燥、洁净, 防止矿粉污染或受潮而影响SBS改性沥青混合料的质量。

(3) 矿料级配设计。沥青混合料矿料级配应根据筛分试验数据, 按照多级嵌挤密级配理论和最大理论密度线标准级配进行设计和调整, 具体的级配设计可按10mm~20mm碎石∶5mm~10mm碎石∶石屑∶砂∶矿粉=40∶10∶25∶20∶5左右来设计, 但还应结合具体的工程情况来确定。

1.2 混合料配合比设计

沥青的用量对沥青混合料的使用性能影响非常大, 用量过大, 容易在施工过程中出现泛油等问题, 用量过少, 会影响集料的粘结效果。对基质沥青及掺加的SBS改性沥青都应进行马歇尔试验来得出混合料相应的密度、稳定度、空隙率、饱和度等指标, 从而确定最佳沥青用量。

1.3 S B S混合料路用性能指标

经大量的试验和工程实践表明, SBS改性沥青能大大改善混合料的路用性能指标。经车辙试验表明, 掺入改性剂的沥青混合料的动稳定度得到成倍的提高, 变形速率大大降低, 软化点、当量软化点比基质沥青要高, 高温稳定性亦得到明显改善。经低温弯曲试验表明, SBS改性沥青混合料的极限抗弯拉强度和极限弯拉应变都得到了较大提高, 其低温抗裂性能也得到了提高。此外, 通过岁残留稳定度和冻融劈裂强度比的考察, SBS改性沥青混合料的水稳定性也较基质沥青混合料的要高。

2 SBS改性沥青混合料的施工工艺与质量控制

2.1 S B S改性沥青混合料的施工工艺

(1) SBS改性沥青的运输和储存。SBS改性沥青的装车温度应高于160℃, 运输车辆必须在24h内运到指定地点, 沥青运到拌和场的温度不应低于140℃, 并及时储存在沥青储存罐中。沥青热拌厂对SBS改性沥青应尽量做到随运随用, 少储存, 以免沥青老化。

(2) SBS改性沥青混合料的拌和。SBS改性沥青混合料宜采用间歇式拌和机拌和, 拌和应均匀, 并且沥青用量要准确, 保证SBS沥青改性剂均匀地分散在沥青中, 这样才能使混合料的质量更稳定。拌和过程中先将各种热集料按设定重量投入搅拌仓, 干拌使它们充分混合之后, 干拌时间不少于7S, 再喷入改性沥青, 进行湿拌直至混合均匀, 保证改性沥青能均匀裹覆矿料, 湿拌时间通常为45S~55S, 最后将混合料输入储存仓。

(3) SBS改性沥青混合料的运输。SBS改性沥青混合料运输过程中最关键的是要注意保温, 以满足摊铺温度。应采用大吨料自卸车运输, 运料时加盖棉被、保温布等以做好保温措施, 到卸料时方可揭开。注意自卸汽车车厢不得有漏油、漏料问题, 为防止沥青与车厢板粘接, 可涂一薄层隔离剂或柴油水于车厢侧板和底板。运料车接料时, 为减少离析现象, 在装料过程中应按前、中、后移动三次。开始摊铺时, 为保证摊铺的连续性, 现场待卸料车辆不得少于5辆。注意运料车不得撞击摊铺机, 在距摊铺机30cm处停车, 卸料过程中可挂空挡, 靠摊铺机推动前进。在向摊铺机卸料完成后, 为防止漏料, 应将运料车车厢后挡板挂钩挂好。

(4) SBS改性沥青混合料的摊铺。在摊铺SBS改性沥青混合料之前, 先要做好下面路层的清洁工作, 如用水冲洗, 就应等路面晒干后再进行摊铺作业。改性沥青混合料的松铺系数应根据试铺段的数据来确定, 其压实系数比普通沥青混合料要小得多, 并且混合料的摊铺温度宜控制在160℃~180℃。在摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度, 发现偏差要及时调整。为提高沥青路面摊铺效果, 可采用两台或更多同型号摊铺机阶梯式摊铺, 前后两台摊铺机距离不超过20m, 摊铺两幅应重叠5cm~10cm, 为使两台摊铺机达到相同的摊铺密实度, 摊铺前应调整熨平板的预拱度、频率和振幅。SBS沥青混合料摊铺机的摊铺速度应控制适中, 大约在2m/min, 以保持与供料、碾压速度相平衡, 摊铺过程中不可随意变换速度或中途停顿。

(5) SBS改性沥青混合料的碾压成型。压路机应紧跟摊铺机的后面, 按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则完成SBS沥青混合料的压实工作。碾压温度宜控制在130℃~150℃, 最终碾压温度不低于110℃。碾压速度应均衡, 控制在4km/h~5km/h。倒退时要关闭振动, 方向要逐渐地改变, 不可在新铺的改性沥青混合料上停顿或是转向、调头、左右移动位置。碾压分初压、复压和终压, 终压直到轮迹消失为止。混合料压实后的空隙率不应大于4%, 压实度主要通过数碾压次数来控制, 但也不可过度碾压, 以免破坏面层构造。

2.2 施工质量检查与控制

(1) 原材料检查。在施工前, 应加强SBS改性沥青混合料的原材料的检查和管理, 场地上的各种矿料应分开堆放, 矿粉等材料要做好防水防潮。对SBS改性沥青, 应检查其针入度、软化点、5℃延度、粘度、分散均匀性等指标, 对粗集料, 应检查其压碎值、磨光值、针片状含量、颗粒组成等指标, 细集料检查其砂当量和颗粒组成, 矿粉要检查其小于0.075mm颗粒的含量。

(2) 施工过程检查内容。施工过程中, 除了对前面原材料的各项指标进行检查外, 还应对混合料的相关指标进行检查, 包括混合料的拌和温度、出厂温度、摊铺温度和碾压温度等各个工序的温度指标, 以及矿料级配和油石比等指标, 并通过马歇尔试验、车辙试验等来检测其空隙率、稳定度、流值、高温稳定性等指标。