SBS改性乳化沥青微表处在古永高速公路上的应用(论文).doc

SBS改性乳化沥青微表处在古永高速公路上的应用刘万琴1 李小荣2（1、武威公路总段高等级公路养护管理中心 助理工程师 甘肃武威 733000）（2、武威公路总段高等级公路养护管理中心 工 程 师 甘肃武威733000）摘要：结合2011年古永高速公路养护维修工程微表处新型科研项目SBS改性乳化沥青微表处的实施，对此项目中原材料的选用、稀浆混合料配合比的确定及成品路段的试验检测和跟踪观测等方面的学习研究，简要阐述其使用效果。关键词：SBS改性乳化沥青 微表处 应用1、 引言：目前国内微表处预防性养护手段在高等级公路上的使用越来越广泛，它所起到的作用也日渐被人们所认识和重视，对其质量要求也越来越高。笔者根据2010年从古永高速公路养护维修工程微表处实施的情况和后期跟踪观察发现，西北地区天气气候的特殊性对微表处实施有较大的影响。尤其是极端温度条件下对微表处的路用性能要求更为苛刻。虽然在国内普遍采用的SBR改性乳化沥青微表处低温抗裂性较好，但高温季节在行车碾压的作用下很容易产生车辙。为了能更好的提高微表处的高温稳定性，今年武威公路总段从材料、工艺、设备等方面入手，在合作单位的共同协作和相关专家的指导下，成功生产了符合规范要求的SBS改性乳化沥青，借此总段借助外脑在古永高速公路上应用SBS改性乳化沥青成功铺筑了14000的SBS改性乳化沥青微表处。经过四个多月的跟踪观察，路用性能较好。2、原材料的选用除改性乳化沥青外，其余原材料均为SBR改性乳化沥青微表处所用。各项指标均符合规范要求。2.1、SBR及SBS改性剂及改性乳化沥青的特性微表处所用主要的原材料改性乳化沥青类型比较单一，因所受改性剂的限制，主要有SBR和SBS两种。在国内普遍采用SBR改性乳化沥青，其生产工艺较简单，且具有较好的低温抗裂性，但对高温稳定性改善不明显。而SBS改性乳化沥青生产工艺较复杂，且乳化困难，对生产设备也要求较高，所以SBS改性乳化沥青及微表处在国内大面积实施实例较少。改性剂的分类为热塑性橡胶类、橡胶类、树脂类三种。SBR是橡胶类的丁苯橡胶，它是世界上应用最为广泛的一种改性剂，尤其是胶乳形式的改性剂，即SBR胶乳是乳化沥青改性的主要改性剂。SBS改性剂属于热缩性橡胶类产品，它具有良好的弹性、变形自恢复性和裂缝自愈性，对沥青的高温及低温指标以及沥青混合料的各项性能指标均有很好的改性效果，目前在国外已成为普遍使用的改性剂。 改性乳化沥青，从广义上讲就是采用各种措施使乳化沥青性能得到改善的乳化沥青，从狭义来讲，一般是指聚合物改性乳化沥青。他所使用的改性剂多为热塑性橡胶类和橡胶类产品，能在乳化沥青破乳初期冲破沥青分子的阻碍，穿过沥青分子，并相互交联形成网架结构将沥青封锁在其中，使材料整体保持了良好的弹性，提高了沥青软化点，增强了沥青的高温稳定性，在低温条件下，由于沥青的脆点温度较高，因此会产生低温缩裂，而橡胶分子的脆点较低，此时的橡胶任然具有很高的回弹性，沥青收缩时收到橡胶分子的牵拉，使得改性乳化沥青材料的低温抗裂性能得到了改善。两种乳化沥青试验结果如下：SBR及SBS改性乳化沥青技术要求及检验结果对比 实验项目单位技术要求试验结果试验方法备注SBR改性乳化沥青SBS改性乳化沥青筛上剩余量（1.18mm）%0.10.070.18T0652蒸发残留物含量%6263.065.6T0651蒸发残留物性质针入度0.1mm40-1006757T0604100g，25，5s软化点5758.371T06065延度cm2010039T0605储存稳定性1d%10.350.15T0655从上表可以看出，SBS改性乳化沥青软化点较高，虽然低温延度较SBR改性乳化沥青低但也符合要求。筛上剩余较SBR多，是因为SBS改性乳化沥青对乳化设备的要求较高，乳化困难所致。2.2、SBS改性乳化沥青的生产流程SBS改性乳化沥青生产对温度要求较严。武威公路总段北河储油库在生产SBS改性沥青石将沥青温度加热至180190时加入复配后的线型和星型改性剂进行搅拌，均匀后进过胶体磨剪切，再加入一定量的稳定剂生产出合格的SBS改性沥青。SBS改性乳化沥青是对改性沥青再进行乳化所得。3、SBS改性乳化沥青稀浆混合料配合比的确定3.1、合成料比例及油石比的确定 根据原材料筛分结果确定合成料的比例为以下两种：MS-3罩面配合比（此比例为体积比）矿料比例5-8mm3-5mm0-3mm水泥5010402筛孔mm通过筛孔百分率%9.54.752.361.180.60.30.150.075合成级配10074.746.141.230.719.610.95.1级配范围10070-9045-7028-5019-3412-257-185-15MS-3罩面配合比（此比例为质量比）矿料比例5-8mm3-5mm0-3mm水泥3816442筛孔mm通过筛孔百分率%9.54.752.361.180.60.30.150.075合成级配10075.245.542.729.220.59.85.3级配范围10070-9045-7028-5019-3412-257-185-15根据两种合成料成型湿轮磨耗及负荷轮试件，初步确定油石比为6.3%、6.5%、6.7%三种，其实验结果为：3.1.1、湿轮磨耗试验对矿料进行筛分，去除4.75mm以上部分后对混合料分别进行了1h和1d的湿轮磨耗浸水试验。根据体积比5：1：4合成料进行一天浸水试验，其结果为：矿料g磨耗前质量g磨耗后质量g湿轮磨耗值g/m2规范要求g/m2备 注1100904.7889.9480.9不大于5406.3%油石比933.5918.8432.4不大于5406.5%油石比917.3902.8426.5不大于5406.7%油石比根据质量比38：16：44合成料进行一小时浸水试验，其结果为：矿料g磨耗前质量g磨耗后质量g湿轮磨耗值g/m2规范要求g/m2备 注11001011.8996.1510.2不大于5406.3%油石比998.5984.9441.9不大于5406.5%油石比1036.61024.1406.2不大于5406.7%油石比3.1.2、负荷轮粘砂试验：对体积比5：1：4比例合成料进行负荷轮试验，其结果为：矿料g试验前质量g试验后质量g粘附砂量g/m2规范要求g/m2备 注500466.7474.7235.3不大于4506.3%油石比500481.5494.6385.3不大于4506.5%油石比500455.3471.7482.4不大于4506.7%油石比对质量比38：16：44比例合成料进行负荷轮试验，其结果为：矿料g试验前质量g试验后质量g粘附砂量g/m2规范要求g/m2备 注500450.8461.7320.8不大于4506.3%油石比500482.4501.5562.5不大于4506.5%油石比500478.9501.6668.8不大于4506.7%油石比根据试验结果和铺筑SBR改性乳化沥青微表处的经验，初步确定用以上两种配合比，油石比为6.5%进行试验段的铺筑。3.1.3、混合料试验结果评价：SBS改性乳化沥青微表处是新工艺新材料，其原材料检验和稀浆混合料检验无据可依，无法评定。其沥青软化点均在70度左右，而湿轮磨耗及负荷轮试件在60度烘箱进行烘干，沥青颗粒由于温度低没接团就浸水，造成表面少数石料脱落，实验数据不准确，给正常铺筑造成了一定的影响。3.2、试验段铺筑过程控制：根据上述确定的配合比武威公路总段于2011年8月29日下午在古永高速公路XK1922+970XK1924+015处进行了试验段铺筑，在铺筑前对各项指标进行了调配和确定。3.2.1、标车：由于SBS改性乳化沥青是由改性好的SBS改性沥青乳化所得，其颗粒较多在标车过程中存在油泵泵油不均匀现象，为使在施工过程中减少表面出现少量的沥青颗粒，加大了标车频率。3.2.2、拌和试验根据原材料检验发现SBS改性乳化沥青低温延度为39cm，而SBR改性乳化沥青的低温延度均大于100 cm，可以看出SBS改性乳化沥青较脆，拌和后成型较快，强度较好，但韧性较SBR改性乳化沥青低。3.2.3、初凝时间及开放交通时间的确定:根据拌和试验和混合料粘聚力试验确定初凝时间为10到20分钟，判断铺筑后开放交通时间在一小时后，比SBR改性乳化沥青微表处要开放交通快。3.2.3、试验段铺筑情况 铺筑当日气温33，地温为55。铺筑时浆状适中，大小料裹附均匀。铺筑后地温35.十五分钟达到初凝状态，四十分钟后开始碾压。铺筑后大小料裹附均匀领导及专家现场指导4、施工后跟踪观测 经过对原材料的检验，可看出SBS低温延度较SBR改性乳化沥青差，对于混合料的路用性能是否经得起低温的考验在施工后跟踪观察了三个月，对观测数据进行了统计和研究，其检测项目数据如下：项目名称SBR改性乳化沥青微表处SBS改性乳化沥青微表处规范要求摩擦系数（Fb(BPN)）70686672706845构造深度(TD(mm)0.640.680.640.620.650.630.60渗水系数(ml/min)58954810 ml/m