浅谈水泥混凝土路面加铺改性沥青混凝土施工质量控制要点.pdf
崔志华
[摘 要]作者对沥青路面车辙产生原因进行了分析，提出采用改性沥青是目前解决道路车辙的更重要手段，同时结合实际强调了保证改性沥青路面施工质量的技术措施。
[关键词]车辙；SBS；改性沥青；施工控制
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0162-01
1.引言
普通沥青路面车辙产生的原因，主要是在行车车轮垂直力与水平力的综合作用下，在沥青面层中产生较大的剪切应力。在高温极限天气，沥青混合料层内0～12cm温度均接近或超过沥青的软化点温度（AH-90基质沥青的软化点为46.8℃，），此时沥青呈流塑状，沥青混合料的抗剪切强度非常低，当所产生的剪切应力超过其本身的抗剪强度时，就会发生在车轮作用部位的沥青面层下凹，在车轮作用不到的部位反而向上隆起，在弯道处还明显向外推挤。这就是沥青混合料的流动性车辙或失稳性车辙。车辙造成路面平整度降低、排水不畅，影响到行车舒适和安全，严重缩短了路面的使用寿命。
为了保证沥青路面不致产生车辙病害，通常通过调整级配、提高沥青软化点温度、提高沥青粘度、减少沥青含量等技术途径，来提高沥青混合料高温稳定性，但这些手段并不能彻底解决车辙问题。近些年，通过试验研究发现，在沥青或沥青混合料中，添加SBS等高分子聚合物可显著提高沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性，非常适合山西省夏季炎热、冬季寒冷的气候条件。
1.2 SBS改性沥青概念
SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 ）是一种改性沥青胶结材料。SBS改性沥青是在原有基质沥青（AH-70、AH-90）的基础上，掺加一定比例的SBS改性剂，使改性后的沥青，比原沥青高温粘度增大，软化点升高。在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性、低温开裂性能明显提高。
1.3 主要改性沥青指标变化 试验壳牌沥青掺配5%SBS后，可获得以下改性效果：
（1）针入度减小15-30（0.1mm）。
（2）软化点增加15-40℃，3-5%掺量时软化点可大幅度提高。说明改性沥青高温稳定性得到了改善。
（3）60℃SBS改性沥青粘度可达4500Pa·s，为基质沥青的31倍。
（4）5℃延度>40cm。表明改性沥青低温抗裂性得到了改善。
（5）混合料动稳定度（60℃，0.7MPa）>5000次/mm。
正是由于SBS兼具塑料和橡胶特点，对同时改善沥青的高温与低温性能具有独特功能。
2 改性沥青混凝土生产
为了使改性沥青混合料能够达到实验的质量效果，需要从以下多方面采取措施进行控制。
2.1改性剂与沥青的充分混溶是改善沥青性能的基本前提 通过充分拌和混溶，使改性剂吸附沥青中的轻质组分，又与沥青其余组分相互作用，在稳定剂或催化剂的作用下，发生断链与交联反应，形成一些网状结构，从而使改性沥青的粘度与贮存稳定性得到提高。
2.2 原材料要求
2.2.1粗集料：粗集料与沥青的粘附性应不小于4级。
2.2.2细集料 沥青路面面层宜优先采用人工砂作为细集料，与改性沥青有良好的粘附性。可用0-3mm的石屑粉代替天然砂。
2.2.3填充料 宜采用石灰岩、岩浆岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉。不得使用除尘的回收粉。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%。
2.3改性沥青混合料配合比设计：通过目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个阶段，来确定矿料级配及最佳改性沥青用量。混和料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。
2.4 SBS沥青混合料的施工
2.4.1运输的技术要求 SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持在160℃以上，运到混合料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。
2.4.2沥青拌合场储存的技术要求SBS沥青的储存温度应保持在150℃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。
2.4.3 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，宜采用间隙式拌和机拌和。拌和必须均匀，只有SBS沥青改性剂完全分散在沥青中，才能充分发挥其效能。
加工工艺过程中的温度和搅拌时间也是影响改性效果的重要因素。在适宜的温度下随着搅拌时间的延长，聚合物颗粒逐渐变细，改性效果随之提高，但搅拌时间过长不仅降低生产效率，还会导致沥青的老化。搅拌溫度太低，不仅增加搅拌时间，甚至不能使聚合物完全溶融于沥青中。
2.4.4摊铺的技术要求 由于SBS改性沥青混合料的施工温度要求较高，拌合温度控制在160℃，运输车必须加盖篷布或其它保温材料。
施工中，决不能出现摊铺机等车的现象。
2.4.5碾压的技术要求 SBS沥青混合料的压实工艺按照“紧跟、慢压、高频、低幅”“碾压八字方针进行碾压，压路机只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果。
2.4.6 SBS沥青混合料的质量控制 现场的压实效果应采用空隙率和压实度双向控制。空隙率计算所需的最大理论密度以每天实测为准。表面层沥青混合料压实度的检验，以实测芯样为准。
施工总结：
（1）2011年在运城市学苑路立交桥施工中，原设计桥面两层沥青混凝土只在上面层采用SBS改性沥青混凝土，下面层采用普通沥青混凝土。由于运城市属于山西最南部，气温大于30℃的时间为90日左右，最高气温持续35℃以上的时间也较长。为提高沥青面层整体抗车辙能力，将下面层变更为改性沥青混凝土AC-20，显著提高沥青混合料动稳定度，即使在3.9%的桥面纵坡下，至今桥面和匝道路面未出现车辙现象。
（2）改性沥青比较于普通沥青混凝土，成本增加约10%，但对路面质量提高很大，减少将来的维修成本。
总之，在极限高温天气条件下的重交通、特重交通主干道路段，采用改性沥青是提高沥青路面高温抗车辙能力的最有效手段。
参考文献
[1]公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ052-2000. 北京：人民交通出版社
[2]公路沥青路面施工技术规范JTGF40—2004.北京：人民交通出版社
