PE和SBS复合改性沥青路面施工工艺及质量控制

赵晶宇，刘广良

(1.湖南省建筑设计院，湖南 长沙 410011; 2.衡阳公路桥梁建设有限公司，湖南 衡阳 421001)

0 前言

含有PE 与SBS 成分的改性沥青现今已广泛用于高速公路、城际道路、城市道路和机场跑道等道路的路面建设当中，复合性改性沥青对延长路面的使用寿命、降低道路的养护成本、提高路面的承压性、提高抗自然风化能力、提高道路的通过性和安全性方面有着显著的作用。同时添加PE 和SBS 两种改性剂的沥青路面，能有效利用两种不同改性剂的优点，强化原有的改性性能，使路面的使用效益更强。因此，利用同时添加以上两种添加剂的沥青进行路面建设，已越来越为现今的各道路建设单位及相关部门重视。要做好该类复合沥青路面的建设，首先要了解两种改性材料的特性，然后针对施工的过程，设计施工工艺并控制实施。

湖南省衡阳市蒸阳北路是该市重要的交通性主干路，该项目路面结构中上面层采用AC－13 结构，中面层采用AC－20 结构，下面层采用AC－25 结构。其中中面层和下面层采用是70 号A 级道路石油沥青，上面层采用PE 与SBS 复合改性沥青。本文针对同时添加PE 和SBS 两种改性剂的改性沥青各项指标进行测试，在达到沥青使用标准后，按照沥青混合料集料设计以及配合比设计规范进行沥青混合料制备。通过对成型后马歇尔试件进行马歇尔稳定度和流值的测试，均达到沥青混合料路面使用要求。然后根据复合式沥青混合料本身特性，提出相应的施工工艺以及质量控制措施，并在本工程中取得良好的使用效果。

1 组成原材料

基质沥青选择壳牌70#基质。沥青各大技术指标见表1。粗集料选用洁净、无风化的玄武岩，均采用反击式破碎机生产，经试验检测，其各项指标均符合有关要求，见表2。沥青PE 复合SBS 改性沥青的检测结果如表3。为增加施工和易性，细集料中还填加了黄砂、矿粉、水泥作为填料，其中水泥的剂量为2%。

表1 沥青基本技术指标

表2 集料技术要求及试验结果

表3 PE+SBS 复合改性沥青检测结果

2 沥青混合料配合比设计

依据沥青混合料设计规范，进行沥青混合料配合比设计。通过筛分实验以及最佳油石比实验，确定集料级配以及最佳油石比。最终选用的级配如图1所示，PE+SBS 复合改性沥青混合料的试验结果见表4。

确定配合比的沥青混合料按照规范采用标准击实实验成型马歇尔试件，并采用马歇尔稳定度实验测量其稳定度和流值。实验结果显示，在PE 和SBS作为复合式改性剂结合使用过后，可以显著改善沥青混合料性能，进而有效提高复合式改性沥青路面的路用性能以及力学性能，有效提高路面使用周期。

表4 PE+SBS 复合改性沥青混合料试验结果

3 质量控制

要实现对复合式沥青混合料路面质量控制，必须要做到对原材料质量严格控制，掌控好沥青混合料的调配工艺，包括各组分质量占比以及对混合料油石比的影响。另一方面，还要控制好施工条件，包括施工温度、摊铺以及碾压等过程。

3.1 添加原材料的质量控制

要经常针对材料的规格、品种、颗粒大小、含泥水量、风化石含量进行检查。如果外观检查认为颗粒组成不正常，那么就要进行必要的筛选试验。另外，还要经常检查添加剂矿粉的颜色是否符合标准，确认有没有结块和明显的颗粒不均匀情况。对于入库的材料要按规范标准进行严格的检验，抽检时，要加大抽检的量，发现不合格的情况，立即终止继续使用。储存地要进行场地接触面的硬化处理，防止杂质混入添加剂中。储存地要单独设置，防止不同规格的添加剂混杂在一起。并且应对储存区域进行标示，避免出现上错料的情况发生。施工时正确的堆料方式如图2所示。

3.2 复合改性沥青的调制

在实际操作时，进行拌和操作的人员要熟悉设备的性能和操作标准，以便保证拌和设备的正常操作运行，温度控制、添加剂的计量等各项功能能正常达成，混合料的配比、沥青的使用量和拌和后的外观应满足标准的要求。拌和出的复合沥青要具备调制均匀、无离析现象、无花白出现的特点。不得出现为了提高产量而出现缩短拌制时间的情况发生。在刚开始搅拌时，混合料的温度比较难控制，所以此时，应该把温度稳定前的料丢弃，这样做是为了防止影响初期拌和复合料的拌和质量。一般要用多台设备进行现场调制，常用的工艺步骤如下:

1)在已经预热的沥青中泵入抗剥落剂，应保证掺量符合设计标准，一般情况下不应超过0.3%。

2)调制的温度一般设定在165 ℃左右，最高不超过190 ℃，因为在160～180 ℃时，添加剂的物理特性才能保持住，且有利于加工，过高的温度会对添加剂的特性进行破坏，降低使用性能。

3)要进行充分的研磨，一般时间不能少于0.5 h，研磨一般要重复3 次。

4)操作的人员要持证上岗，确定工艺标准能100%的执行。

5)要安排专人对复合沥青的制作时长、温度控制、添加剂用量进行登记，发现问题及时处理。

此外，还需要注意的是，要随时观察复合料在拌和过程中的均匀性，及时发现异常问题，找出问题的原因所在及时处理。在生产开始时，相关人员要熟悉所用各种添加剂的外观特点，以保证生产过程中不出现混料现象。

4 施工工艺

4.1 改性沥青的运输

复合改性沥青在进行运输时，运输车辆多使用大吨位的车辆，这样是为了先确保车辆运输能力能满足要求。车辆使用前要对车辆的性能进行检查，保证运输车辆的运转正常，确保车辆的顺畅使用。不管是否遇到刮风、下雨等其它非正常天气，运输车辆都应该用完整的双层蓬布进行覆盖。运输途中运输车辆应尽可能减少临时停车的次数，尽可能的保持匀速行驶，防止出现突然加速和紧急刹车的情况发生。在施工摊铺的时候，要严格比对运料单收料，并且要认真检查复合沥青的外观和质量是否符合标准。

4.2 改性沥青混合料的摊铺

在进行摊铺改性沥青混合料时，要先进行修补、处理摊铺基层，同时为保证上层面与下层面能够完好的粘结，应该均匀的洒一层粘层油。具体操作时，要彻底干净地清扫、冲洗下层面的杂物，砂浆。其它浮渣应使用钢刷进行清除;下层面的坑槽、松散和其它病害应按规定用沥青混合料修补;对下层面的标高、横坡、平整度要进行检测，对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。此外摊铺过程中减少收斗次数，防止离析(图3)。

粘层油洒布的操作:由于下层面已受到一定污染，为确保上层面与下层面有有效粘结，在摊铺复合沥青前，应对下层面、横缝接口、与新铺复合沥青接触的路缘石、雨水进水口等的侧面，均匀地喷洒一层粘层油。摊铺的复合沥青未压实前，要严禁操作人员进入踩踏。摊铺过程中应该随时查看并调整松铺厚度，通过观察混合料的质量，发现问题及时报告技术负责人予以处理。卸料时，严禁出现撞击摊铺机的情况发生，要操作摊铺机靠上并推动料车前进。

图3 摊铺机料斗收斗后的离析情况

4.3 改性沥青混合料的压实及处理

复合改性沥青混合料的压实是确保沥青上层面质量的重要原则，在不出现推移的情况下，要尽可能提早压、碾。碾压时的温度、速度和次数要严格执行操作规范。碾压力度必须保证均匀、连续。复合改性沥青混合料在进行碾压时，应统一规划协调好压路机的碾压路线和碾压次数，确保铺筑面在有效的时间内达到符合标准的压实度。在碾压过程中，应在起步后再操作振动，在停止振动后方可进行停机操作，驱动轮要朝向摊铺机的方向。压路机往返时应呈阶梯形状，初次压实时不要使用轮胎压路机进行操作。摊铺机在进行平接缝的处理时，摊铺机要驶离施工现场，改由人工操作，将路面端部的混合料铲除后再予以压实，将坡下的部分用切割机切掉并进行清除处理，缝边要涂刷粘层沥青。在具体施工前，要先保证中层面的清洁、平整。施工过程中，要保证平整度的控制，防止出现混合料离析的现象，自卸车在装料时要按规定的次数进行移动。在碾压时，应遵循先轻后重、先边缘后中央的原则进行操作。见图4。

图4 2台摊铺机分幅碾压

5 结语

PE 结合SBS 改性沥青的应用，在道路施工中是一项技术性很强的工艺，施工过程中的混料、拌和、运输、压实等操作都影响着路面施工的质量。加强该复合性沥青路面施工工艺的研究，有助于建设高质量的道路，提高道路使用的综合效益。另外，还要注重施工操作人员操作规范的培养，以保证施工工艺和质量控制落到实处。从以上的分析中可以得出以下结论:

1)通过PE+SBS 复合改性沥青可以获得优良的性能，高温稳定性、低温抗裂性等工程性质均可以满足施工技术规范的要求。

2)PE+SBS 复合改性沥青作为一种新型的改性沥青的方式，有利于降低对一种改性沥青的依赖，在改性沥青供货紧张的情况下提供了一种可行的备选方案。

3)从施工中应用中来看，影响PE+SBS 复合改性沥青混合料现场性能的因素有多种，如摊铺和碾压的温度、现场堆料的方式、施工机械设备等，因此，提高施工管理水平可以大幅度提高PE+SBS 复合改性沥青混合料的性能。

4)虽然本文对PE+SBS 复合改性沥青及其混合料的性能进行了部分相关研究，但对其复合改性的机理及其他非常规的性能，如沥青混合料的抗疲劳性能研究较少，今后值得进一步研究，以提高PE+SBS 改性沥青混合料的路用性能。

［1］杨 朋，张肖宁.PE 和SBS 复合改性沥青混合料路用性能［J］.中南大学学报，2012(10):4044 －4049.

［2］解中林.SBS 改性沥青路面施工准备阶段监理控制要点［J］.城市建设理论研究，2012(24).

［3］马海侠.PE 改性沥青在某高速公路的应用及施工质量控制［J］.黑龙江科技信息，2011(19).

［4］沈金安.沥青及沥青混合料路用性能［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［5］沈金安.改性沥青与SMA 路面［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［6］江苏交通科学研究院编译.高性能沥青路面(superpave)基础参考手册［M］.北京:人民交通出版社，2005.

［7］张争奇，张登良，杨荣尚.改性沥青机理研究［J］.西安公路交通大学学报，1998，18(4):21 －25.

［8］黄卫东，孙立军.SBS 改性沥青的混合原理与过程［J］.同济大学学报，2002，30(2):189 －192.