速熔型SBS改性沥青混凝土施工技术规范

1 速熔型SBS改性沥青混凝土施工技术规范 河南省地方标准编制说明 一 编制的目的和意义 SBS 是苯乙烯 丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体 其高低温等性 能较为全面 且疲劳性能好 使用 SBS 对普通石油沥青进行改性 是我国沥青路面的主流 约 90 改性技术 SBS 改性沥青在我国的起步和应用已经有 20 多年 随着市场竞 争的加剧 近年来 类似 三聚氰胺事件 的 SBS 改性剂用量不足 使用低质低价基质沥青 指标靠其他材料 调配化 现象突出 不 少业主和施工单位反映 花了改性沥青的钱 买到的却是一堆改性 沥青质量问题 部分工程甚至出现使用了 SBS 改性沥青很快出现大 面积损坏的现象 给业主造成巨大损失和管理压力 在客观上 SBS 改性沥青在加工和存储中也存在 改性剂离析 改性剂热分解 降解性能衰减 等技术缺陷 基于此 沥青混凝土速熔型 SBS 改性剂应运而生 该类 SBS 改 性剂可直投于拌合楼 行业习惯将这种改性剂直投于拌合楼的工艺 为 干法 与集料和基质沥青在短时间拌合过程中快速熔融 发 挥与传统湿法改性沥青同样的改性效果 在鹤壁公路试验段工程应用表明 速熔型 SBS 改性剂指标完全 达到与传统湿法改性沥青相当的性能 在混凝土抗车辙 抗低温开 裂等关键指标方面显著优于市场上采购的 SBS 改性沥青 且成本相 当或略低 从管理上 采用 SBS 直投改性剂后 从工艺原理的源头上解决 了 SBS 改性沥青目前面临的 离析 热分解 偷工减料 等诸多技 2 术和质量管理问题 且 SBS 改性剂的投放和用量由管理单位过程控 制 可实现远程的数字化 可视化监控 且改性沥青的应用变得机 动灵活 项目普适性强 速熔型 SBS 改性剂作为近年出现的新材料 行业需求和应用日 渐增多 相对于传统沥青改性技术 工程建设各方对速熔型 SBS 改 性剂的技术原理 质量和检验要求质量 容易出现的问题等了解较 少 为加强管理 促进行业速熔型 SBS 改性剂材料的正确理解 有 效检验和规范使用 从材料本身属性和指标量化角度来对这类材料 进行规范 特制定 速熔型 SBS 改性沥青混凝土施工技术规范 二 任务来源及编制原则和依据 1 任务来源 通过鹤壁等地的试用和反馈 速熔型 SBS 改性剂实现了事前 原材料 的质量可控 而且 混合料生产过程中的可配备视频化 监控 实现了事中各环节质量控制 最终确保工程整体质量 因此 为提升河南省公路建设管理水平 提高河南省路面工程 建设的质量和耐久性 规范直投 SBS 的应用 经河南省交通运输厅 公路管理局 鹤壁市公路管理局申请 河南省质量技术监督局以 关于下达 2016 年第一批河南省地方标准制修订计划的通知 豫 质监标发 2016 127 号 文件批准立项 2 标准编制原则 本标准按照 GB T 1 1 2009 标准化工作导则 第 1 部分 标准 的结构和编写 结合产品的特点 生产和检验需要进行编写 为了使标准发布后 尽可能少的影响生产企业与用户的使用习 惯 在标准编制过程中 注意吸收了国家 行业标准及企业内部质 量管理要求的特色成果 在内容上有较好的继承性 同时 本标准 的制定充分考虑国内应用的现状 使用人员专业素质等实际情况 3 确保相应条款在国内的适用性和可操作性 三 编制过程 接到标准编制任务后 河南省交通运输厅公路管理局 北京中 路铺面技术有限公司 鹤壁市公路管理局联合组建了 速熔型 SBS 改性沥青混凝土施工技术规范 河南省地方标准编制组 并将本标 准的编写列入了产业化研究项目 2015 年 1 3 月 对国内 SBS 改性沥青研究应用情况进行了深入 调研 系统分析了 SBS 改性沥青存在的热力学不稳定 离析 热分 解 老化等 技术问题及使用管理难题 在充分了解 SBS 改性市场 实际需求的基础上 分析开发速熔型 SBS 改性剂的必要性和重大意 义 2015 年 4 6 月 模拟传统湿法 SBS 改性沥青的技术原理 采用 物理精细化分散 预溶胀和超速交联等技术 经反复试验及生产设 备的多次改造升级 开发出性能优良的速熔型 SBS 改性剂 并提出 其理化参数 2015 年 6 9 月 对试生产的产品技术性能进行了反复测试与统 计分析后 对技术指标 试验方法进行了修正 确定了室内验证方 法及改性沥青与改性沥青混合料的技术指标 2015 年 10 11 月 将定型产品应用于河南鹤壁 S222 大海线淇县 段改建路面工程试验路段 并进行了长期观察和测试 2015 年 12 月 2016 年 4 月 结合工程应用情况 对其投放设备 进行多次改造升级 考虑质量可监控化等因素 开发自动化监控系 统 2016 年 5 10 月 对产品技术指标 试验方法 工艺流程再次 进行了修正 并经与生产企业充分研讨后 形成了本标准征求意见 稿 4 2016 年 11 月 对本标准进行了广泛的意见征集 征求了河南 省交通职业技术学院 河南省交通运输厅 河南交通投资集团有限 公司等 7 家单位相关专家意见 并对征集的意见进行了深入研究和 分析 修改后形成了本标准的送审稿 2017 年 1 月 对本标准进行了河南省地方标准行业审查 根据 与会专家修改意见 对标准名称等多处进行了修正 形成了本标准 的报批稿 2017 年 3 4 月 对本标准进行公示 根据公示中提出的部分技 术意见进行了进一步修改 四 主要内容的确定 标准起草小组根据速熔型 SBS 改性剂的技术及应用特点 在充 分调研及讨论的基础上 参考国家 行业标准形成了本标准的内容 确定了产品的理化参数 并根据国家 行业标准及本标准规定的检 验方法进行了大量的验证试验 在试验的基础上确定了产品性能指 标的规定值以及相应的施工要求 本标准主要内容如下 一 标准名称 根据产品特点及标准所包含内容 命名为 沥青混凝土速熔型 SBS 改性剂及其施工技术规范 二 包括范围 规范性引用文件 术语和定义 技术要求 试验方法 混合料施工 质量管理与检查验收等 三 范围 规范性引用文件 术语和定义 根据速熔型 SBS 改性剂研发成果 技术特点 应用条件综合确 定 四 技术要求 该部分包括速熔型 SBS 改性剂本身理化参数要求 速熔型 SBS 5 改性沥青技术要求 速熔型 SBS 改性沥青混合料技术要求三大部分 第一部分 速熔型 SBS 改性剂技术要求 速熔型 SBS 改性剂为颗粒状沥青混合料改性外加剂 应均匀饱 满 以保证其内部各组分的均匀性及产品使用质量稳定性 分散性是干法改性剂的关键性能 一般的改性剂采用熔融指数 本标准制定中也采用了该参数 但由于有些产品是带有交联剂的 其测试熔融指数的高温熔化出现内部交联 变硬 导致该试验方法 不再适用 因此 从沥青混凝土的最终分散性出发 采用混合料干 拌试验表征 在不加沥青和矿粉干拌一定时间改性剂应该实现速熔 判断方法以人工肉眼看不到改性剂颗粒为准 这是更直观也是对速 熔改性剂的最终极的 速熔 性能判定 灰分是速熔型 SBS 经煅烧后残留的有机和无机杂质 含量非常 低 对于改性效果基本没有影响 本标准规定其灰分含量 1 0 报批稿修改中 编写组讨论认为 灰分已经代表了改性剂的纯 度 不再对其密度进行单独要求 由于密度试验为高分子材料国标 方法 本项调整在不影响质控要求前提下 也可以减少质量管理的 不必要工作 调整后 所有原材料试验在公路行业实验室即可完全开展 而 不必再单独配置高分子橡塑类材料的试验设备 或进行外行业的外 委检测 第二部分 速熔型 SBS 改性沥青技术要求 速熔型 SBS 改性剂可直投于沥青混合料中 在实际工程应用中 因所选基质沥青来源较广 为确保速熔型 SBS 改性剂充分发挥其改 性效果 需进行与基质沥青的配伍性验证 其性能指标符合 公路 沥青路面施工技术规范 中 SBS 改性沥青 I C I D 标准 同时 经编写组内部讨论 6 改性沥青老化主要是湿法改性工艺加工过程中 运输和储存中的沥 青老化 而对干法速熔型 SBS 改性剂不存在这些环节 因此 只需 要求基质沥青的老化指标满足行业标准要求 而对速熔型 SBS 制备 改性沥青的性能验证不再要求老化指标 从技术上也是合理的 且 精简了不必要的检测工作量 同时 将基质沥青指标透明化 解决 了工厂改性可能采用低质低价沥青调配的问题 第三部分 速熔型 SBS 改性沥青混合料技术要求 根据公路等级 气候及交通条件 沥青混合料的技术要求应符 合 公路沥青路面施工技术规范 表 5 3 3 1 表 5 3 3 3 表 5 3 4 1 表 5 3 4 3 速熔型 SBS 改性沥青混合料的配合比设计按照 公路沥青路面 施工技术规范 有关规定执行 其中速熔型 SBS 改性剂灰分小于 1 其制备的改性沥青溶解度要求大于 99 可完全替代相应比例的 石油沥青 即速熔型 SBS 改性沥青混合料的油石比为基质沥青和速 熔型 SBS 改性剂两者质量总和与集料总质量的百分比 速熔型 SBS 改性剂的掺量一般为沥青质量的 5 8 具体根据设 计指标予以调整 五 试验方法 速熔型 SBS 改性剂的密度 熔融指数 灰分等分别参照 GB T 1033 GB T 3682 JTG E20 的试验方法进行测试 速熔型 SBS 改性剂的外观和单个颗粒质量用来保证其产品质量 具体方法参照附录 A 速熔型 SBS 改性剂制备改性沥青要求高速剪切机速率不小于 5000r min 剪切 20min 之后 立即浇模进行有关试验 7 速熔型 SBS 改性沥青混合料的制备与其他外掺剂基本相同 经 过干拌 添加沥青湿拌 再加矿粉拌合均匀的过程 六 混合料施工 1 速熔型 SBS 改性沥青混凝土的拌合 速熔型 SBS 改性剂在沥青混凝土拌合中 根据现场情况 可进 行人工或机械投放 人工投放时 为确保投放安全且不影响投放效 果 其包装采用速熔型 PE 袋 根据设计用量提前按重量分包 投放 时要迅速 机械投放时 鉴于当前投料机普遍存在精度差的问题 投放前 应对所用投料机的投放时间和称重系统进行标定 要求投料设备投 料误差小于 0 1kg 次 投放速度大于 2 5kg s 速熔型 SBS 改性剂作为一种外掺剂 根据工程需求及检测要求 可安装沥青混合料生产信息监控系统 实现速熔型 SBS 改性剂施工 过程的无间断监控 2 混合料运输 无特殊要求 参照 JTG F40 即可 3 混合料的摊铺和碾压 无特殊要求 参照 JTG F40 中热拌沥青混合料的通用要求 七 质量管理与检查验收 1 施工前材料与设备的检查 速熔型 SBS 改性剂作为新材料应用 最重要的是材料性能的全 面确认和全过程的确保 为此 可采取三级质量检验体系开展相关 工作 1 速熔型 SBS 改性剂与基质沥青原材料 有条件时 应至少选择 3 家大的沥青厂家 对基质沥青进行改 性剂的配伍性试验 选择相对最优的基质沥青 施工前对速熔型 SBS 改性剂及基质沥青来源和质量以批为单位 8 进行检查 其中速熔型 SBS 改性剂以 10t 为一批 不足 10t 时 以 同一次购入并运至生产现场的为一 批 其原材料指标应均匀稳定 基质沥青检查参考 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 2 监控改性剂与基质沥青配制后的改性沥青指标 3 监控拌合站改性沥青混合料性能指标 施工前对各施工机械进行调试 以保证处于正常工作状态 2 混合料检验及施工工序检验 无特殊要求 参照 JTG F40 要求即可 五 与国家法律法规和强制性标准的关系 1 我国沥青混凝土改性剂的种类已经有抗车辙剂 高粘度改 性剂等类别 相关行业标准已经发布 但关于投放于拌合楼使用的 SBS 改性剂材料 由于其应用尚在早期 未查阅到国外公路行业有与 该产品相关且具有影响力的标准 该标准的建立 使得外加剂类标 准更加完善与系统化 并有助于该类新材料的推广及规范化应用 2 本标准中相关内容注意吸收了国家 行业标准的有关技术 要求 与此有关的主要标准规范及其主要关系如下 1 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 该规范中对SBS改性沥青技术要求进行了详细的约定 对改性沥 青混凝土性能也按照气候分区进行了相应指标要求 是行业改性沥 青应用的主要技术依据 该规范主要从路用性能需求的角度提出改 性沥青技术要求 本地方标准拟定的速熔型SBS改性剂在材料性能上将沿用 或进 一步高于JTG F40的主要技术指标体系 但需要增补速溶型SBS改性 剂本身的理化指标要求 并明确基质沥青的技术要求 本地方标准主要是针对JTG F40不涉及的跟速熔SBS改性剂投放 和拌合工艺参数细节要求 而对其改性后的沥青混凝土运输 摊铺 和碾压环节 明确沿用JTG F40的有关要求即可 9 2 JTG E20 公路工