安國(guó)棟

(滄州市高速公路管理局)

1 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(guò)把聚合物摻入道路瀝青中而改善使用性能,能顯著延長(zhǎng)路面壽命、降低噪聲、提高行車(chē)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(fèi)用較高,由于受經(jīng)濟(jì)條件限制,所以在國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有大面積推廣。

2 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(diǎn)升高。在良好的設(shè)計(jì)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(guò)程中進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn),生產(chǎn)后對(duì)其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,外摻3.0%SBS的改性瀝青,軟化點(diǎn)、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(jì)。

3 SBS瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)

3.1 原材料要求

(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。

粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害雜質(zhì),且具有一定硬度和強(qiáng)度。

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(jí)公路時(shí),應(yīng)采用大礫石破碎,并至少應(yīng)有兩個(gè)以上的破碎面。

對(duì)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(jí)。對(duì)于 3～5mm石屑部分由于含量較低,并且該部分對(duì)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)。

(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(wú)風(fēng)化、無(wú)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(duì)瀝青混合料影響較大。對(duì)于高速公路、一級(jí)公路瀝青混合料,天然砂的含量不宜超過(guò) 20%,可用 0～3mm的石屑粉代替天然砂。

(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。

改性瀝青混合料填充料宜采用強(qiáng)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。

采用水泥、消石灰粉做填料時(shí),其用量不宜超過(guò)礦料總量的2%。

對(duì)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(shí),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可以部分的使用,回收粉用量每盤(pán)不能超過(guò)礦粉總量的1/4。

(4)SBS改性瀝青試驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題

試驗(yàn)樣品的取樣。在施工過(guò)程中所用的改性瀝青每車(chē)都必須檢驗(yàn)。取樣一定要均勻,具有代表性。對(duì)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(yàn)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>

做軟化點(diǎn)試驗(yàn)時(shí),必須按試驗(yàn)規(guī)程將試樣加熱至充分流到后,澆筑試樣環(huán),不允許使用其他方法填滿試樣環(huán),否則試驗(yàn)結(jié)果誤差很大。

3.2 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì),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(jì)的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比及試拌試鋪的三個(gè)階段,確定礦料級(jí)配及最佳改性瀝青用量。

(1)級(jí)配

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)級(jí)配應(yīng)采用貝雷法進(jìn)行設(shè)計(jì),級(jí)配選擇原則:AC-13I型混合料2.36mm以下篩孔通過(guò)量應(yīng)取級(jí)配下限以達(dá)到密實(shí)、嵌擠。

(2)粉料比

小于 0.075mm含量的多少對(duì)瀝青混合料體積指標(biāo)和路用性能影響很大,混合料級(jí)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(guò)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(duì)瀝青面層混合料礦粉含量宜取4.5%～5%。

(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,因此,需要對(duì)瀝青混合料的體積指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的限制。

(4)注意事項(xiàng)

改性瀝青混和料的設(shè)計(jì)過(guò)程中以下問(wèn)題上引起注意。

混和料的拌和和擊實(shí)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(jì)時(shí)的拌和、擊實(shí)溫度應(yīng)與拌和廠拌和溫度、現(xiàn)場(chǎng)碾壓溫度一致。

試驗(yàn)取樣和拌和時(shí)要保證瀝青膠結(jié)料的均勻性,應(yīng)將制備好的膠結(jié)料拌和均勻后進(jìn)行取樣和混合料的制備。

混合料體積指標(biāo)的測(cè)定要統(tǒng)一,對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料試件密度的測(cè)定應(yīng)統(tǒng)一采用表干法。

改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)符合以下兩個(gè)指標(biāo)要求,達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)采取抗剝落措施。

采用“瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)”方法測(cè)定的 48h浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度不應(yīng)小于 80%。

采用“瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)”方法測(cè)定的劈裂強(qiáng)度比不應(yīng)小于80%。