摘要 在良好的设计配合比和施工条件下,SBS沥青能使沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。
关键词 SBS沥青混合料 配合比设计 技术要求
一、引言
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,早在20世纪90年代就已出现,目前在武汉市已大面积使用。下面结合我们在武昌地区洪山侧路及东三路设计情况,谈谈在《公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004》要求下,SBS沥青混合料的配合比设计。
二、SBS改性沥青概述
SBS改性沥青是在原有基质沥青的基础上,掺加一定量的SBS改性剂,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明显提高。实验结果表明,外掺3.0 % SBS的改性沥青,软化点、针入度等指标均满足改性沥青规范要求。
三、SBS沥青混合料的配合比设计
(一)、原材料要求
1-1 粗集料:
在集料指标中,视密度和吸水率是集料的综合指标,石质坚硬致密,吸水率小的集料比较耐磨,耐久性好。试验表明,集料密度与许多性质都有一定的相关关系。集料表面必须粗糙,而过分致密的集料破碎面可能比较光滑,缺乏粗糙的凹凸表面,不能吸附较多的沥青结合料,使沥青膜的厚度变薄,影响混合料的耐久性。所以集料的多种性质都需要综合平衡考虑。

1-2 细集料
细集料在整个集料中只占很小的比例,但为提高混合料的高温稳定性,应具有良好的棱角性和嵌挤性能。
细集料包括机制砂、天然砂、石屑。工程上配合比设计时经常对石屑和天然砂的采用有不同看法,不少工程对石屑情有独钟,盲目排斥天然砂。其实砂和石屑各有其优缺点。首先必须明确石屑与人工破碎的机制砂是有本质的不同的。机制砂是由制砂机生产的细集料,粗糙、洁净、棱角性好,应该推广使用。而石屑是石料破碎过程中表面剥落或撞下的棱角、细粉, 它虽然棱角性好、与沥青的粘附性好(如果不是石灰岩石屑也不一定好),但石屑中粉尘含量很多,强度很低、扁片含量及碎土比例很大,且施工性能较差,不易压实,路面残留空隙率大,在使用中还有继续细化的倾向。天然砂与沥青的粘附性较差,呈浑圆状,使用太多对高温稳定性不利。但使用天然砂在施工时容易压实成型是其很大的优点。
细集料的质量要求规定甚少,其中最重要的是洁净。细集料的棱角性指标对沥青混合料
的施工性能和使用性能起着至关重要的作用。对不同规格细集料的棱角性试验可知,0.15~0.3mm及0.3~0.6mm部分的棱角性最小。

1-3 填充料
在沥青混合料中,矿质填料(Mineral Filler)通常是指矿粉,其他填料如消石灰粉、水泥常作为抗剥落剂使用,粉煤灰则使用很少,由于粉煤灰的质量往往不稳定,在武汉市较少使用。矿粉在沥青混合料中起到重要的作用,矿粉要适量,少了不足以形成足够的比表面吸附沥青,矿粉过多又会使胶泥成团,致使路面胶泥离析,同样造成不良的后果。

1-4 SBS改性沥青技术要求
SBS改性沥青的高温、低温性能都好,且有良好的弹性恢复性能,所以采用软化点、5℃低温延度、弹性恢复作为主要指标。在SBS改性沥青标号的选择上,武汉地区选择I-D级。沥青的选择: 根据本工程的实际情况,选用B级沥青。
主要技术指标:
针入度(0.1mm) 40~60
软化点 ≥60℃
延度(5℃) ≥20cm
弹性恢复 ≥75%
(二) 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。一个好的设计应该具有良好的使用性能,施工操作性好及变异性小、容易压实,尤其是经得起实践考验,确保沥青路面不产生损坏。
2-1 级配
配合比设计时尽可能接近规范规定的级配范围中值。在洪山侧路及东三路设计中选用密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围。
首先确定采用细型(F型)的混合料。为确保高温抗车辙能力,同时兼顾低温抗裂性能的需要,配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量,减少0.6mm以下部分细粉的用量,使中等粒径集料较多,形成S型级配曲线,并取中等或偏高水平的设计空隙率。沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能,使沥青混合料容易摊铺和压实,避免造成严重的离析。
2-2 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,如下表所示。
击实次数(次) 两面各75
稳定度(kN) ≥8
流值(mm) 2~4
空隙率(%) 3~5
沥青饱和度VFA(%) 65~75
矿料间隙VMA (%) 根据最大粒径参照规范
击实温度 (℃) 160
残留稳定度 (%) >85
车辙试验动稳定度 (次/>2800 mm)
2-3 注意事项
A、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,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。建议温度见下表:

B、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。
C、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。
D、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:
(1)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85%。
(2)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%。
