SBS改性瀝青在道路工程的應(yīng)用
時(shí)間:2022-07-02 11:14:23
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摘要:為適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展的步伐,現(xiàn)在對(duì)工程道路質(zhì)量的要求也越來(lái)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(gè)方面簡(jiǎn)單闡述了SBS改性瀝青在當(dāng)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(yùn)輸特點(diǎn)、SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)、SBS改性瀝青混凝土施工過(guò)程的控制措施,重點(diǎn)說(shuō)明了相對(duì)于普通瀝青混合料,SBS改性瀝青的優(yōu)勢(shì)及在道路工程中應(yīng)用的注意事項(xiàng)。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(qiáng)瀝青路面的耐久性,能夠有效延長(zhǎng)道路的使用壽命。
關(guān)鍵詞:SBS改性瀝青;配合比;設(shè)計(jì)要求;施工控制
隨著人們的生活需求的不斷提高,社會(huì)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(zhǎng)的交通量和各種重型車輛的運(yùn)行需求。為了能更好地促進(jìn)我國(guó)瀝青道路工程建設(shè)的發(fā)展,適應(yīng)當(dāng)下交通對(duì)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(zhǎng)道路的使用年限。
1SBS改性瀝青特點(diǎn)
SBS改性瀝青在20世紀(jì)90年代進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),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(xiàng)性能指標(biāo)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(diǎn))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(guò)檢測(cè)SBS改性瀝青的彈性恢復(fù)技術(shù)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)各型號(hào)SBS改性瀝青對(duì)25℃彈性恢復(fù)率要求不同,但最低都不小于55%,彈性恢復(fù)率比較大。當(dāng)溫度高于160℃時(shí),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(dāng)溫度降低到90℃以下,SBS改性瀝青的黏度可以達(dá)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(diǎn)時(shí),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(xiàng)性能的提升,不僅增強(qiáng)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(yùn)輸時(shí),裝車溫度要在160℃以上,并在24h內(nèi)運(yùn)到指定廠站,到達(dá)廠站時(shí)的溫度不宜低于140℃。車輛運(yùn)輸過(guò)程中要盡量保持勻速移動(dòng),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(biāo)。SBS改性瀝青運(yùn)到施工拌和站后應(yīng)儲(chǔ)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?jǐn)嚢杈鶆颍员WCSBS改性瀝青的質(zhì)量穩(wěn)定。SBS改性瀝青要做到用多少進(jìn)多少,盡量減少儲(chǔ)存時(shí)間,存儲(chǔ)最長(zhǎng)不宜超過(guò)24h。
2SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)
SBS改性瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)包括目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段和生產(chǎn)配合比驗(yàn)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(duì)集料等摻合料的要求、現(xiàn)場(chǎng)施工方法和工程質(zhì)量控制等方面考慮,加強(qiáng)對(duì)改性瀝青配比的設(shè)計(jì),提高SBS改性瀝青路面的質(zhì)量性能。
2.1對(duì)集料的要求
SBS改性瀝青混合料各原材料的技術(shù)指標(biāo)對(duì)其性能都有很大的影響。粗細(xì)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(gè)破碎面以上的碎石或者破碎礫石,在保證級(jí)配、壓碎值、含泥量等基本要求的同時(shí),還應(yīng)檢驗(yàn)SBS改性瀝青和粗集料的黏附性指標(biāo),當(dāng)該指標(biāo)不達(dá)標(biāo)時(shí),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(xì)集料宜采用人工機(jī)制砂,其級(jí)配和各項(xiàng)指標(biāo)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(qiáng)基性巖石等憎水性石料。
2.2配合比設(shè)計(jì)性能指標(biāo)
SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)要求,還應(yīng)重點(diǎn)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(biāo)。高溫穩(wěn)定性由車轍試驗(yàn)確定,水穩(wěn)定性通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn),低溫抗裂性能通過(guò)瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)。
2.3配合比設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
與普通瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)相比,SBS瀝青配合比設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)格。首先,對(duì)儀器設(shè)備精度及試驗(yàn)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(shí),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(jìn)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(yàn)殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比都不能小于80%,當(dāng)混合料的水穩(wěn)定性達(dá)不到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)時(shí),可通過(guò)添加抗剝落劑等摻合料來(lái)提高瀝青混合料的技術(shù)性能。
3SBS改性瀝青混合料施工過(guò)程控制
3.1SBS改性瀝青混合料的拌和及運(yùn)輸
SBS改性瀝青混合料廠拌時(shí),宜采用間歇式拌和機(jī)。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(jì)時(shí)的拌和溫度保持一致,拌和溫度過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致改性瀝青老化,嚴(yán)重降低SBS改性瀝青混合料的質(zhì)量,混合料出機(jī)溫度超過(guò)195℃時(shí),不能用于道路施工。拌和時(shí)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(shí)間比普通瀝青混合料適當(dāng)增加5~20s,單位時(shí)間產(chǎn)能應(yīng)適當(dāng)降低,保證瀝青混合料拌和更加均勻。SBS改性瀝青混合料運(yùn)輸車輛宜選擇15t以上的大噸位車輛,自卸車在裝料時(shí)應(yīng)安排好固定的移動(dòng)位置和移動(dòng)次數(shù),混合料的卸料口不宜高出運(yùn)輸車輛太多,防止瀝青混合料離析。溫度的改變會(huì)直接影響SBS改性瀝青混合料性能指標(biāo),因此混合料運(yùn)輸過(guò)程中要做好保溫,每輛運(yùn)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(shí)有以下三個(gè)控制要點(diǎn)。第一,要嚴(yán)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(dá)到較好的路面壓實(shí)效果,SBS改性瀝青混合料的攤鋪溫度最好控制在170~180℃,當(dāng)攤鋪溫度過(guò)低時(shí),瀝青混合料會(huì)過(guò)硬不利于壓實(shí),導(dǎo)致SBS改性瀝青混合料無(wú)法正常施工作業(yè)。第二,攤鋪機(jī)要定時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù),確保進(jìn)行攤鋪工作時(shí),能夠準(zhǔn)確地調(diào)整自動(dòng)料位器,保障各項(xiàng)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(jī)攤鋪時(shí),要時(shí)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(jī)的運(yùn)行速度應(yīng)當(dāng)根據(jù)材料攪拌設(shè)備以及攤鋪厚度進(jìn)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(chǎng)攤鋪情況,須保證4~5輛運(yùn)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(jī)停頓等料的現(xiàn)象。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備充足的施工人員,采取輪流休息制度,保證現(xiàn)場(chǎng)攤鋪工作不間斷地持續(xù)有效進(jìn)行。SBS改性瀝青混合料的碾壓。SBS改性瀝青混合料的壓實(shí)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(kāi)始溫度不應(yīng)低于150℃,碾壓終了的表面溫度不低于90℃,壓實(shí)工藝應(yīng)遵循以下原則進(jìn)行:按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的八字方針碾壓。路面壓實(shí)過(guò)程中,壓路機(jī)應(yīng)緊跟在攤鋪機(jī)之后,盡量減少溫度損失,達(dá)到較好的壓實(shí)效果。壓路機(jī)碾壓過(guò)程中應(yīng)保持勻速移動(dòng),壓路機(jī)碾壓速度一般在4~5km/h。瀝青路面雙車道同時(shí)攤鋪時(shí),壓路機(jī)數(shù)量一般要在5輛以上,在低溫、大風(fēng)等不利環(huán)境下施工,需要適當(dāng)增加壓路機(jī)數(shù)量。在SBS改性瀝青壓實(shí)過(guò)程中,配備專職人員現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)指揮,施工出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)調(diào)整,保證路面壓實(shí)作業(yè)順利進(jìn)行,應(yīng)合理確定碾壓區(qū)的長(zhǎng)度,不宜過(guò)短或過(guò)長(zhǎng),過(guò)短會(huì)增加壓路機(jī)負(fù)擔(dān),增加施工成本;過(guò)長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致碾壓溫度降低,不利于路面壓實(shí)。
4結(jié)束語(yǔ)
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(fù)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(duì)于普通瀝青路面,SBS改性瀝青道路的成本相對(duì)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(hù)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(lái)越受重視。
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作者:郭志安 單位:中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司