SBS改性沥青在加黑公路的应用

1、前言

　　黑河市气候条件属于冬严寒区，自2004年公路工程引进沥青混凝土路面施工技术，其中爱沿公路、黑呼公路一标段，设计结构均为二层式普通混凝土基质面层。经过三至四个冻融期的使用，路面表面无车辙和低温病害，取得了较好的使用效果。2008年加黑公路南出口段沥青混凝土面层采用SBS改性沥青，加黑公路南出口段（S310）是黑河市主要的景观大道，主要连接罕达气、多宝山、加格达奇，是我省北部地区通往西部及内蒙的网化公路，是矿产资源重要的运输通道。

　　加黑公路南出口段路面设计宽度20m，特点是原混凝土路面利用，设计结构帮宽段为5cmAC一25粗粒式沥青混凝土，中间层设4cmAC一16中粒式找平层，表面层为SB$改性沥青混凝土AC一16（c型）中粒式。该结构即保证路面有足够的厚度，又保证了路面的平整度。黑河地区平均年温度一0．3℃，无霜期125天，属冬严寒气候区，冬季漫长。

　　造成我省沥青混凝土路面构造早期破坏的主要原因。普通沥青混凝土路面结构的高温稳定性差，易出现车辙；低温抗裂性差，出现裂缝的问题非常突出，直接影响公路的品质和寿命。

　　2、加黑公路南出口段沥青混合料组成设计

　　根据加黑公路所在地区的气候特点等因素，配合比设计分为三部进行：

　　2．1目标配合比组成设计

　　（1）矿质混合料组成（2）通过马歇尔试验确定最佳沥青用量（3）检验高低温和水稳定性指标

　　2．2生产配合比组成设计

　　（1）热料仓取料确定矿料比例关系（2）迸一步验证最佳沥青用量（3）检验高低温水稳定性指标

　　2．3生产配合比验证阶段

　　（1）试拌阶段A试拌温度B拌和时同（2）试铺阶段A摊铺速度、时间、宽度、温度

　　在基质沥青的选择过程中进行系统的评价与筛选，经过试验比较的沥青包括盘锦90、110、130沥青，经过严格细致的试验比较后，最终选定盘锦AHI10沥青作为改性沥青的基质沥青，有较好的匹配性。

　　改性剂用量的确定，经过多次递增0．5%改性剂进行比较试验，发现使用4．5%岳阳石化生产的道改2（801）SBS改性剂对沥青进行改性取得的效果比较好，符合有关技术规范的要求。

　　通过对试验结果的分析不难发现，改性沥青与普通沥青相比。当量软化点和当量脆点都有了很大的提高。这表明改性沥青的感温性较小，能够满足黑河地区对沥青混合料的高温稳定性和低温稳定性要求较高的实际情况。SBS改性沥青拌和后的混合料测试指标：稳定度均大于9KN，低温弯曲破坏应变大于3250，高温指标车辙试验动稳定度2860次/mm，水稳定性指标残留稳定度87．7%，冻融劈裂残留强度比82．4%，高低温水稳定性强度指标均满足规范和设计要求。

　　在石料的选择上，通过大量的调查和走访，根据以往的成功经验，最后确定绥棱葛山作为料源地。该料为玄武岩，各项检测指标均能满足有关规范的要求，各项指标见表1。

　　为了保证石料的规格和质量的稳定，料场派有专人监装石料，从而有效地控制了石料的质量。

　　上面层配合比设计采用了AC一16C型级配，见表2。

　　　　　　改性剂的细度对改性沥青的混合物进行高速剪切研磨的过程中，温度会急剧上升10℃左右，这又容易造成沥青老化。

　　所以在改性沥青制备时，一定要控制基质沥青的加热温度。同时在存放改性剂时要注意防潮，避免因此造成的拌和温度降低等问题。

　　改性沥青的存储与普通沥青的存储也有较大的差异。除了存储温度要求更高外，还需要不停的搅拌，这是因为在高温状态下，改性剂与沥青容易分离，浮在沥青上面，形成一层硬壳，也使得沥青中的改性剂含量变小，满足不了设计指标。

　　在施工过程中，改性沥青在制备后存储12-24h期间，各项技术指标都非常理想。分析原因是改性沥青在制备后1-2h内的这段时间里，改性剂在沥青中的星形网络结构尚未完全形成，而改性沥青在制备后存储24h以后，改性剂因较沥青密度小而上浮，造成改性剂分布不均，从而影响改性沥青的品质。

　　3、改性沥青混合料的拌和与摊铺

　　由于改性沥青的粘度高于基质沥青，因此在改性沥青混合料拌和时应适当升高拌和温度。但也要避免温度过高造成沥青老化。在拌和温度达不到要求时，一定要多方查找原因，不能单纯提高石料的加热温度，如果石料的温度过高，在沥青喷到石料表面时就会造成部分沥青老化，从而影响沥青混合料的品质。改性沥青混合料的出厂温度还要根据运距的远近来确定，以便保证施工现场的摊铺温度。在施工过程中，改性沥青混合料的出厂温度应控制在180℃左右，高于195℃的混合料应废弃。

　　改性沥青混合料的摊铺和压实温度较普通沥青混合料均高很多。为此，在施工过程中必须要求连续摊铺，压实机械紧跟摊铺机压实，控制压路机的洒水量。保证规定温度范围内完成压实作业。

　　加黑公路南出口段改性沥青混合料采用2000型以上沥青混合料拌和站。从而在正常的情况下足以保证沥青混合料摊铺的连续性。在正常的摊铺过程中，必须保证摊铺机的连续摊铺，压实机械的连续工作。由于改性沥青混合料的粘度大，不易出现离析，所以采用二台摊铺机进行全幅摊铺。这样就较容易控制面层的厚度、平整度以及横坡度。

　　改性沥青混合料的其他施工工艺与普通沥青混合料的施工工艺基本相同。

　　4、结语

　　聚合物改性沥青混合料的成本较普通沥青混合料要高一些。基质沥青宜选择一个标号的。如省内高速公路一般采用沥青标号为AH-90重交通沥青，采用SBS改性沥青时应选择AH-110重交通沥青。加黑公路南出口段采用盘锦AH110#并重交通沥青。取得了良好的效果。

　　改性剂的用量取决于使用地区的气候状况，由于黑龙江省的夏季高温，冬季严寒，故参照I级标准选择4．5%的改性剂掺加量（内掺法）。通过试验检测可以看出。4．5%的改性剂掺加量（内掺法）可以达到良好的效果。

　　改性沥青混合料中的改性剂在沥青中有膨胀作用，属于物理过程，在摊铺碾压完成后给人一种油石比过大的直观效果。所以不能主观意断，盲目减少用油量，一定要按规范进行试验检测，根据检测的数据来指导生产，以保证沥青混凝土的质量。