高速公路SBS改性沥青路面配合比设计及施工应用分析

摘 要：SBS改性沥青混凝土具有很好的耐高温性、低温抗拉裂性、减轻沥青的老化显著延长路面寿命、降低噪声、提高路面的抗滑能力、提高行车舒适性和安全性等优点，本文通过惠州惠东至东莞常平高速公路惠州段路面工程实践，来说明SBS必性沥青的配合比设计及施工过程中的注意事项。

关键词：改性沥青；配合比设计；施工技术；性能

随著社会经济的发展、交通车流量的增加及车辆轴载的不断提高，道路建设业所承受的压力亦越来越大，加快修补路面的速度、延长两次维修的间期和采用薄铺优质路面己是全世界的新趋向；聚合物改性沥青是一种技术含量和附加值较高的新型优质筑路材料，它通过把聚合物掺入道路沥青中而改善使用性能，能显著延长路面寿命、降低噪声、提高行车舒适性和安全性，SBS沥青作为一种改性沥青胶结料，其固有的可塑性、强韧弹性，能有效地提高沥青在高温下抗变形和低温下抗裂、抗松散能力、改善抗车辙和抗滑性能。下面结合由我公司施工的惠州惠东至东莞常平高速公路惠州段路面工程的施工情况，谈谈对SBS沥青配合比设计以及工程施工过程中的注意事项。

1 SBS改性沥青概述

SBS改性沥青是在原有基质沥青(如AH一7O)的基础上，掺加适量的SBS改性剂而成，SBS改性剂兼有橡胶和塑料两种性能，常温下具有橡胶的弹性，高温下能象热塑料般熔融流动成为可塑性材料， 因而称热塑弹性体。其主要特点是：

(1)改变了沥青流变学性质，粘弹性和延性提高，路面的抗冲击能力、抗开裂能力、耐磨耗能力都大大增加，可延长沥青路面的使用寿命；

(2)增大了沥青的粘附性和粘韧度， 提高了沥青与沙石料的结合力， 改善了沥青混合料的强度和防水能力，增强了沥青路面的耐久性；

(3)降低了沥青的温度敏感性，使沥青的高温粘度增大，软化点升高、弹塑范围扩大，耐流动变形性能力得到改善，使沥青路面平坦性能和抗车辙性能得到提高， 使行车速度提高， 路面维护减少。

2 SBS沥青混合料的配合比设计

为了使设计的混合料能够达到理想的实施效果，需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以下要求：

2．1原材料要求

2．1．1粗集料

用于改性沥青混合料面层的粗集料， 宜采用碎石或碎砾石，其粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F4O一2004)的规定，具体如下：

(1)粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，且具有一定硬度和强度；

(2)粗集料应具有良好的颗粒形状，破碎砾石用于高速公路、一级公路时，应采用大砾石破碎，并至少应有两个以上的破碎面；

(3)对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩(中性或基性火成岩)。由于硬质岩石与沥青的粘接力存在着较大差异，粗集料与沥青的粘附性应不小于4级。对于3～5ⅡⅡn石屑部分由于含量较低，并且该部分对沥青混合料形成嵌接结构有一定的作用，建议用硬质岩石屑(玄武岩)。

2．1．2细集料

细集料包括人工砂、天然砂。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料，细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成，并与改性沥青有良好的粘附性，天然砂由于质量变化大(大部分为中粗砂)，形状较圆滑，与沥青的粘附性差，对沥青混合料影响较大。对于高速公路、一级公路沥青混合料，天然砂的含量不宜超过20％，可用0～3mm的石屑粉代替天然砂。

2．1．3填充料

用于改性沥青混合料面层的填充料应洁净、干燥，其质量应符合《公路沥青路面技术规范》规定的技术要求，一般宜采用强基性岩石(石灰岩、岩浆岩)等增水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净，不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉；当采用水泥、消石灰粉做填料时，其用量不宜超过矿料总量的2％；改性沥青表面层混合料不推荐使用混合料生产的回收粉，当塑性指数小于4且亲水系数小于0.8时，经过试验可以部分的使用，但回收粉用量不能超过矿粉总量的四分之一。

2．1．4基质沥青

改性沥青改性效果的优劣与基质沥青性能密切相关，相容性是改性沥青的首要条件。作为改性剂的聚合物性质相对稳定，而沥青性质很复杂，所以相容性主要是由沥青的性质决定的。沥青质含量较大的沥青与聚合物的相容性最差，沥青针入度大小对相容性影响甚大，随着相容性的减小，相容性降低。用作SBS改性沥青的基质沥青的技术指标要求如表1：

2．2 SBS改性沥青试验中应注意的问题

(1)试验样品的取样在施工过程中所用的改性沥青每车都必须检验。取样一定要均匀，具有代表性。对每份试样应加热后一次浇满所需的试模， 不宜重复加热使用。试验浇模的温度必须达到160℃ 以上，并且浇模和混合料的制备之前，必须充分搅拌均匀。

2．3沥青混合料配合比设计

改性沥青混合料的配合比设计，应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个阶段，确定矿料级配及最佳改性沥青用量。

(1)级配：沥青混合料配合比设计级配应采用贝雷法进行设计， 级配选择原则：AC一13I型混合料2.36咖以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤。

(2)粉料比：小于0.075mm含量的多少对沥青混合料体积指标和路用性能影响很大， 混合料级配中小于0.075mm的含量必须考虑粗集料本应含有的粉尘部分。要求矿粉含量不超过沥青含量，小于0.075mm部分与沥青含量之间的比值即粉料比应存在1.0～1.2之间，对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.5％～5％。

(3)混合料技术指标：为有效的提高沥青路面的性能，表面层沥青混合料一方面要满足泌水条件，另一方面，又要防止出现超密现象，因此，需要对沥青混合料的体积指标进行进一步的限制，见表2：

(4)设计过程中的注意事项：

①混和料的拌合和击实温度应根据改性沥青路面施工技术规范和根据沥青胶结料的粘温关系曲线进行确定，进行室内配合比设计时的拌合、击实温度应与拌合厂拌合温度、现场碾压温度一致。

②试验取样和拌合时要保证沥青胶结料的均匀性，应将制备好的胶结料拌合均匀后进行取样和混合料的制备。

③混合料体积指标的测定要统一，对于密级配沥青混合料试件密度的测定应统一采用表干法。

④ 改性沥青混合料的水稳定性应符合以下两个指标要求，达不到要求时应采取抗剥落措施：采用“沥青混合料马歇尔稳定度试验”方法测定的48h浸水马歇尔稳定度试验残留稳定度不应小于8O％；采用“沥青混合料冻融劈裂试验”方法测定的劈裂强度比不应小于80％。

3 SBS沥青混合料的施工

SBS沥青是一种以弹性塑胶类改性沥青，正确使用可以显著提高沥青面层的抗车辙性能， 增加耐久性，增加抗老化能力，延长公路的寿命。与AH一70基质沥青相比，SBS沥青的粘度和软化点显著增加，SBS沥青的运输、储存和路面面层的施工与基质沥青有一些不同的要求，只有正确使用才能达到较好的效果。

3．1运输和储存的技术要求

(1)SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持在16O℃以上，运到拌合场的温度不应低于140℃，运输车辆须在24小时内运到指定地点，并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。

(2) SBS沥青的储存温度应保持在150℃～l60℃左右，若温度低于所要求的储存温度，SBS沥青的粘度过大，从而导致沥青罐的油管路堵塞，最后只能停产修理，若温度过高，则会降低其使用性能。

(3)沥青热拌厂应尽量少储存SBS沥青，做到随进随用，用时多存，不用时少存，存贮时不宜超过24h。当一天的施工任务完成后，应尽量用完罐中的沥青，或者给沥青罐加满沥青，或把剩余的少量沥青抽到其它储存罐内，以减少沥青与空气接触的表面积，从而防止沥青老化。

3．2泵送的技术要求

SBS沥青储存温度要求较高，当生产混合料时需要用沥青泵送到混合料搅拌机中，由于沥青泵的过滤器易被某些物质堵塞过滤器网眼， 从而影响沥青的泵送能力，应网眼较大的过滤器(9.5rIlrn以上)，同时加强沥青管线的保温措施，以防止管线中的SBs沥青温度降低堵

塞管线。

3．3混合料拌合、运输的技术要求

为保证沥青混合料的质量更稳定， 沥青用量更准确，宜采用问隙式拌带自动计量系统的机拌和。拌和必须均匀，应做到拌合后的混合料均匀一致，无细料和粗料分离及花白、结成团块的现象。拌合温度控制在l60℃，运输车必须加盖篷布或其它保温材料，防止结合料表面结硬，为确保摊铺连续以及平整度大小符合技术规范要求，必须保证摊铺机前至少两辆车等待卸料， 决不能出现摊铺机等车的现象。

3．4摊铺的技术要求

SBS沥青混合料在摊铺时应尽量连续不断的施工，以减少摊铺机和压路机的停顿，应尽量减少接缝，提高其面层平整度。表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式， 由于SBS沥青粘度较大，粘附力强，用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构，胶轮易

粘附混合料细颗粒，影响平整度，所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。摊铺速度应控制在2米／分钟，做到缓慢、均匀、连续不问断地摊铺，禁止随意变换速度或中途停顿。提高摊铺过程中的预压密实度。改性沥青SBS混合料在高温状态下主要是靠粗集料的嵌挤作用，可适当提高夯锤振捣频率，使剩余压实系数减少，初压的痕迹也极小，进而确保路面的最终平整度。

3．5碾压的技术要求

对于密级配型混合料， 其适宜的碾压温度范围是l30℃～150℃ ，其最终碾压温度不低于ll0℃ 。SBS沥青混合料的压实工艺本着以下原则进行：按照“紧跟、慢压、高频、低幅”碾压八字方针进行碾压，压路机必须紧跟摊铺机的后面，只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果，压实速度控制在4～5km／h。碾压速度均衡， 倒退时关闭振动，方向要逐渐地改变，不许拧着弯行走，对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压，消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺沥青混合料上转向、调头、左右移动位置，突然刹车或停车休息。

4 结束语

(1) SBS改性沥青能有效地提高沥青的高温抗变形、低温抗裂、抗松散能力和改善抗车辙性能，提高沥青路面的水温稳定性、耐疲劳性和行车舒适性，并降低行车噪音。

(2)在SBS改性沥青的生产过程中， 必须考虑原料、设备、温度、存储、摊铺等多方面因素，只有实时并严格控制，才能既保证质量又降低成本。

(3) SBS改性沥青混合料路面施工是技术性强、涉及范围广、影响因素繁多的系统工程。尤其路面性能的各项指标相互矛盾，相互制约，所以施工过程中周密兼顾各项指标，又要因地制宜，解决好主要矛盾，抓住关键环节。

我公司施工的惠州惠东至东莞常平高速公路惠州段路面工程应用改性沥青修筑沥青混合料路面施工，投入使用以来取得了良好的社会效益和经济效益。

【参考文献】

[1]杨文渊．简明公路施工手册(第三版)[M]．北京：人民交通出版社，2O02．

[2]邓学钧，黄卫，黄晓明．路基路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2000．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。