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摘要：SBS改性沥青混合料已成为最常用的首选路面形式。本文笔者结合工程实践，对SBS改性沥青混合料施工及应用效果进行了以一下的探讨。仅供同行参考！
关键词：SBS改性沥青；原材料控制；配合比确定；混合料检测；施工；应用效果
1、原材料控制
1.1SBS改性沥青
1.1.1改性机理
SBS改性沥青是在原有基质沥青重交通石油沥青基础上，一般掺加2.5％～5％的SBS改性剂，通常采用5％。基质沥青经SBS改性后，自身及原沥青分子的化学结构没有改变，其过程以物理改性为主，利用其良好的物理性能对原基质做改性处理，改性后SBS剂均匀分布于基质沥青中形成失混材料。
1.1.2改性沥青评价指标
①感温性：针入度、针入度指数；
②低温性：5℃延度和当量脆点；
③高温陛能：60℃黏度、软化点与当量软化点；
④热稳定性（耐老化）：旋转薄膜烘箱试验；
⑤黏弹效应：弹性恢复25℃；
⑥与集料的握裹力：黏韧性试验；
⑦施工及安全：闪电、运动黏度135℃；
⑧离析指标：48h软化点差。
1.1.3改性效果
改性后的沥青与原沥青相比，其高温黏度增大，软化点升高；具有良好的高温抗车辙、低温抗开裂性能、抗老化性能、变形自恢复性和裂缝自愈性；黏聚力强，水稳定性好；路面抗滑能力和承载能力提高。
1.1.4应用
基于以上因素，用于高速公路路面基质沥青通常选用AK-70，改性剂掺配比例5％。聚合物SBS改性沥青技术满足《公路沥青路面施工技术规范》相关要求，用于高速公路热拌沥青混合料时采用I-D类型。
1.2细集料
1.2.1机制砂
高速公路对细集料质量要求很高，用于SBS改性沥青混合料中的细集料一般采用机制砂。机制砂相对天然砂具有理想的表面纹理，增加颗粒间摩擦力，为路面提供良好的稳定性，还能增强与沥青的吸附能力，提高沥青膜厚；相对石屑而言，机制砂颗粒规整，片状颗粒粉尘含量少且不含泥土等优点，配置的沥青混合料能获得更加理想的路用性能。
1.2.2质量要求
《公路沥青路面施工技术规范》中要求机制砂有适当的颗粒级配，其级配应符合S16的要求，对其表观密度、坚固性、含泥量、砂当量、亚甲蓝值、棱角性（流动时间）等都有严格的质量要求。
1.2.3应用效果
机制砂是用优质石料经专用的制砂机加工而成，可以配制出更耐久的沥青混合料，消除了使用天然砂水稳性差和多雨地区限制应用的问题。适当增加沥青用量时，可显著提高其高温稳定性和水稳定性，同时，会大幅度降低车辙、坑槽等病害，铺筑的路面质量明显得到提高。
1.3粗集料、矿粉的要求
1.3.1玄武岩石料
由于玄武岩集料具有更高的硬度坚固性、抗磨抗滑、抗冲击性能，玄武岩集料的使用使高速公路路面能够获得更高的质量效果。高速公路路面上面层对集料质量提出更高要求，甚至在招标文件中明确强制要求表层必须采用玄武岩石料。玄武岩集料的使用使沥青混凝土具有更高的耐磨性，抗压、抗冲击性能，抗车辙能力，抗疲劳寿命。
1.3.2粗集料、矿粉
对于高速公路施工所需要的粗集料、矿粉以及添加剂的质量要求与非改性沥青混凝土要求基本相同，对其质量和物理力学性能要求满足《公路沥青路面施工技术规范》中高等级公路路面所需混合料原材料的要求即可。
2、配合比确定及混合料检测
2.1GTM击实法
施工中常用的混合料配合比组成设计方法有马歇尔法、GTM法、superpave法，高速公路SBS改性沥青混合料击实方法采用GTM法。击实压强采用0.7MPa，确定技术指标时，要求满足应变比GSI≤1.05，抗剪强度比GSF>1.3。
在高速路面施工中，路面上面层采用SBS改性沥青AC-13C型混合料，原材料采用基质沥青AK-70掺加5％SBS改性剂，I-D类，各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》相关要求，实测15℃的密度值1.022g/cm3。粗集料采用玄武岩石料，规格为10～15、5～10、3～5mm，细集料为邹平石灰岩机制砂，填料为满城矿粉。
通过筛分试配，合成级配曲线满足AC-13C型混合料级配曲线范围时，各种集料配合比如表1。
试验结果表明：GSI随油石比增加呈增大曲线，GSF随油石比增大呈减小曲线。依据《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求，综合考虑GTM试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势，将AC-13C型改性沥青混合料最佳油石比确定为4.5％，毛体积密度2.505G/cm3。
2.2与马歇尔实验对比
用GTM法确定沥青混合料组成设计后，为实用于工程施工检测，在施工过程中仍采用马歇尔法对混合料进行试验检测。
2.3混合料使用性能检测
根据上述配合比配制出混合料，并对混合料各项使用性能进行检测。检测结果如表3。
2.4对比结论
通过用GTM法确定混合料的配合比参数与马歇尔法物理参数对比，主要指标基本相符，GTM法毛体积密度提高近2％，在施工过程中采用马歇尔法对比结果进行检验和控制，使用性能满足混合料技术要求，并且性能大幅度提高。通常用GTM法确定的毛体积密度比马歇尔法提高1％～3％，油石比可降低0.3％，这是采用GTM法确定目标配合比的重要因素之一，GTM法采用也是高速公路高标准高质量路面新技术的重要应用之一。
3、SBS改性沥青混合料施工
3.1拌和
采用自动计量的大功率间歇式沥青混合料拌和设备，拌和时间50S以上，矿料、改性沥青及混合料加热温度较非改性沥青混合料均提高10-20℃，成品料外观鉴定以颗粒全裹覆且色泽均匀一致为度。
3.2运输
运输采用20t以上翻斗车，为保温、防雨淋必须全覆盖，为防止混合料与车厢内粘连必须撒隔离剂，并用拖把拖匀，直至无余液积聚。
3.3摊铺碾压
摊铺与非改性沥青混合料相似，由于沥青混合料高温时有稳定性，碾压必须紧跟在摊铺机后面进行，为配合GTM法混合料设计达到要求的密度值，理论上应当采用大吨位胶轮压路机先鞣压2遍，然后再用震动压路机高频低幅慢速复压4～6遍。
摊铺温度不低于165℃，碾压温度不低于155℃，根据SBS改性沥青温度一黏度曲线以及做击实实验时温度控制情况，通常以160℃最佳。碾压完成温度最好不低于145℃，最后静压1遍消除轮迹，保证路面平整度。施工过程中，温度控制是各工序各个环节的关键，注意随时检查施工温度。对沥青混凝土路面施工做不少于800m试验段用以验证施工效果。
3.4试验检测
施工中SBS改性沥青混凝土路面各项试验检验方法与普通沥青路面大多相同，根据《公路沥青路面施工技术规范》进行检测。SBS改性沥青检验过程中也应把温度控制作为重要关键的条件，参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行。
3.5SBS改性沥青存储
为防止产生离析，存放一般不允许超过48h，并且需要严格控制SBS改性沥青的存储温度。供应紧张时存储温度可设定165～170℃之间，在SBS改性沥青进出存储罐时各搅拌或循环一定时间；如存储时间较长，存储温度可设定到150～160℃之间，每天搅拌或循环一定时间。存储罐内的SBS改性沥青的搅拌和循环也不宜太频繁。
4、SBS改性沥青混合料应用效果
应用SBS改性沥青配制的混合料，形成悬浮或骨架密实型结构，依靠基料的内摩阻力和沥青胶浆的黏聚力，具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗老化等路用性能。通过各项指标检测表明：具有很强的抗车辙能力，车辙试验动稳定度是普通沥青混合料要求的8倍以上，平均达到4500次/mm以上；其次是高温稳定性以及低温抗裂性能加强，它的弹性模量能够达到1200～2000MPa，甚至与水泥混凝土弹性模量相当。应用于高等级公路，满足重交通的需求，有很大的实际意义。
参考文献：
[1]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[s].
[2]JTJ052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
论文作者:李建凯1,李启洋2
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/2
标签：沥青论文; 改性沥青论文; 玄武岩论文; 路面论文; 性能论文; 基质论文; 马歇尔论文; 《基层建设》2015年3期供稿论文;