SBS改性沥青路面施工技术在公路工程中的应用思考

2022-09-07杨海燕盛轩

新型工业化 2022年7期

杨海燕，盛轩

烟台市公路材料保障中心，山东烟台，265800

0 引言

以往沥青混凝土路面在投入使用后不久，便会因为自身性能、外界气候环境、车辆通行等因素的影响，出现开裂等不良问题。SBS改性沥青的出现有效弥补了传统沥青路面施工的不足，历经SBS改性之后的基层沥青，其使用性能显著提升，可以确保公路路面在不同环境下质量如一。鉴于此，此次研究将针对这一技术的实际运用进行分析，希望可以为业内人士提供帮助[1]。

1 工程概况

某地S公路道路结构由三层沥青混凝土路面以及双层水泥稳定碎石基层构成，该道路设计创建时间较早，且等级不高，在正式投入使用后（7年），公路表层路面出现了基层放射开裂、车辙等问题，经由专业检测部门勘测后将借助铣刨手段对主要病害路面进行处理，与此同时利用SBS改性沥青技术重新铺设路面，规避后期正式投入使用后路面因高温因素出现破损状况。

2 SBS改性沥青路面施工技术在公路工程中的运用

2.1 原材料把控

（1）沥青。此次项目工程主要运用的基层沥青原材料为SK-70，其具备针入度低、软化点高、性能优的特点，可以保障改性后路面的整体性能得到有效强化。

（2）集料。施工区域所在地有着极为丰富的石灰岩矿石，为了降低施工成本，故此次工程采用石灰岩碎石作为原材料。具体性能指标如表1所示。

（3）矿粉。矿粉的主要作用为填补沥青混合料之间的空缺点，通过与沥青的充分融合形成沥青胶浆，以此确保集料凝结为整体，达成全面强化混合料强度的作用。此次项目中运用到的矿粉来源于磨细后的石灰岩。

（4）改性剂。此次项目使用的改性剂为SBS-1301型号。该型号的改性剂呈线形，结构复杂多样，在常温条件下可以拥有硫化橡胶的特征。选用该型号改性剂的原因在于，其可以和SK-70型号的沥青充分融合，通过二者相融产生的物理化学反应形成稳定可靠的混融体。为了进一步明确改性剂融合后改性沥青的性能，将借助样品老化、动态流变力学分析以及红外光谱法的方式了解其老化前后的性能[2]。

表1 集料性能检测结果

①样品老化。该种方式主要借助旋转薄膜烘箱的方式对改性沥青进行老化，老化时长为85分钟，之后获取短期内的老化样品。在完成该步骤后，继续对获得样品开展时长为20小时的压力老化，以此获得长期老化样品。

②动态流变力学分析。该种方式以原样改性沥青、短期老化样品以及长期老化样品为研究对象，通过动态剪切流变实验，分析改性沥青老化前后的高温抗车辙性能。

③红外光谱法。该种方式以傅里叶变换红外光谱仪为主要方法，对老化前后的改性沥青样品开展红外光谱分析工作，将分辨率控制在4cm-1，将扫描次数调控在32次，同时将光谱的采集范围控制在400~4000cm-1。继而将获取样品滴在载玻片之上，经过稍许加热后，将少量样品涂抹在KBr盐片上，之后对其开展红外光谱检测工作。

结合沥青性能改性之前与之后的对比可以明确知晓，改性针入度有了明显下降，这表明在SBS改性剂掺入之后，基质沥青的高温路用性能得到了显著强化。除此之外，沥青的当量脆点也有了大幅下跌，这表明经过改性之后的沥青具备了极强的低温抗裂性能。

2.2 配合比设计

（1）目标配合比、生产配合比以及配合比验证是配合比设计中不可缺少的部分。目标配合比工作由施工单位接手，该部门工作人员遴选极具代表意义的样品，将其送往具备检测资格的单位开展马歇尔实验，实验过程以每间隔0.5%的材料用量/次的方式推进。借助马歇尔实验获得各类材料配比下混合料性能实际情况，其中包括混合料的孔隙率、饱和度以及含水量，之后通过对比研究的方式了解各项性能指标，以此挑选出沥青最佳用量情况以及冷料仓的供料占比，明确目标配合比[3]。

（2）在获得目标配合比信息后，应及时按照其中设定的冷料配合比，将材料运输至冷料仓之中。而集料则须经过筛分、除尘后送入热料库，经过搅拌和机械加工后，再进行放料及样品选择工作，然后在实验室内进行四次筛分，以确定料仓的分级构成，之后利用马歇尔实验来获得最优的油石比例，从而得出生产配比。

（3）以规定的生产配比为依据开展试拌工作，确保试拌盘数在5~8个，各个试拌盘混合料的拌和温度各不相同，实验过程中应借助对比的方式分析试拌混合料，通过实验室的科学测试，明确各个搅拌盘混合料的稳定性和水稳性，从而保证搅拌的温度达到最优。除此之外，还要积极地对沥青的用量、油石比、水分等参数进行研究，在完成之后便可结束配合比验证工作。

2.3 基层处理

（1）在使用SBS改性沥青混合料开展施工作业前，应对施工场地的公路路面基层进行全面清理并检查，确保基层上不存在垃圾、杂物等，之后方可开展摊铺作业。检查作业的主要对象为基层的平整性、压实度，若检测过程中发现基层存在凹陷、凸起等问题，应第一时间对缺陷部位进行填筑并压实，确保其压实度与工程实际要求相符，若未达到标准条件，需进行补压作业[4]。

（2）在清理基层、修补完成之后，还应将透层油铺刷在其表层，全面提升SBS改性沥青面层的黏合度，针对基层位置选用透层油时应保证其针入度大于100。在调节黏度时，可以借助适当调整稀释剂用量的方式进行，在完成透层油准备工作后，应利用沥青洒布车完成喷洒工作，所使用的喷嘴应与透层油的黏度要求相符。在开展喷洒作业时，应确保车辆行进速度均匀，针对机械车辆无法均匀喷洒的部位，可以借助人工洒布的方式完成，在全面结束该项工作后应第一时间对其进行养护。

2.4 沥青混合料的拌和

（1）混合料的制备和施工是基层作业完成之后的重要步骤。此次施工中运用的拌和机械为间歇式拌和机，借助设备作用完成SBS改性沥青的拌和工作。在正式开展该步骤之前，工作人员应针对所使用的原料开展二次检验，同时依据设计所得配合比科学选取原料用量，在拌和作业正式开展之后，应精准把控其温度，确保在其160~175℃，拌和时长不得大于45秒。在完成拌和作业后，应仔细检查改性沥青是否均匀地与沥青表层相粘附，避免混合料出现离析、结块、花料问题。

（2）经过检验确认合格的混合料应装入自卸式运输车中，通过车辆将其输送至施工场地完成摊铺作业。在装料之前，应将防粘结剂均匀地涂刷在车辆内层；在装料过程中，应合理把控其次数；在完成装料工作后，还应利用帆布等设备对混合料进行保护和遮挡，做好保温工作。运输过程中应保持匀速行驶，待混合料顺利输送至场地内后，车辆应停放在摊铺机的正前方，借由摊铺机顶进卸料。

2.5 摊铺作业

（1）此次项目开展使用的摊铺设备为履带式摊铺机，选用该设备的主要原因在于其结构中配备了平衡梁，可以自主完成摊铺找平工作。在借助设备开展摊铺作业前，应将防粘结剂均匀地涂抹在受料斗以及熨平板上，为后续工作的顺利、平稳推进提供便利。为了提高摊铺工作的连贯度，当运输车辆数量大于4后应及时开展摊铺工作，在正式开展该阶段工作前，还应挑选长约200米的路段进行实验摊铺，以此明确摊铺机的运行参数以及摊铺工作参数。

（2）在获得精准正确的试铺参数后便可以正式开展摊铺工作。此次工程路面宽度较大，故采取多台设备共同作业的方式推进施工。详细作业安排如下：将摊铺机作业队列按梯形分布，且保证每台摊铺机与前后者的间距在10~20米，搭接宽度在30厘米左右；在摊铺机工作过程中，应确保其行进速度均匀流畅，将其速度把控在3m/min；此外，还应做好摊铺外场地的管理工作，确保作业路段无其他车辆行驶；最后，应做好SBS沥青混合料的温度以及施工场地温度把控工作，确保其材料温度在160~165℃，施工场地温度在5~28℃[5]。

（3）在摊铺作业开展过程中，若因为其他因素干扰无法按照流程规定推进，且停止时间大于2小时，施工单位应第一时间借助接缝举措对停工区域进行处理；若停工时间小于2小时，也应采取科学策略做好保温工作。待恢复施工后与停工位置重叠30cm后便可再次进行施工。完成摊铺作业后，需要对施工路面的虚铺厚度、平整度进行科学检查，确保二者数据信息与实际要求相符。除此之外，若施工时遇到恶劣天气，可拒绝施工，同时做好施工路段的保护工作，避免雨水渗透对作业最终效果造成恶劣影响。若施工路段因污水渗漏受到了浸泡，应及时对路面的性能进行检查，若无法满足实际作业要求，应及时清理并进行二次摊铺。

2.6 碾压作业

（1）此次项目开展使用的碾压设备为双钢轮振动压路机以及胶轮压路机，通过二者合作完成碾压工作。碾压工作由初压、复压、终压三个部分组成，在初压阶段，应使用两台双钢轮振动压路机完成作业，在作业开展之前将防粘结剂均匀地涂刷在设备轮胎上。相较于普通沥青混凝土，SBS改性沥青在初压阶段应借助静压和振压两种方式共同完成，且机械行进最慢速度不得低于2km/h，最高速度不得大于3km/h，此外两台压路机的重叠宽度应为1/3轮宽。

（2）在开展复压工作时，需要利用两台胶轮压路机完成，且碾压的次数应在5遍左右。设备开展复压作业时，工作人员应合理把控其行进速度，确保其碾压工作的平稳性，全面提升路面的压实度，为SBS改性沥青材料的密实度强化提供便利，由此可以看出，该阶段是整个碾压工作中的核心部分。

（3）终压阶段借助一台大型双钢轮压路机以及一台小型钢轮压路机完成工作。在使用大型双钢轮压路机时应采取静压推进收面作业，为路面的平整度强化打下良好基础，在机械行进的过程中应将其速度控制在2~3km/h，碾压次数不得大于2次。小型钢轮压路机主要工作为路面边缘位置的碾压，在作业推进时应完成两次振压和静压，速度控制应在3~5km/h，待完成该项工作后，施工单位应及时检测路面的压实度[6]。