黄兆麒
广西桂海高速公路有限公司 广西来宾市546100
摘 要:通过全面总结SBS改性沥青的主要特征,进一步分析SBS改性剂与基质沥青的原材料特性,并确定SBS改性沥青路面配合比试验方法,有利于在一定程度上规避沥青高速公路的病害,尽可能延长其可使用生命周期。另外,针对沥青混合料的施工工艺及质量控制方面,可以较为深入地分析其运输、拌合、碾压等流程,从而有效强化沥青路面的使用性能。
关键词:SBS改性沥青;性能要求;高速公路施工;质量控制
前 言
SBS改性沥青的优点突出,不但可以强化沥青路面的低温抗裂性能与高温抗车辙性能,还能提升其耐疲劳性与抗老化性。然而,在实际的施工中,受施工工艺及设备、技术水准具有差异性的影响,改性沥青路面的质量往往无法如预期所料。在广西省,某一高速公路工程的路程总长43.12km,呈东西走向延伸,其路面沥青混合料高达6.95万吨。通过进一步分析该路面SBS改性沥青的性能与特征,可以最终确定较为科学的混合料配合比。同时,在施工过程中确保实施科学的施工工艺,使施工质量完全达到标准。
1 SBS 改性沥青的特点
通过采用SBS改性沥青混凝土,有助于延长路面的使用寿命,并强化其运作性能。一直以来,传统的沥青路面都存在着难以承载过大型货车的问题,当大型货车的载货量不断增加时,传统沥青路面所受压力也会越来越大,直至出现路面塌陷、破裂等现象。另外,该路面在使用寿命、维修环节与费用等方面也不具备任何显著性优势。SBS改性沥青混凝土以传统沥青为基础,从弹性、脆化及软化点方面实现了改进。所以,通过采用SBS改性沥青混凝土来开展道路铺设,有助于增强道路的稳定性,延长其使用寿命,从而助推我国交通事业的可持续发展,在更大程度上发挥道路的运输效益。
2 SBS 改性沥青路面施工原材料的性能要求
2.1 基质沥青
2.1.1 基质沥青应符合重交通沥青的技术标准要求
在重交通中沥青的多种指标里,含蜡量与15℃延度为沥青的主要指标。相较于其他沥青而言,SBS改性沥青的突出性优势为,它的延展性能更好,即使在低温的状态下也不会轻易断裂。改性沥青必须立足于基质沥青,而基质沥青必须具备处于15℃下的一定延度。此外,基质沥青的含蜡量越高,沥青的感温性能就会越差,即,两者呈反比。
2.1.2 充分考虑材料的配伍性
若要使改性沥青能完全满足预期标准,则必须确保基质沥青和改性剂具备良好的配伍性。沥青产自石油,属于提炼产物,其性质较为复杂,成分结构多,若不能把控合理的成分比例,就会致使基质沥青和改性剂不具备预期的配伍性。基于沥青组分和改性剂的相容性,应尽可能采取胶质含量高、沥青质含量低的基质沥青,以满足预期的要求。
2.1.3 必须选用合适的基质沥青标号
划分改性沥青的主要指标为25℃针入度,在考虑采取该评判指标之前,应从工程选址的气候条件、工程设计要求与标准、原材料的供需等方面展开分析。通常情况下,经过SBS改性后的基质沥青的针入度会有所下降,下降的幅度在20mm至25mm之间,并且,沥青改性后的黏性会不如改性前的。经改性后的70#重交沥青的针入度会发生较大的变化,往往维持在45~50mm间。经过全面的分析与总结,本项目最终确定采用A级70#道路石油沥青。
2.2 SBS改性剂
SBS改性剂的选取应充分考虑到工程施工地的气候环境与沥青原材料,还应重点调研生产技术实力靠前的该产品生产厂商,通过实施多项对比性试验来探究每家厂商所生产的SBS改性剂的性能,并着眼于本项目采用的沥青供应原料,来初选出适宜的SBS改性剂,最后再依据室内小样的制备结果选取出最为适宜的SBS改性剂。
3 SBS 改性沥青路面配合比确定
3.1 小样制备
SBS改性沥青的制备必须经高速剪切混合乳化机的作用。初步剪切的范围应控制在5500r/min内,待对其实施加工后,再在沥青中添加一定比例的助溶剂,并将其加热至160℃,与此同时,还要倒入4.5%的SBS改性剂。整个过程需要在机械不断搅拌中进行,搅拌的时间基本上为40min,当温度基本维持在185℃左右时,剪切机械要连续运作35min,并且,整个过程并不是单纯的剪切,试验员还需要在试样表面光亮均匀的时候倒入稳定剂,之后还会在175~185℃之间持续搅拌约50min。
最后,将初成品放置于温度为163℃的烘箱内,等发育两个半小时后,就算正式制成小样了。
3.2 性能检测
若要进一步验证基质沥青和SBS改性剂的配伍性,则应首先验证沥青的三个主要指标与储存稳定性,当它们都显示合格时,还需要全面检测沥青的溶解度、针入度指数、闪点、延度5℃等重要的指标,只有这些指标都满足要求,才能真正地对其投入使用。
4 SBS 改性沥青路面施工工艺和质量控制
4.1 拌和
在正式对SBS改性沥青混合料进行拌和前,可以根据需求选取最适宜的一台拌和机,因为可供选择的拌合机型号较多,目前来说,应用最广泛的沥青混合料拌合机为间歇式拌合机。在拌合沥青混合料时,为了确保机器可以顺利运作,需要将冷料仓的数目把控在合理的范围之内,还需要适当增加如木质纤维添加装置等,以配合拌合机更为顺畅地开展工作。此外,应该切实控制好沥青的加热温度、SBS改性沥青的出场温度等,不能让混合料在储料仓的放置时间太长。
4.2 运输
拌合完沥青混合料后,需要借助一辆运输车及时将其输送到施工地,因为混合料不能放置太久,而考虑到影响运输的多种因素,如:距离、车辆承重量、混合料质量等,需要确保拌合站有其他运输车在等候,若将混合料放置太长的时间,会使其产生离析。同时,拌合机的摊铺和搅拌速度需要高于运输车的行驶速度,尽量确保至少有4台运料车等候于摊铺机旁边,此外,还要将保温防雨工作落实到位,覆盖材料要选取完好的双层篷布。
4.3 摊铺
(1)温度控制。将摊铺温度控制在合理的范围内即,170~180℃间极为关键,切记不能让温度低于160℃。
(2)在实施路面摊铺前,应首先将摊铺机调试至最佳的状态,然后调试好螺旋布料器,使自动料位器达到最适宜的状态,从而确保挡料板前后的混合料可以分布均匀,尽可能规避离析的现象。另外,要及时分析粗料与细料的状况,随时调整未处于理想均匀度的摊铺,还要适时检测摊铺的厚度,以保证其达到预期要求。
(3)在对上层实施摊铺的过程中,施工者应切实关注平衡梁的黏料状态,若平衡梁出现黏料,则需要迅速对其清除,不然就极可能会出现拉痕。并且,最好用木板垫好熨平板,方便设备开展工作。
(4)在开展摊铺的过程中,应尽可能确保摊铺机平稳连续地运作,速度把控为2.5m/min,以提升道路面的平整程度,还要时刻关注机器的状态,方便随时调试有关的按钮。在没有完全压实混合料前,不管是谁都不可以进入内部踩踏,同时,还要安排特定的员工修整道路的平整度。当碰到特殊情况时,需要马上请示专业的技术人员莅临现场指导。
(5)严格把控好摊铺机与料车的间距,摊铺机应始终保持在料车的5米后行驶,施工者需要密切关注摊铺的整体质量与细节,当出现离析现象时,应及时采取有关的应对手段,还要确保摊铺地区没有过多的散料。
4.4 碾压
当铺摊工作完成之后,应立即检测总体的含水状况,当确保没有丧失应有的水分时,才能开展碾压工作。一般而言,碾压作业有三个主要的阶段,它们分别为初压、复压与重压,当碾压在不同的阶段时,应实施相应的碾压次数与作业设备。初压多采取胶轮压路机,碾压方式次数为静压2遍,旨在大致稳定混合料,提升压实度;复压多采取振动压路机,碾压方式与次数为先静压1遍,而后振动碾压3遍,再最终静压1遍;终压多采取三轮压路机,碾压方式与次数为消除轮迹2遍以上,确保路面平整。
4.5 接缝处理
当开展接缝工作时,应采用纵向与横向接缝的方式,平接缝往往是主要的处理方式,但平接缝应在伸缩缝之外。正式实施横向接缝的一天前,应在实施完摊铺后再预热和切缝,以防沥青混合料会硬化,进而阻碍切缝工作的开展。在处理平接缝时,应严格依据规范工作,提前检测好平接缝的端部状态,只有满足要求才能施工,并且,应时刻恪守严实平顺的接缝原则,一旦出现不合格现象,就应马上检修,直至合格。
结 语
综上所述,为了切实提升沥青路面的整体质量,应在SBS改性沥青路面施工时,深入考虑到施工方法与工艺,并全面立足于施工地的气候环境、地质条件、资金费用等因素,以保证沥青道路的施工质量可以达到最初的预期。
参考文献
[3]韩凌.SBS与沥青相容性及改性工艺优化研究[D].中国石油大学(华东),2017.
[4]岳云.多聚磷酸复配SBS改性沥青性能及其评价体系优化研究[D].兰州交通大学,2017.