SBS改性瀝青在道路工程的應(yīng)用
時間:2022-07-02 11:14:23
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摘要:為適應(yīng)當前社會快速發(fā)展的步伐,現(xiàn)在對工程道路質(zhì)量的要求也越來越高,文章研究sbs改性瀝青在道路工程中的應(yīng)用,旨在更好地發(fā)揮出SBS改性瀝青混合料的性能特征,不斷提高公路瀝青路面的工程質(zhì)量。文章從三個方面簡單闡述了SBS改性瀝青在當今高速公路瀝青面層中的應(yīng)用:SBS改性瀝青基本特性及運輸特點、SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計、SBS改性瀝青混凝土施工過程的控制措施,重點說明了相對于普通瀝青混合料,SBS改性瀝青的優(yōu)勢及在道路工程中應(yīng)用的注意事項。研究表明,在瀝青混合料中合理利用SBS改性瀝青,能夠改善瀝青路面的溫度敏感性,提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性,顯著增強瀝青路面的耐久性,能夠有效延長道路的使用壽命。
關(guān)鍵詞:SBS改性瀝青;配合比;設(shè)計要求;施工控制
隨著人們的生活需求的不斷提高,社會基礎(chǔ)建設(shè)也在快速地發(fā)展,普通的瀝青道路已經(jīng)難以滿足日益增長的交通量和各種重型車輛的運行需求。為了能更好地促進我國瀝青道路工程建設(shè)的發(fā)展,適應(yīng)當下交通對道路工程質(zhì)量的要求,SBS改性瀝青混合料以其優(yōu)秀的材料性能,被大量地應(yīng)用于瀝青道路的工程建設(shè)。SBS改性瀝青不僅可以提高瀝青道路的抗車轍及抗老化能力,還可以提高瀝青道路路面的穩(wěn)定性和安全性,能夠有效減少公路路面病害的產(chǎn)生,延長道路的使用年限。
1SBS改性瀝青特點
SBS改性瀝青在20世紀90年代進入中國市場,現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。SBS改性瀝青是指在基質(zhì)瀝青中添加一定數(shù)量的改性劑,使瀝青的各項性能指標有所提升,通常所摻入的改性劑為熱塑性橡膠彈性體、礦粉、纖維穩(wěn)定劑等物質(zhì)。SBS改性瀝青相較于改性前的普通道路石油瀝青,在三大技術(shù)參數(shù)(針入度、延度、軟化點)方面都得到了相應(yīng)的提高,黏度和韌性也有了很大程度的提高。另外,通過檢測SBS改性瀝青的彈性恢復技術(shù)指標,發(fā)現(xiàn)各型號SBS改性瀝青對25℃彈性恢復率要求不同,但最低都不小于55%,彈性恢復率比較大。當溫度高于160℃時,SBS改性瀝青的黏度與基質(zhì)瀝青的黏度大致相同,與普通道路石油瀝青一樣可用于熱拌瀝青混合料。當溫度降低到90℃以下,SBS改性瀝青的黏度可以達到改性前瀝青的2~3倍,溫度穩(wěn)定性好,能夠很好地提高瀝青路面的抗車轍能力。SBS改性瀝青在大幅增加其軟化點時,又提高了瀝青的低溫延度值,顯著改善了瀝青的溫度敏感性。SBS改性瀝青各項性能的提升,不僅增強了瀝青路面的摩擦特性、抗疲勞特性和承載能力,還有效減緩了瀝青路面的老化現(xiàn)象,減少了道路工程路面各種病害的產(chǎn)生。SBS改性瀝青運輸時,裝車溫度要在160℃以上,并在24h內(nèi)運到指定廠站,到達廠站時的溫度不宜低于140℃。車輛運輸過程中要盡量保持勻速移動,不能隨便急速剎車或者突然提高速度,以免影響改性瀝青的性能指標。SBS改性瀝青運到施工拌和站后應(yīng)儲存在專用的瀝青罐中,瀝青罐中必須設(shè)置攪拌設(shè)備,在SBS改性瀝青使用前要充分攪拌均勻,以保證SBS改性瀝青的質(zhì)量穩(wěn)定。SBS改性瀝青要做到用多少進多少,盡量減少儲存時間,存儲最長不宜超過24h。
2SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計
SBS改性瀝青混合料配合比的設(shè)計包括目標配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段和生產(chǎn)配合比驗證階段。為使SBS改性瀝青混合料發(fā)揮更好的作用,還要從對集料等摻合料的要求、現(xiàn)場施工方法和工程質(zhì)量控制等方面考慮,加強對改性瀝青配比的設(shè)計,提高SBS改性瀝青路面的質(zhì)量性能。
2.1對集料的要求
SBS改性瀝青混合料各原材料的技術(shù)指標對其性能都有很大的影響。粗細集料和填充料作為SBS改性瀝青混合料重要的一部分,其各種性能參數(shù)都應(yīng)滿足技術(shù)要求。粗集料應(yīng)選用2個破碎面以上的碎石或者破碎礫石,在保證級配、壓碎值、含泥量等基本要求的同時,還應(yīng)檢驗SBS改性瀝青和粗集料的黏附性指標,當該指標不達標時,不能用于施工,也可添加抗剝落劑等改善粗集料與改性瀝青的黏附性能,以滿足使用施工使用要求。細集料宜采用人工機制砂,其級配和各項指標應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求。填充料主要為礦粉,礦粉母材必須選用石灰?guī)r或者巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料。
2.2配合比設(shè)計性能指標
SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計過程中,相關(guān)人員除需滿足普通熱拌瀝青混合料配比設(shè)計要求,還應(yīng)重點控制混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能等技術(shù)指標。高溫穩(wěn)定性由車轍試驗確定,水穩(wěn)定性通過浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來檢驗,低溫抗裂性能通過瀝青混合料低溫彎曲試驗綜合評價。
2.3配合比設(shè)計注意事項
與普通瀝青混合料配合比設(shè)計相比,SBS瀝青配合比設(shè)計要求更加嚴格。首先,對儀器設(shè)備精度及試驗人員專業(yè)技術(shù)水平有更高的要求;在確定混合料拌和溫度時,SBS改性瀝青混合料的拌和溫度除了要符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中SBS改性瀝青混合料拌和溫度要求,還應(yīng)根據(jù)改性瀝青膠結(jié)料的黏度與溫度關(guān)系曲線進行確定,一般的拌和溫度應(yīng)控制在170~180℃。其次,SBS改性瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗的殘留強度比都不能小于80%,當混合料的水穩(wěn)定性達不到相應(yīng)的技術(shù)指標時,可通過添加抗剝落劑等摻合料來提高瀝青混合料的技術(shù)性能。
3SBS改性瀝青混合料施工過程控制
3.1SBS改性瀝青混合料的拌和及運輸
SBS改性瀝青混合料廠拌時,宜采用間歇式拌和機。拌和溫度比普通瀝青混合料略高10~20℃,應(yīng)與配合比設(shè)計時的拌和溫度保持一致,拌和溫度過高時,會導致改性瀝青老化,嚴重降低SBS改性瀝青混合料的質(zhì)量,混合料出機溫度超過195℃時,不能用于道路施工。拌和時應(yīng)先投放砂石料干拌,然后加入改性瀝青拌和數(shù)分鐘,最后加入礦粉繼續(xù)攪拌均勻。攪拌時間比普通瀝青混合料適當增加5~20s,單位時間產(chǎn)能應(yīng)適當降低,保證瀝青混合料拌和更加均勻。SBS改性瀝青混合料運輸車輛宜選擇15t以上的大噸位車輛,自卸車在裝料時應(yīng)安排好固定的移動位置和移動次數(shù),混合料的卸料口不宜高出運輸車輛太多,防止瀝青混合料離析。溫度的改變會直接影響SBS改性瀝青混合料性能指標,因此混合料運輸過程中要做好保溫,每輛運輸車必須加蓋篷布或采取其他保溫措施。
3.2SBS改性瀝青混合料的攤鋪、碾壓
SBS改性瀝青混合料攤鋪時有以下三個控制要點。第一,要嚴格控制SBS改性瀝青混合料的攤鋪溫度,只有在合適的溫度下,才能達到較好的路面壓實效果,SBS改性瀝青混合料的攤鋪溫度最好控制在170~180℃,當攤鋪溫度過低時,瀝青混合料會過硬不利于壓實,導致SBS改性瀝青混合料無法正常施工作業(yè)。第二,攤鋪機要定時調(diào)整養(yǎng)護,確保進行攤鋪工作時,能夠準確地調(diào)整自動料位器,保障各項部件能與轉(zhuǎn)速匹配,避免SBS改性瀝青混合料出現(xiàn)離析的現(xiàn)象。第三,在攤鋪機攤鋪時,要時刻保證路面施工的穩(wěn)定性,這也是提高路面工程施工質(zhì)量的重要措施,攤鋪機的運行速度應(yīng)當根據(jù)材料攪拌設(shè)備以及攤鋪厚度進行合理的調(diào)整,并保持緩慢均勻的速度前行,根據(jù)施工現(xiàn)場攤鋪情況,須保證4~5輛運料車等候施工,保障SBS改性瀝青混合料攤鋪的連續(xù)性,避免出現(xiàn)攤鋪機停頓等料的現(xiàn)象。施工現(xiàn)場應(yīng)配備充足的施工人員,采取輪流休息制度,保證現(xiàn)場攤鋪工作不間斷地持續(xù)有效進行。SBS改性瀝青混合料的碾壓。SBS改性瀝青混合料的壓實是瀝青道路路面質(zhì)量能夠得以保障的關(guān)鍵工序。改性瀝青混合料的初壓開始溫度不應(yīng)低于150℃,碾壓終了的表面溫度不低于90℃,壓實工藝應(yīng)遵循以下原則進行:按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的八字方針碾壓。路面壓實過程中,壓路機應(yīng)緊跟在攤鋪機之后,盡量減少溫度損失,達到較好的壓實效果。壓路機碾壓過程中應(yīng)保持勻速移動,壓路機碾壓速度一般在4~5km/h。瀝青路面雙車道同時攤鋪時,壓路機數(shù)量一般要在5輛以上,在低溫、大風等不利環(huán)境下施工,需要適當增加壓路機數(shù)量。在SBS改性瀝青壓實過程中,配備專職人員現(xiàn)場協(xié)調(diào)指揮,施工出現(xiàn)問題時及時調(diào)整,保證路面壓實作業(yè)順利進行,應(yīng)合理確定碾壓區(qū)的長度,不宜過短或過長,過短會增加壓路機負擔,增加施工成本;過長則會導致碾壓溫度降低,不利于路面壓實。
4結(jié)束語
現(xiàn)階段,SBS改性瀝青憑借其優(yōu)秀的性能,已經(jīng)在道路工程建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。加入SBS改性瀝青的公路路面具有良好高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、彈性恢復性能和耐久性,質(zhì)量水平顯著提高,路面病害明顯減少。并且SBS改性瀝青路面能更好地適應(yīng)高溫、寒冷或大溫差等不利的環(huán)境條件,為處于惡劣環(huán)境下高寒地區(qū)的道路建設(shè)提供了優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù),保證了道路工程的質(zhì)量水平。雖然相對于普通瀝青路面,SBS改性瀝青道路的成本相對較高,施工難度也有所增加,但路面整體質(zhì)量水平顯著提高,路面的養(yǎng)護成本也明顯降低,因此SBS改性瀝青在道路工程建設(shè)中也越來越受重視。
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作者:郭志安 單位:中鐵十七局集團第三工程有限公司