SBS改性沥青配合比设计及施工技术的探讨(通用8篇)
[摘要] 在良好的设计配合比和施工条件下,SBS沥青能使沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。本文将根据南二路的施工试验情况,简要讲述SBS改性沥青的施工技术要求。
关键词: SBS沥青混合料 配合比设计 技术要求
一、引言
聚合物改性沥青是一种技术含量和附加值较高的新型优质筑路材料。它通过把聚合物掺入道路沥青中而改善使用性能,能显著延长路面寿命、降低噪声、提高行车舒适性和安全性,SBS沥青作为一种改性沥青胶结料,早在20世纪90年代就已出现,由于SBS是一种热塑性橡胶共聚物,使用量大,费用较高,由于受经济条件限制,所以在国内一直没有大面积推广。在由华东石油大学研究所研制成功SBS沥青改性剂,与东营市公路局材料处合作生产SBS改性沥青混合料,并在东营市南二路进行施工试验,下面结合东营市南二路一期工程的施工、监理情况,谈谈对SBS沥青配合比设计以及工程施工过程中的注意事项。
二、SBS改性沥青概述
SBS改性沥青是在原有基质沥青(AH-70)的基础上,掺加2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性剂,改性后的沥青,与原沥青相比,其高温粘度增大,软化点升高。在良好的设计配合比和施工条件下,沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。在SBS改性沥青生产过程中进行了大量的室内试验,生产后对其技术指标进行了现场实验,实验结果表明,外掺3.0%SBS的改性沥青,软化点、针入度等指标均满足改性沥青规范要求,可用SBS改性沥青做沥青混合料的配合比设计。
三、SBS沥青混合料的配合比设计
为了使设计的混合料能够达到实施效果,需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以下要求,希望能够引起注意。
(一)、原材料要求
1-1粗集料:
用于改性沥青混合料面层的粗集料,宜采用碎石或碎砾石,其粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)的规定
1.粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质,且具有一定硬度和强度。
2.粗集料应具有良好的颗粒形状,破碎砾石用于高速公路、一级公路时,应采用大砾石破碎,并至少应有两个以上的破碎面。
3、对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩(中性或基性火成岩)。由于硬质岩石与沥青的粘接力存在着较大差异,粗集料与沥青的粘附性应不小于4级。对于3-5mm 石屑部分由于含量较低,并且该部分对沥青混合料形成嵌接结构有一定的作用,建议用硬质岩石屑(玄武岩)。
1-2细集料
细集料包括人工砂、天然砂。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料,细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质,有适当的颗粒组成,并与改性沥青有良好的粘附性,天然砂由于质量变化大(大部分为中粗砂),形状较圆滑,与沥青的粘附性差,对沥青混合料影响较大。对于高速公路、一级公路沥青混合料,天然砂的含量不宜超过20%,可用0-3mm的石屑粉代替天然砂。
1-3填充料
用于改性沥青混合料面层的填料应洁净、干燥,其质量应符合《公路沥青路面技术规范》规定的技术要求。
1、改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石(石灰岩、岩浆岩)等增水性石料经磨细得到的矿粉,矿粉要求干燥、洁净,不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉。
2、采用水泥、消石灰粉做填料时,其用量不宜超过矿料总量的2%。
3、对于沥青表面层混合料不推荐使用在混合料生产排回收粉,当塑性指数小于4且亲水系数小于0.8时,经过试验可以部分的使用,回收粉用量每盘不能超过矿粉总量的四分之一。
1-4、SBS改性沥青技术要求
技 术 指 标 SBS改性沥青
针入度25℃,100g,5s(0.1mm) 最小 60
针入度指数PI 最小『1』 -0.2
延度5℃,5cm/min(cm) 最小 30
软化点,TR&B (℃) 最小 55
含蜡量(蒸馏法)(%) 最大 3
运动粘度135℃(Pa.s) 最大『2』 3
闪点(℃) 最小 230
溶解度(%) 最小 99
离析,软化点差(℃) 最大『3』 2.5
弹性恢复25℃(%) 最小 65
旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)后残留物『4』
质量损失(%) 最大 1.0
针入度比25℃(%) 最小 60
延度5℃(cm) 最小 20
注:[1]针入度指标PI由15℃、25℃、30℃等三个以上不同温度的针入度,按式1Gp=AT+K进行线行回归,再计算获得参数A后由下式求得,直线回归的相关系数R不得低于0.997。
PI=(20-500A)/(1+50A)
[2]表中135℃运动粘度可采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-93)中的“沥青粘度测定法(勃洛克菲尔德粘度计法)”
进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和,或经试验证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量,容易施工,可不要求测定。有条件时应测定改性沥青在60℃时的动力粘度,用毛细管法测定。
[3]改性沥青在现场制作后立即使用或贮存期间进行不间断的搅拌或泵送循环时,对离析试验指标可不作要求。
[4]老化试验应采用旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)方法为准;允许采用薄膜加热试验(TFOT)代替,但必须在报告中注明,且不得作为仲裁结果。
1-5、SBS改性沥青试验中应注意的问题
1、试验样品的取样
在施工过程中所用的改性沥青每车都必须检验。取样一定要均匀,具有代表性。对每份试样应加热后一次浇满所需的试模,不宜重复加热使用。试验浇模的`温度必须达到160℃以上,并且浇模和混合料的制备之前,必须充分搅拌均匀。
2、做软化点试验时,必须按试验规程将试样加热至充分流到后,浇注试样环,不允许使用其他方法填满试样环,否则试验结果误差很大。
(二)、沥青混合料配合比设计:
改性沥青混合料的配合比设计,应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个阶段,确定矿料级配及最佳改性沥青用量。
2-1级配
沥青混合料配合比设计级配应采用贝雷法进行设计,级配选择原则:AC-13I型混合料2.36mm以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤。
2-2粉料比
小于0.075mm含量的多少对沥青混合料体积指标和路用性能影响很大,混合料级配中小于0.075mm的含量必须考虑粗集料本应含有的粉尘部分。要求矿粉含量不超过沥青含量,小于0.075mm部分与沥青含量之间的比值即粉料比应存在1-
1.2之间,对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.5-5%。
2-3混合料技术指标
为有效的提高沥青路面的性能,表面层沥青混合料一方面要满足泌水条件,另一方面,又要防止出现超密现象,因此,需要对沥青混合料的体积指标进行进一步的限制,见下表所示。
试验项目 技术要求 备注
击实次数 (次) 双面各75
沥青混合料的理论最大相对密度以实测法为准
稳定度 (KN) >7.5
流值 (0.1mm) 20-40
空隙率AV (%) 3-6
饱和度VFA (%) 70-85
矿料间隙VMA (%) 根据最大粒径参照规范
击实温度 (℃) 160
残留稳定度 (%) >80
车辙试验动稳定度 (次/mm) >
2-4注意事项
改性沥青混和料的设计过程中以下问题上引起注意。
A、混和料的拌合和击实温度应根据改性沥青路面施工技术规范和根据沥青胶结料的粘温关系曲线进行确定,进行室内配合比设计时的拌合、击实温度应与拌合厂拌合温度、现场碾压温度一致。建议温度见下表:
改性沥青的试验和施工温度
温 度 密级配沥青混合料
拌合温度 不小于160℃
初压温度 不小于150℃
复压温度 不小于140℃
终压温度 不小于120℃
B、试验取样和拌合时要保证沥青胶结料的均匀性,应将制备好的胶结料拌合均匀后进行取样和混合料的制备。
C、混合料体积指标的测定要统一,对于密级配沥青混合料试件密度的测定应统一采用表干法。
D、改性沥青混合料的水稳定性应符合以下两个指标要求,达不到要求时应采取抗剥落措施:
(1)、采用“沥青混合料马歇尔稳定度试验”方法测定的48h浸水马歇尔稳定度试验残留稳定度不应小于80%。
(2)、采用“沥青混合料冻融劈裂试验”方法测定的劈裂强度比不应小于80%。
四、 SBS沥青混合料的施工
SBS沥青是一种以弹性塑胶类改性沥青,正确使用可以显著提高沥青面层的抗车辙性能,增加耐久性,增加抗老化能力,延长公路的寿命。与AH-70基质沥青相比,SBS沥青的粘度和软化点显著增加,SBS沥青的运输储存和路面面层施工有一些与基质沥青不同的要求,只有正确使用才能达到预期效果。
1、运输的技术要求
SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持在160℃以上,运到混合料拌合场的温度不应低于140℃,运输车辆须在24小时内运到指定地点,并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。
2、沥青拌合场储存的技术要求
SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右,若温度低于所要求的储存温度,SBS沥青的粘度过大,从而导致沥青罐的油管路堵塞,最后只能停产修理。
沥青热拌厂应尽量少储存SBS沥青,做到随进随用,用时多存,不用时少存,存贮是不宜超过24h。
当一天的施工任务完成后,应尽量用完罐中的沥青,或者给沥青罐加满沥青,或把剩余的少量沥青抽到其它储存罐内,以减少沥青与空气接触的表面积,从而防止沥青老化。
沥青拌合厂储存罐大部分为卧式,为保证SBS改性沥青的均匀性,应在贮存罐顶部安装搅拌器,或用贮存罐中自带搅拌器,搅拌器每3小时搅拌一次,搅拌时间每次20分钟。
3、泵送的技术要求
SBS沥青运输、储存温度要求较高,当生产混合料时需要用沥青泵送到混合料搅拌机中,由于沥青泵带有过滤器易被某些物质堵塞过滤器网眼,从而影响沥青的泵送能力,建议使用网眼较大的过滤器(9.5mm以上),同时加强沥青管线的保温措施,以防止管线中的SBS沥青温度降低堵塞管线。
4、拌合、运输的技术要求
为保证沥青混合料的质量更稳定,沥青用量更准确,宜采用间隙式拌和机拌和。拌和必须均匀,只有SBS沥青改性剂完全分散在沥青中,才能充分发挥其效能,对于密级配(AC-13I)混合料,应做到拌合后的混合料均匀一致,无细料和粗料分离及花白、结成团块的现象。由于SBS改性沥青混合料的施工温度要求较高,建议拌合温度控制在160℃,运输车必须加盖篷布或其它保温材料,防止结合料表面结硬,为确保摊铺连续以及平整度大小符合技术规范要求,必须保证摊铺机前至少两辆车等待卸料,决不能出现摊铺机等车的现象。其余要求应满足改性沥青路面施工技术规范的技术要求。
5、摊铺的技术要求
SBS沥青混合料在摊铺时应尽量连续不断的施工,以减少摊铺机和压路机的停顿,应尽量减少M缝,提高其面层平整度。为提高路面的平整度,表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。由于SBS沥青粘度较大,粘附力强,用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构,胶轮易粘附混合料细颗粒,影响平整度,所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。摊铺速度应控制在2米/分钟,做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,禁止随意变换速度或中途停顿。
提高摊铺过程中的预压密实度。改性沥青SBS混合料在高温状态下主要是靠粗集料的嵌挤作用,可适当提高夯锤振捣频率,使剩余压实系数减少,初压的痕迹也极小,进而确保路面的最终平整度。
6、碾压的技术要求
对于密级配型混合料,其适宜的碾压温度范围是130℃-150℃,其最终碾压温度不低于110℃。
SBS沥青混合料的压实工艺本着以下原则进行:按照“紧跟、慢压、高频、低幅”“碾压八字方针进行碾压,压路机必须紧跟摊铺机的后面,只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果,压实速度控制在4-5km/h。碾压速度均衡,倒退时关闭振动,方向要逐渐地改变,不许拧着弯行走,对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压,消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺沥青混合料上转向、调头、左右移动位置。突然刹车或停车休息,通过南二路第一、二合同段SBS沥青试验段,确定的压实工艺为DD110或DD130压路机2-3档各碾压3遍,即初压1遍,高频低幅振动碾压2遍,终压2遍。特别注意:施工时若发现压路机粘轮时,用洗衣粉水较好。
7、SBS沥青混合料的质量控制
对于沥青面层混合料,现场的压实效果应采用空隙率和压实度双向控制。空隙率计算所需的最大理论密度以每天实测为准,测试按照“沥青路面混合料最大相对密度试验(真空法)(T0711-93)”进行。现场沥青混合料空隙率为3%-6%。表面层沥青混合料压实度的检验,以实测芯样为准。
五、 结束语
随着SBS改性沥青在我国的进一步推广,必将在我国的道路建设中发挥重要作用,希望通过以上对SBS改性沥青在生产施工中应注意的施工技术要求,对大家有所帮助,以上不足之处,望各位同仁提出宝贵意见。
参考文献:
[1]公路工程沥青及沥
青混合料试验规程JTJ052-2000. 北京:人民交通出版社,2000
[2]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法.上海:同济大学出版社,2000
聚合物改性沥青是一种技术含量和附加值较高的新型优质筑路材料。它通过把聚合物掺入道路沥青中而改善使用性能.能显著延长路面寿命、降低噪声、提高行车舒适性和安全性, SBS沥青作为一种改性沥青胶结料, 早在20世纪90年代就已出现, 由于SBS是一种热塑性橡胶共聚物, 使用量大, 费用较高, 受当时经济条件限制, 所以在国内一直没有大面积推广。近年来, 由于SBS改性沥青技术日趋成熟, 并在全国高等级公路中大面积推广使用, 为此, 对SBS沥青配合比设计以及工程施工过程中的注意事项, 谈谈笔者的认识。
二、SBS改性沥青概述
SBS改性沥青是在原有基质沥青 (AH-70) 的基础上, 掺加2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性剂, 改性后的沥青, 与原沥青相比, 其高温黏度增大, 软化点升高。在良好的设计配合比和施工条件下, 沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。在SBS改性沥青生产过程中进行了大量的室内试验, 生产后对其技术指标进行了现场实验, 实验结果表明, 外掺3.0%SBS的改性沥青, 软化点、针入度等指标均满足改性沥青规范要求, 可用SBS改性沥青做沥青混合料的配合比设计。
三、5BS沥青混合料的配合比设计
为了使设计的混合料能够达到实施效果, 需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以下要求, 希望能够引起注意。
(一) 原材料要求
1.1粗集料
用于改性沥青混合料面层的粗集料, 宜采用碎石或碎砾石, 其粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》 (JTJ032—94) 的规定。
(1) 粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质, 且具有一定硬度和强度。
(2) 粗集料应具有良好的颗粒形状, 破碎砾石用于高速公路、一级公路时, 应采用大砾石破碎, 并至少应有两个以上的破碎面。
(3) 对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩 (中性或基性火成岩) 。由于硬质岩石与沥青的黏结力存在着较大差异, 粗集料与沥青的黏附性应不小于4级。对于3~5mm石屑部分由于含量较低, 并且该部分对沥青混合料形成嵌接结构有一定的作用, 建议用硬质岩石屑 (玄武岩) 。
1.2细集料
细集料包括人工砂、天然砂。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料, 细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质, 由适当的颗粒组成, 并与改性沥青有良好的黏附性;天然砂由于质量变化大 (大部分为中粗砂) , 形状较圆滑, 与沥青的黏附性差, 对沥青混合料影响较大。对于高速公路、一级公路沥青混合料, 天然砂的含量不宜超过20%, 可用0~3mm的石屑粉代替天然砂。
1.3填充料
用于改性沥青混合料面层的填料应洁净、干燥, 其质量应符合《公路沥青路面技术规范》规定的技术要求。
(1) 改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石 (石灰岩、岩浆岩) 等憎水性石料经磨细得到的矿粉, 矿粉要求干燥、洁净, 不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉。
(2) 采用水泥、消石灰粉做填料时, 其用量不宜超过矿料总量的2%。
(3) 对于沥青表面层混合料不推荐使用在混合料生产排回收粉, 当塑性指数小于4且亲水系数小于0.8时, 经过试验可以部分的使用, 回收粉用量每盘不能超过矿粉总量的1/4
1.4 SBS改性沥青技术要求
技术指标SBS改性沥青
针入度25℃, 100g, 5s (0.1mm) 最小60
针入度指数PI最小[1]—0.2
延度5℃, 5cm/min (cm) 最小30
软化点, TR&B (℃) 最小55
含蜡量 (蒸馏法) (%) 最大3
运动黏度135℃ (Pa.s) 最大[2] 3
闪点 (℃) 最小230
溶解度 (%) 最小99
离析, 软化点差 (℃) 最大[3]2.5
弹性恢复25℃ (%) 最小65
旋转薄膜烘箱试验 (RTFOT) 后残留物[4]
质量损失 (%) 最大1.0
针入度比25℃ (%) 最小60
延度5℃ (cm) 最小20
注:[1]针入度指标PI由15℃、25℃、30℃等三个以上不同温度的针入度, 按式1Gp=AT+K进行线行回归, 在计算获得参数A后由下式求得, 直线回归的相关系数R不得低于0.997。
PI= (20-500A) / (1+50A)
[2]136℃运动黏度可采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTJ052—93) 中的“沥青黏度测定法 (勃洛克菲尔德黏度计法) ”进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和, 或经试验证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量, 容易施工, 可不要求测定。有条件时应测定改性沥青在60℃时的动力黏度, 用毛细管法测定。
[3]改性沥青在现场制作后立即使用或贮存期间进行不间断的搅拌或泵送循环时, 对离析试验指标可不作要求。
[4]老化试验应采用旋转薄膜烘箱试验 (RTFOT) 方法为准;允许采用薄膜加热试验 (TFOT) 代替, 但必须在报告中注明, 且不得作为仲裁结果。
1.5、SBS改性沥青试验中应注意的问题
(1) 试验样品的取样
在施工过程中所用的改性沥青每车都必须检验。取样一定要均匀, 具有代表性。对每份试样应加热后一次浇灌满所需的试模, 不宜重复加热使用。试验浇灌模的温度必须达到160℃以上, 并且必须在浇模和混合料的制备之前, 充分搅拌均匀。
(2) 作软化点试验时, 必须按试验规程将试样加热至充分流到后, 浇注试样坯, 不允许使用其他方法填满试样坯, 否则试验结果误差很大。
(二) 沥青混合料配合比设计
改性沥青混合料的配合比设计。应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个阶段, 确定矿料级配及最佳改性沥青用量。
2.1级配
沥青混合料配合比设计级配应采用贝雷法进行设计, 级配选择原则:AC-13I型混合料2.36mm以下筛孔通过量应取级配下限, 以达到镶嵌挤压密实。
2.2粉料比
小于0.075mm含量的多少对沥青混合料体积指标和路用性能影响很大, 混合料级配中小于0.075mm的含量必须考虑粗集料本应含有的粉尘部分。要求矿粉含量不超过沥青含量, 小于0.075mm部分与沥青含量之间的比值即粉料比应存在1~1.2之间, 对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.5~5%。
2.3混合料技术指标
为有效提高沥青路面的性能, 表面层沥青混合料一方面要满足泌水条件, 另一方面, 又要防止出现超密现象, 因此, 需要对沥青混合料的体积指标进行进一步的限制。
试验项目 技术要求 备注
击实次数 (次) 双面各75
沥青混合料的理论最大相对密度以实测法为准
稳定度 (KN) >7.5
流值 (0.1mm) 20~40
孔隙率AV (%) 3~6
饱和度VFA (%) 70~85
矿料间隙VMA (%) 根据最大粒径参照规范
击实温度 (℃) 160
残留稳定度 (%) >80
车辙试验动稳定度 (次/mm) >2000
改性沥青混合料的设计过程中以下问题应引起注意:
A、混合料的拌和和击实温度应根据改性沥青路面施工技术规范和根据沥青胶结料的黏温关系曲线进行确定, 进行室内配合比设计时的拌和、击实温度应与拌和厂拌和温度、现场碾压温度一致。
改性沥青的试验和施工温度
温度 密级配沥青混合料
拌和温度 不小于160℃
初压温度 不小于150℃
复压温度 不小于140℃
终压温度 不小于120℃
B、试验取样和拌和时要保证沥青胶结料的均匀性, 应将制备好的胶结料拌和均匀后进行取样和混合料的制备。
C、混合料体积指标的测定要统一, 对于密级配沥青混合料试件密度的测定应统一采用表干法。
D、改性沥青混合料的水稳定性应符合以下两个指标要求, 达不到要求时应采取抗剥落措施:
(1) 采用“沥青混合料马歇尔稳定度试验”方法测定的48h浸水马歇尔稳定度试验, 残留稳定度不应小于80%。
(2) 采用“沥青混合料冻融劈裂试验”方法测定的劈裂强度比不应小于80%。
四、SBS沥青混合料的施工
SBS沥青是一种以弹性塑胶类改性沥青, 正确使用可以显著提高沥青面层的抗车辙性能, 增加耐久性, 增加抗老化能力, 延长公路的寿命。与AH-70基质沥青相比, SBS沥青的黏度和软化点显著增加, SBS沥青的运输储存和路面面层施工有一些与基质沥青不同的要求, 只有正确使用才能达到预期效果。
1、运输的技术要求
SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持在160℃以上, 运到混合料拌和场的温度不应低于140℃, 运输车辆须在24小时内运到指定地点, 并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。
2、沥青拌和场储存的技术要求
SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右, 若温度低于所要求的储存温度, SBS沥青的黏度过大, 从而导致沥青罐的油管路堵塞, 最后只能停产修理。
沥青热拌厂应尽量少储存SBS沥青, 做到随进随用, 用时多存, 不用时少存, 存贮不宜超过24h。
当一天的施工任务完成后, 应尽量用完罐中的沥青, 或者给沥青罐加满沥青, 或把剩余的少量沥青抽到其他储存罐内, 以减少沥青与空气接触的表面积, 从而防止沥青老化。
沥青拌和厂储存罐大部分为卧式, 为保证SBS改性沥青的均匀性, 应在贮存罐顶部安装搅拌器, 或用贮存罐中自带搅拌器, 搅拌器每3小时搅拌一次, 搅拌时间每次20分钟。
3、泵送的技术要求
SBS沥青运输、储存温度要求较高, 当生产混合料时需要用沥青泵送到混合料搅拌机中, 由于沥青泵带有过滤器易被某些物质堵塞过滤器网眼, 从而影响沥青的泵送能力, 建议使用网眼较大的过滤器 (9.5mm以上) , 同时加强沥青管线的保温措施, 以防止管线中的SBS沥青温度降低堵塞管线。
4、拌和、运输的技术要求
为了保证青混合料的质量更稳定, 沥青用量更准确, 宜采用间隙式拌和机拌和。拌和必须均匀, 只有SBS沥青改性剂完全分散在沥青中, 才能充分发挥其效能, 对于密级配 (AC-13I) 混合料, 应做到拌和后的混合料均匀一致, 无细料和粗料分离及花白、结成团块的现象。由于SBS改性沥青混合料的施工温度要求较高, 建议拌和温度控制在160℃, 运输车必须加盖篷布或其他保温材料, 防止结合料表面结硬, 为确保摊铺连续以及平整度大小符合技术规范要求, 必须保证摊铺机前至少两辆车等待卸料, 决不能出现摊铺机等车的现象。其余要求应满足改性沥青路面施工技术规范的技术要求。
5、摊铺的技术要求
SBS沥青混合料在摊铺时应尽量连续不断的施工, 以减少摊铺机和压路机的停顿, 应尽量减少横缝, 提高其面层平整度。为提高路面的平整度, 表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。由于SBS沥青黏度较大, 黏附力强, 用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构, 胶轮易黏附混合料细颗粒, 影响平整度, 所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。摊铺速度应控制在2m/min做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺, 禁止随意变换速度或中途停顿。
提高摊铺过程中的预压密实度。改性沥青SBS混合料在高温状态下主要是靠粗集料的嵌挤作用, 可适当提高夯锤振捣频率。使剩余压实系数减少, 初压的痕迹也极小, 进而确保路面的最终平整度。
6、碾压的技术要求
对于密级配型混合料, 其适宜的碾压温度范围是130℃~150℃, 其最终碾压温度不低于110℃。
SBS沥青混合料的压实工艺本着以下原则进行:按照“紧跟、慢压、高频、低幅”碾压八字方针进行碾压, 压路机必须紧跟摊铺机的后面, 只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果, 压实速度控制在4~5km/h。碾压速度均衡, 倒退时关闭振动, 方向要逐渐地改变, 不许拧着弯行走, 对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压, 消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺沥青混合料上转向、调头、左右移动位置。突然刹车或停车休息, 通过SBS沥青试验段, 确定的压实工艺, 特别注意:施工时若发现压路机粘轮时, 用洗衣粉水较好。
7、SBS沥青混合料的质量控制
对于沥青面层混合料, 现场的压实效果应采用孔隙率和压实度双向控制。孔隙率计算所需的最大理论密度以每天实测为准, 测试按照“沥青路面混合料最大相对密度试验 (真空法) (T0711-93) ”进行。现场沥青混合料孔隙率为3%~6%。表面层沥青混合料压实度的检验, 以实测芯样为准。
五、结束语
随着SBS改性沥青在我国的进一步推广, 必将在我国的道路建设中发挥重要作用, 希望通过以上对SBS改性沥青在生产施工中应注意的施工技术要求, 对大家有所帮助, 以上不足之处, 望各位同仁提出宝贵意见。
摘要:SBS改性沥青在现今高等级公路中被广泛使用, 其配合比设计与施工技术直接关系到路面的施工质量及使用年限, 本文就SBS改性沥青配合比设计及施工技术做初步探讨。
关键词:SBS,配合比设计,施工技术
参考文献
[1]公路工程沥青及沥青混合料试验规程, JTJ052-2000[S].北京:人民交通出版社, 2000.
[2]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法[M].上海:同济大学出版社, 2000.
【关键词】SBS改性沥青;路面施工技术;质量控制
前言
沥青作为道路修建中的主要材料,在道路结构完整性、稳定性的维持中有着举重若轻的地位,其施工技术的高低直接影响着道路施工质量的好坏。但是,从目前国内蓬勃发展的道路修建进程来看,仍然存着许多由于沥青施工技术不完善而带来的一系列问题,同时也是当前最为普遍、严重的路修建难题。
近年来,SBS改性沥青的应用逐渐改观了这一弊端。在实际的道路修建工程操作中,我们必须对SBS改性沥青路面的施工技术进行严格的质量控制。本文作者根据多年关于在SBS改性沥青路面施工工程的实践经验,浅谈了SBS改性沥青的特性,并以某高速公路路面的修建工程为例,基于SBS 改性沥青特性、运输工艺、摊铺工艺及压实工艺等方面,论述了SBS改性沥青路面施工技术的质量控制问题。
1.SBS改性沥青特性
1.1 SBS改性沥青
所谓SBS改性沥青,是以传统沥青为基质原料,在其中加入一定比例SBS改性剂,然后通过搅拌、剪切等后续操作使得SBS改性剂均匀地分散于基质沥青中,形成SBS—基质沥青共混材料,进而实现了利用SBS改性剂独特的物理性能对传统沥青做改性处理。目前,使用 SBS 改性沥青已经逐渐的成为国内道路修建工程的发展趋势。
1.2 SBS改性沥青特性
具体来讲,SBS改性沥青比起传统沥青表现出以下特性:
(1)SBS改性沥青的蜡含量比较低,一般都在2%以下,远远低于传统沥青的蜡含量。因此,SBS改性沥青在很大程度上减弱了蜡对路面沥青质量的影响,从而在温度变化明显、温差较大的地区具有非常好的抗低温、耐高温扰动能力。
(2)在结构上,SBS改性沥青运用了PS 链段交联技术,大大提高了其抗高温、抗变形、抗疲劳性能。
(3)SBS改性沥青的PB链段增强了柔性处理,提高了其抵抗变形压力的能力,在韧性程度上得到了改善。
2. SBS改性沥青路面施工技术及质量控制
下面以某高速公路路面的修建工程为例,来说明SBS改性沥青路面施工技术及质量控制。该高速公路由于其特殊的地理位置,因此在建设过程中,关于SBS改性沥青路面的铺设还要充分考虑到其施工环境。
2.1 施工之前的准备工作
在SBS改性沥青施工之前,不但要按照普通沥青混合料操作规程实施常规检查,而且要进行组成材料筛。对于进场材料,要进行检验。尽量增大抽检密度,杜绝不合格的材料。
在各种规格的料堆之间应该进行隔离墙的设置,避免规格不相同的碎石混在一块。料堆应有突出的标示,以防上料的时候,装错料。对集料品种、规格、扁平细长颗粒、含水量、风化石含量以及含泥量进行经常的检查。一旦外观检查颗粒构成非正常,一定的筛分试验要进行。另外,还要安排好沥青混凝土上面层主要施工机械设备配置。
2.2 SBS改性沥青混合料的运输
由于该高速公路铺设段为黄土丘陵区,海拔高程在1650~1800m间,一般相对高差30~50m。所以在SBS改性沥青运输上要求更高、管理更严格。一般而言,其运输工艺需要遵循以下原则。
(1)在运输车辆上,一般采用运力充足的大吨位运输车,需要保证摊铺机在正常作业时前面要保证有 1、2辆待卸车;保证运输SBS改性沥青的车辆性能良好,严禁出现运输途中车辆损坏的情况,所以一般在运输前要对车辆进行全面检查、维修。
(2)为了避免在车辆运输调度上产生冲突,运输人员需要在每天作业前同施工负责人沟通,同时,对运输车辆数量进行协调,并将施工地点及时反馈给运输车队;并且,为了保持运料在途中的均匀性,运输车辆在途中不得随意停驶, 避免突然加速、急刹车等,尽量匀速行进。
(3)在对SBS改性沥青的防备上,运输车辆不论在什么天气情况下,都应该使用完好的双层蓬布进行覆盖, 以便防雨、保温,同时也起到避免污染环境的可能性。另外,沥青拌合站应当安排专业技术人员对成品料采取覆盖措施,以减少其在空气中的暴露时间,从而最大限度的降低成品料的温度损失;专门运输SBS改性沥青的车辆车厢应清扫干净,并洗刷油水混合物,同时严禁有泥沙以及其它杂物残留。
(4)在SBS改性沥青装料中, 为减少其出现粗细颗粒离析现象, 应缩短SBS改性沥青出料口到车厢装料距离;同时,当采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度时,插入深度应大于150mm, 在运料车侧面中部设专用检测孔,孔口距车厢底面约300mm;
2.3 SBS改性沥青的摊铺
在该高速公路铺设中,最基本的施工工艺就是其摊铺阶段。由于沥青的摊铺最适宜温度是160~170℃之间,所以,在沥青被运到现场以后需要及时测量温度,并且做好详细记录。如果所测温度出现异常现象,必须要马上通知负责人,并且查明出现异常的原因。因为摊铺需要沥青具备一定的温度条件,所以运输沥青的车辆在现场必须听从责任人或者工作人员的指挥。在施工中要求要等前一辆车的余料剩余1/3时,后一辆车才能按要求揭开沥青混凝土的覆盖物并准备倒车。在进行摊铺施工时,需要对沥青进行第二次搅拌,这样才能保证路面的平整,弥补了运输车撞击所造成的损坏,保证了路面施工的连续进行。
2.4 SBS 改性沥青的压实工艺
SBS 改性沥青的压实是在摊铺之后进行的施工工艺。在施工中,路面最上层的操作至关重要,SBS改性沥青所用混合料就能保证其上层路面的质量。在压实施工工艺上,我们要做到尽可能早压,但是需要保证碾压的温度不会出现推移。一般而言,SBS 改性沥青压实工艺需要遵循低幅、高频、慢压、紧跟的原则。碾压应该从路边以里20cm处开始,留出一点边缘以避免沥青混合料被挤压出来。在碾压过程中,必须均匀并且连续,这可以避免温度的变化所带来压实度的改变。
压路机有不同的种类,使用静载压路机时,机轮迹要重叠30%到50%;当使用震动压路机时,机轮轨迹重叠的宽度要小于20厘米。在SBS 改性沥青压实施工中,有专业负责人来指挥碾压SBS改性沥青混合料。不管是碾压路线,还是碾压变数,都必须达到规定要求的压实数,专业责任人在这方面起着关键性的作用。在碾压时,碾压长度和时间都要适当,长度如果过长会导致温度的改变,进而影响压实度;碾压太短,不方便碾压机的操作。所以目前国内规定的碾压长度是在30米到50米范围内。
2.5 SBS 改性沥青路面结构的接缝处理
实施横向缝接之前,要实施涂刷粘层沥青,使用熨平板实施预热。进行摊铺之前,要进行起始垫板的放置,混合料松铺及压实路面2个厚度之差和放置的垫板厚度相同。碾压横向缝的时候,使用双轮压路机实施操作,操作的时候,压路机要在已经压实的混合料层上面进行新铺层的伸入。当横向碾压的时候,因为摊铺机实施摊铺,能造成就跟踪碾压导致影响,再加上处在不利碾压的位置,不良影响着总体碾压效果;同时,该办法应该于横缝两端外部内进行供压路机转向与驶离垫板的设置。然而在施工中,因为场地条件的制约,满足要求较为困难,因为在横缝进行转向,横缝产生开裂或出现不平整的状况可能发生。所以符合质量要求接缝对后面碾压作业是有利的,然而对操作水平有着高的要求。
结束语
SBS 改性沥青道路修建是涉及范围广、技术性强的系统工程,需要较高素质的施工人员、完备得施工工艺以及先进的设备装置,同时,建立严格的审查、监督体系也是质量控制的有效方法。在实际路面修建过程中,要充分调动施工人员积极性, 从原材料开始把关, 对SBS 改性沥青拌和、运输、摊铺、压实等工艺上进行严格控制,完成高质量、高标准的SBS改性沥青道路工程。
【参考文献】
[1] 李伟,孙明刚. 关于SBS改性沥青配合比设计及施工技术的探讨[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2010,(06) .
[2] 韩海红,徐世法,刘盈,孔祥杰. 热拌与温拌沥青混合料的压实特性对比分析[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2008,(S1) .
(1)施工部位
结构底板和结构侧墙采用双层4mm厚的SBS改性沥青防水卷材铺设,其中:迎水面一侧的材料可采用SBS Ⅱ PYPE4类材料;背水面一侧的材料必须采用SBS Ⅱ PYS4类材料,且砂面须面向结构外表面(2)基层处理要求
1、混凝土垫层和围护桩表面不得有明水,否则应进行堵漏处理,待基层表面无明水时,再做找平层。
2、找平层采用1:2.5的普通水泥砂浆,厚度不得小于20mm。
3、找平层表面应平整,其平整度用2m的靠尺进行检查,直尺与基层的间隙不超过5mm,且只允许平缓变化。
4、找平层表面、干燥,不得有明水流,允许出现局部潮湿部位,不得有酥松、掉灰、空鼓、裂缝、剥落和污物等部位存在。
5、左右阴角部位均采用1:2.5的水泥砂浆做成50mm×50mm的钝角或R≥5cm的圆角。(3)铺设顺序及方法
1、首先在达到设计要求的阴阳角部位铺设防水卷材加强层。加强层卷材采用单层SBS Ⅱ PYPE类材料,宽度为500mm,厚度同作为防水层的单层卷材的厚度,转角两侧各250mm。加强层卷材采用点粘或条粘法固定在基面上。
2、当有管、件等穿过防水层时,应先铺设此部位的加强卷材,加强层卷材采用满粘法固定在基面上,大面防水层满粘固定在加强层表面。
3、铺设底板大面防水层时,第一层均空铺在底板基面上,防水层幅面间的搭接宽度100mm,采用热熔满粘焊接。第一层防水层与阴、阳角部位的加强层热熔满粘。
4、铺设第二层防水层,砂面向上。第二层防水层采用满粘法与第一层防水层热熔焊接。第二层搭接宽度为100mm,热熔满粘,第一层防水层与第二层防水层的搭接缝错开1/2~1/3幅宽。两层卷材不得垂直铺设。底板防水层铺设完毕后,应立即浇注C20的细石混凝土保护层,厚度为50mm。
5、立面的第一层防水层采用点粘或者条粘法固定,第二层防水层与第一层防水层满粘粘贴,搭接要求同底板防水层。要求防水层甩槎的长度均应超过预留钢筋顶部至少200mm。如果现场无法满足此要求,则应将预留部分的防水卷材卷起后吊挂并采取措施进行有效的保护。
6、防水层在底板施工缝部分的预留搭接部分(超出钢筋的部分)应采取临时措施进行保护(木板、聚苯板等硬质材料覆盖),避免后续施工过程中受到破坏。
7、铺设侧墙防水层时,首先铺设第一层大面积卷材,但在变形缝部位两侧各150mm范围内空铺。第二层大面积SBS卷材与第一层满粘。侧墙防水层应连续铺设至顶板上表面400mm以上。
8、施工缝和变形缝部位均应铺设防水加强层。施工缝防水加强层采用单层SBSIIPYS4类材料,加强层宽度为50cm,砂面应面向施工人员;变形缝顶板部位加强层采用厚1.5mm、宽1.0m的优质丁基橡胶双面冷自粘防水卷材,其中骑缝两侧各20cm(共40cm)范围内的隔离膜保留作为隔离层,外侧各30cm范围隔离膜撕掉与主体结构基面必须满粘,不得有空鼓及折皱,卷材加强层上表面隔离膜撕掉后涂刷“防水涂膜加强层,加强层厚1mm”,涂刷完防水涂膜加强层后,立即在加强层涂膜表面粘贴增强层,最后涂刷大面防水层。侧墙及底板均采用厚1.5㎜,宽1.0m的优质丁基橡胶双面冷自粘防水卷材用于大面防水层(SBS改性沥青卷材)与1.5mm厚宽1.0m的合成高分子预铺式冷自粘防水卷材之间,组成“复合防水加强层”。
9、侧墙防水层分段铺设完毕后,除需要进行后续搭接的防水层外,均需要及时施做保护层,保护层采用1:2.5的水泥砂浆,厚度不小于15mm。但变形缝背贴式止水带即可代替保护层,更有利于适应变形。
10、预留洞口(车站与出入口通道、车站与通风道、车站与区间接口)四周的防水层均需要采用厚度不小于10mm的复合板进行保护。7.2 单组份聚氨酯防水涂料
单组份聚氨酯防水涂料采用涂刷法施工,一级设防要求时的成膜厚度不小于2.5mm,二级设防要求时的成膜厚度不小于2.0mm。与聚氨酯防水涂料配套使用的产品包括聚氨酯密封胶和增强层材料,增强层可采用40~60g/ m2的聚氨酯无纺布或玻纤网布。7.2.1基层处理要求
(1)顶板结构混凝土浇筑完毕后,应反复收水压实,使基层表面平整(其平整度用2m靠尺进行检查,直尺与基层的间隙不超过5mm,且只允许平缓变化)、坚实、无明水、起皮、掉砂、油污等部位存在。
(2)基层表面的突出物从根部凿除,并在凿除部位用聚氨酯密封胶刮平压实;当基层表面出现凹坑时,先将凹坑内酥松表面凿除后用高压水冲洗,待槽内干燥后,用聚氨酯密封胶压填充实;当基层上出现大于0.3mm的裂缝时,应骑缝各10cm先涂刷1mm厚的聚氨酯涂膜防水加强层,然后立即粘贴增强层,最后涂刷防水层。
(3)所有阴角部位均应采用1:2.5的水泥砂浆做成3cm×3cm的钝角或R≥3cm的圆角,所有阳角部位做成1cm×1cm的钝角或R≥1cm的圆角,转角范围基层应光滑、平整。7.2.2防水层施工顺序及方法
(1)基层处理完毕并经验收合格后,先涂聚氨酯专用底涂层(可采用专用稀料将聚氨酯防水涂料稀释后涂刷,用量约为0.1~0.15kg/m2),底涂层实干后,在施工缝等特殊部位涂刷防水涂膜加强层,加强层厚1mm;涂刷完防水涂膜加强层后,立即在加强层涂膜表面粘贴增强层,最后涂刷大面防水层,严禁涂膜防水加强层表面干燥后再粘贴增强层。变形缝部位先按图中做法粘贴防水卷材加强层,然后按施工缝做法涂刷涂料防水加强层。(2)涂刷大面的防水层,防水层采用多道(一般3~5道)涂刷,上下两道涂层涂刷方向应互相垂直,每道涂层实干后,才可进行下道涂膜施工。
(3)聚氨酯涂膜防水层施工完毕并经过验收合格后,应及时施做防水层的保护层,平面保护层采用7cm厚的细石混凝土,在浇筑细石混凝土前,需在防水层上覆盖一层不小于350#纸胎油毡或厚度为4mm的PE泡沫塑料片材隔离层。立面防水层采用厚度不小于6mm的PE泡沫塑料片材进行保护。所有泡沫塑料片材的发泡率均为25~30倍。7.2.3闭水试验 如涂膜防水层有闭水试验的要求时,可在涂膜防水层固化成膜36h之后,堵塞排水孔,进行闭水试验。放水高度和试水时间应符合国家相关标准要求。注满50mm深的干净水并保持24小时。检查是否存在漏水现象。若检查出现渗漏应马上修补,之后重新作闭水试验检查,直到不漏水。7.3防水保护层施工
明挖结构的防水保护层采用细石混凝土做保护。
1、细石混凝土的强度、配合比应按设计要求试配。强度等级为C20,每不大于500m3制作一组试件。
2、铺设时用长刮杠刮平,振捣密实,表面塌陷处用细石混凝土填平,再用长刮杠刮一次,然后用木抹子抹平。
3、撒水泥砂子干抹灰:砂子先过3mm筛子,用铁铲拌和(水泥:砂子=1:1),均匀地撒在细石混凝土表面层上,待灰面吸水后用长刮杠刮平,用木抹子找平,直至混凝土终凝前。
4、养护:施工完成后,应及时洒水养护,每天至少2次,连续养护7天。7.4 接缝的防水 7.4.1 施工方案(1)施工缝
施工缝防水方案的选定应根据结构防水设防等级和不同部位确定,宜采表7-1的防水方案。也可选用其它经过实践检验、行之有效的施工缝防水方案。表7-1 施工缝防水方案
防水等级 环向施工缝 纵向施工缝
一级设防 钢边橡胶止水带+注浆管 双道止水胶+水泥基渗透结晶材料 二级设防 钢边橡胶止水带 双道止水胶 具体形式见后附图
(2)变形缝
变形缝防水方案的选定应根据结构防水设防等级和不同部位确定,宜采用表7-2的防水方案。也可选用其它经过实践检验、行之有效的变形缝防水方案。表7-2 变形缝防水方案
防水等级 顶板变形缝 侧墙、底板变形缝 一级设防 迎水面嵌缝 中埋式钢边橡胶止水带 背水面嵌缝 外贴式止水带 中埋式钢边橡胶止水带 背水面嵌缝 二级设防
注:
1、无条件嵌缝时,可局部取消嵌缝防水。
2、顶、侧墙(拱)部有条件时,均应设置排水盒。具体形式见后附图(3)后浇带
后浇带防水方案,对于防水等级为一级和二级的地下结构,后浇带的防水做法均采用预埋注浆管和设置单道止水胶的方法进行加固。7.4.2接缝防水材料施工技术要求
接缝防水材料包括钢边橡校止水带、外贴式止水带、遇水膨胀止水胶、预埋注浆管、膨润土橡胶遇水膨胀止水条、嵌缝用密封胶等。7.4.2.1钢边橡胶止水带施工技术要求
钢边橡胶止水带包括施工缝和变形缝两种止水带,其中变形缝用钢边橡胶止水带必须为中孔型,施工缝用止水带为平蹼型。止水带宽度均为35cm,橡胶厚度10mm,钢板为镀锌钢板,厚1mm。
1、止水带采用铁丝固定在结构钢筋上,固定间距40cm,要求固定牢固可靠,避免浇注和振捣混凝土时固定点脱落导致止水带倒伏、扭曲影响止水效果。
2、水平设置的止水带均采用盆式安装,盆式开孔向上,保证浇捣混凝土时止水带下部的气泡顺利排出。
3、止水带除对接外,其它接头部位(T字型、十字型等)接头均采用工厂接头,不得在现场进行接头处理。对接应采用现场热硫化接头。
4、止水带任意一侧混凝土的厚度均不得小于15cm。止水带的纵向中心线应接缝对齐,两者距离误差不得大于1cm。止水带与接缝表面应垂直,误差不得大于15度。
5、浇筑和振捣止水带部位的混凝土时,应注意边浇筑和振捣边用手将止水带扶正,避免止水带出现扭曲或倒伏。
6、止水带部位的模板应安装定位准确、牢固,避免跑模、胀模等影响止水带定位的准确性。
7、止水带部位的混凝土必须充分振捣充分,保证止水带与混凝土的咬合密实,这是止水带发挥止水作用的关键,应确实做好。振捣时严禁振捣棒触及止水带。7.4.2.2外贴式止水带施工技术要求
1、止水带设置在其它防水层表面时,可采用胶粘法等固定,严禁采用水泥钉穿过防水层固定。
2、橡胶止水带应采用现场热硫化对接,当无条件时,可采用未硫化的丁基橡胶腻子片粘贴搭接,搭接宽度不得小于50mm,搭接部位的齿条间应采用未硫化丁基橡胶腻子片或密封胶进行加强密封。接头两侧止水带的纵向轴线应对齐。塑料止水带的接头要求见分区系统防水施工技术要求。
3、止水带的纵向中心线应与接缝对齐,误差不得大于10mm。
4、止水带安装完毕后,不得出现翘边、过大的空鼓部位,以免灌注混凝土时止水带出现过大的扭曲、移位。
5、转角部位的止水带齿条容易出现倒伏,应采用倒角预制件。
6、止水带表面严禁施做混凝土保护层,应确保止水带齿条与结构现浇混凝土咬合密实。浇注混凝土时,平面设置的止水带表面不得有泥污、堆积杂物等,否则必须清理干净,以免影响止水带与现浇混凝土咬合的密实性。7.4.2.3遇水膨胀止水胶
遇水膨胀止水胶均指聚氨酯遇水膨胀止水胶,为非定型产品,采用专用注胶枪挤出后粘贴在施工缝表面,固化定型后的断面尺寸为(8~10)×(18~20)mm。
1、施工缝表面必须坚实、相对平整,不得有蜂窝、起砂等部位,否则应予以清除。
2、止水胶任意一侧混凝土的厚度不得小于50mm。
3、止水胶挤出应连续、均匀、饱满、无气泡和孔洞。
4、止水胶成型后,固化期内应采取临时保护措施,止水胶固化前不得浇筑混凝土。
5、止水胶与施工缝基面应密贴,中间不得有空鼓、脱落等现象。
6、止水胶接头部位采用对接法连接,对接应密实,不得出现脱开部位。
7、在止水胶附近进行焊接作业时,应对止水胶进行覆盖保护。
8、止水胶一旦出现破损部位或提前膨胀的部位,应割除,并在割除部位重新粘贴止水胶。7.4.2.4注浆管施工技术要求
注浆管均指全断面注浆管,采用专用固定件固定在施工缝表面,并间隔5~6m两端各引出一根注浆导管。
1、安装注浆管的施工缝表面应坚实、平整,不得有浮浆、油污、疏松、空洞、碎石团等,否则应予以清除。
2、注浆导管与注浆管连接应牢固、严密。导管末端应临时封堵严密。
3、注浆管宜设置在结构中线位置,任意一侧混凝土的厚度不得小于100mm。
4、安装注浆管的范围的基层可不凿毛,并保持平整,必要时采用防水砂浆进行局部找平,以确保注浆管任何部位均与施工缝表面密贴,并确保注浆管不得有悬空部位。注浆管的固定间距宜为200~300mm,固定应牢固、可靠。
5、注浆管采用搭接法连接,搭接宽度宜为20~30mm(即有效出浆段长度),搭接部位必须与基面牢固固定。
6、注浆管的转弯半径不宜小于150mm,转弯部位应平缓,不得出现折角。
7、注浆导管埋入混凝土内的部分至少应有一处与结构钢筋绑扎牢固;注浆导管引出混凝土外部的长度不小于150mm;注浆导管引出端应设置在方便的,易于接近的部位。注浆导管任意部位均不得出现挤扁或直弯,以免影响浆液的流动,导管开孔端应临时封堵,以免异物进入。
8、注浆管破损部位应割除,并在割除部位重新设置已经安装好注浆导管的注浆管,并与两端原有注浆管进行过渡搭接。
9、在注浆管附近绑扎或焊接钢筋作业时,应采用临时遮挡措施对注浆管进行保护。
10、注浆管的注浆施工应符合下列规定:
(1)应选用自流平水泥、超细水泥等无机注浆材料,也可选用环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸等化学灌浆材料。注浆应在结构施工完毕、停止降水后进行,所有预埋的注浆管均应进行注浆封堵。
(2)注浆应从最低的注浆端开始,将材料向上挤压,为保证注浆效果宜使注浆液低压缓进。(3)注浆材料不再流入并且压力计显示没有或者几乎很少压力损失,应维持该压力至少2分钟。(4)注浆方案、注浆材料、注浆压力等应由施工、设计、监理单位根据现场具体情况共同制定,并对整个注浆过程进行检查分析,确保注浆效果满足防水要求。
(5)需要重复注浆时,应确保使用经过核准的注浆材料;任何留在注浆通道内的注浆材料必需在其固化前清除干净。7.4.2.5膨润土橡胶遇水膨胀止水条
膨润土橡胶遇水膨胀止水条属制品型产品,主要用于非迎水面结构的施工缝部位(楼板施工缝),断面尺寸为20×10mm。
1、止水条应安装在施工缝表面预留的凹槽内,施工缝表面、凹槽底和侧面均应坚实,并保证凹槽平整、干净,无油污、疏松、掉砂、起皮等部位。
2、止水条采用专用粘胶剂粘贴在施工缝凹槽内,粘贴应牢固,与基层地面密贴。粘贴不牢、空鼓部位用水泥钉固定。
3、止水条采用对接连接,对接部位应密贴、不得出现翘边现象。
4、已经遇水膨胀的要割除,并重新安装止水条。7.4.2.6水泥基渗透结晶型防水材料施工技术要求。
水泥基渗透结晶型防水材料涂刷在施工缝和桩头混凝土表面,用量1.5kg/m2。采用双层涂刷,两层之间的时间间隔根据选用材料的养护要求确定,一般宜为24~48h。
1、基层处理
(1)基层表面应坚实、干净,无浮灰,浮浆、油污、反碱、起皮、疏松部位。施工缝表面应按规范要求进行凿毛并清理干净。混凝土表面的脱落剂应清理干净。(2)基层过于光滑时,应打磨毛糙。
(3)基层表面应无积水,涂刷前,基层表面应保持湿润。
(4)施工缝表面如出现0.3mm的裂缝,应沿缝凿成U型槽,槽深不小于20mm,槽宽不小于20mm,然后用刚性封堵材料封严。
2、施工工艺
(1)水泥基渗透结晶防水材料可根据不同部位的施工缝(水平或垂直)可采用干撒法、涂刷法或喷涂法施工。
(2)采用涂刷法或喷涂法施工时,应分两道均匀涂刷,两道之间涂刷方向宜垂直,每道涂刷后,应根据选用材料的使用说明进行养护。
(3)采用涂刷法或喷涂法施工时,如基层干燥,则应进行充分润湿;如环境温度过高,涂层干燥过快时,会造成涂层材料缺水,水化反应进行不完全达不到相应的强度,甚至造成粉化。因此应及时适当喷雾湿润,使涂层水化反应充足,以提高涂层的粘结强度和渗透性。
3、注意事项
(1)涂层应均匀,不得漏涂。(2)雨前2h不得涂刷作业。
(3)应尽量避免高温(宜为5~25度环境温度)施工。(4)涂层未实干前不得触碰或上人。7.4.2.7 密封胶 结构顶板变形缝迎水面、变形缝背水面以及楼板变形缝上表面采用密封胶进行嵌缝处理时,应采用双组分聚硫密封胶。
1)嵌缝前,应按照设计要求的嵌缝深度除掉变形缝内一定深度的衬垫板,并将缝内表面混凝土面用钢丝刷和高压空气清理干净,确保缝内混凝土表面干净、干燥、坚实,无油污、灰尘、起皮、砂粒等杂物。变形缝衬垫板表面无堆积杂物。
2)缝内变形缝衬垫板表面应设置隔离膜,隔离膜可采用0.2~0.3mm厚的PE薄膜,隔离膜应定位准确,避免覆盖接缝两侧混凝土基面。
3)注胶应连续、饱满、均匀、密实。与接缝两侧混凝土面密实粘贴,任何部位不得出现空鼓、气泡、与两侧基层脱离现象。
4)密封胶表面应平整,不得突出接缝混凝土表面。5)嵌缝完毕后,密封胶未固化前,应做好保护工作。
1.1 施工注意事项 加强对SBS防水卷材的进场检验。首先检查SBS防水卷材外观质量,检查其断裂、皱折、孔洞、剥离、边缘整齐情况及是否涂盖均匀等项目。在外观质量检验合格后,再取样送指定试验室进行物理性能试验,检查拉伸性能、耐热度、柔性及不透水性等项目,合格后方可使用。SBS防水卷材粘结用的胶粘剂也应作物理性能的检验,重点检验其粘结剥离强度、浸水后粘结剥离强度保持率。防水层施工时,应先做好节点。附加层和屋面排水比较集中部位,如屋面与水落口连接处、檐口、檐沟、屋面转角处等的处理,然后由屋面最低标高处向上施工。本屋面采用冷粘贴施工。SBS防水卷材铺贴时,宜平行于屋脊,并按照“先远后近”的原则铺贴。铺贴时上下层SBS防水卷材不得相互垂直铺贴,其搭接缝应注意上下层及相邻两幅SBS防水卷材的搭接缝应错开;在檐沟与屋面的连接处采用叉接法搭接,搭接缝应错开,接缝留在屋面侧面,不宜留在沟底。SBS防水卷材防水层的搭接缝是屋面防水的薄弱环节之一,最易开缝而导致屋面渗漏,所以SBS防水卷材搭接缝宽度是确保防水层质量的关键。SBS防水卷材接缝的搭接宽度为100mm,在接头部位每隔1m左右处,涂刷少许粘剂,待其基本干燥后,再将接头部位的SBS防水卷材翻开临时粘结固定。将SBS防水卷材接缝的专用胶粘剂,用油漆刷均匀涂刷在翻开的SBS防水卷材接头的两个粘结面上,涂胶20秒左右,以指触基本不粘手后,用手一边压合一边驱除空气,粘合后再用压辊滚压一遍。
1.2 特殊部位施工要点 1 檐口
将铺贴到檐口端头的SBS防水卷材裁齐后压入凹槽内,然后将凹槽用密封材料嵌填密实。用压条固定时,钉子应嵌入凹槽内,钉帽及SBS防水卷材端头用密封材料封严。檐沟及水落口
檐沟SBS防水卷材铺贴前,应先对水落口进行密封处理。在水落口杯埋设时,水落口杯与竖管承插口的连接处用密封材料嵌填密实,防止该部位在暴雨时产生倒水现象,水落口周围直径500mm范围内用密封材料涂封作为附加层,厚度不少于2mm。水落口杯与基础接触处留出宽20mm、深20mm的凹槽,嵌填密封材料。
由于檐沟部位流水量较大,防水层经常受雨水冲刷或浸泡,因此在檐沟转角处先用密封材料涂封,每边宽度不少于30mm,干燥后再增铺一层SBS防水卷材作为附加层。
檐沟铺贴SBS防水卷材应从沟底开始,顺檐沟从水落口向分水岭方向铺贴,边铺边用刮板从沟底中心向两侧刮压,赶出气泡使SBS防水卷材铺贴平整,粘贴密实。铺至水落口的各层SBS防水卷材和附加层,均应粘贴在杯口上,用雨水罩的底盘将其压紧,底盘与SBS防水卷材间应满涂胶结材料予以粘贴,底盘周围用密封材料填封。水落口处SBS防水卷材裁剪方法见图1。泛水与SBS防水卷材收头
泛水由于处于屋面转角与立墙部位,结构变形大,容易受太阳曝晒,因此为了增强接头部位防水层的耐久性,应在该部位加铺SBS防水卷材。泛水部位SBS防水卷材铺贴前,应先进行试铺,将立面SBS防水卷材长度留足,先铺贴平面SBS防水卷材至转角处,然后从下向上铺贴立面SBS防水卷材。如先铺立面SBS防水卷材,由于SBS防水卷材自重作用,立面SBS防水卷材张拉过紧,使用过程易产生翘边、空鼓、脱落等现象。
摘要:我国高速公路建设自改革开放以来,经历了从无到有,从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时,传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求,而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能,与水稳定性,抗滑能力等内容,比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性,探究了加强对SBS改性沥青的学习,开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。
关键词:SBS改性沥青;改性沥青性能;改性沥青应用;沥青施工;工程效益;应用前景 1 前言
随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用,为适应道路路面的使用性能的要求,保证路面良好的使用状态,延长路面的使用寿命,就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力,低温抗裂能力,改善了沥青的水稳定性,提高了路面的抗滑能力,增强了路面的承载能力,提高了沥青的抗氧化能力,是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来,国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作,改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明,与其他改性沥青相比,SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出,SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。2 SBS改性沥青简介
SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体,是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物,SBS改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,同时,加入一定比例的专属稳定剂,形成SBS共混材料,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下,用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能,具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力,并极大地改善沥青的水稳定性,提高了路面的抗滑性能。SBS改性乳化沥青是以基质110#沥青[2]为基料,以SBS复合粘接剂为改性材料,而后添加乳化剂,在一定工艺流程下,经过掺配、混溶,制备成具有某种特性的改性沥青混合乳液。SBS改性乳化沥青因其良好的粘接性能、抗变形能力和温度稳定性在应用于道路沥青层间处理时取得良好的效果。以SBS改性乳化沥青代替普通沥青作透层、粘层,其防水、粘结、抗剪能力等方面都优于普通沥青,能有效地减少路面损坏,提高路面使用寿命。3 SBS改性沥青研究现状 3.1 改性沥青研究发展历程
随着道路交通量越来越大,车辆轴载越来越重,对沥青的要求就越来越高,为了提高沥青的性能,我们给沥青中加入各种性能优良,价格适中的改性剂即形成了改性沥青。近50年改性沥青的发展大致经历了四个阶段:
(1)1950-1960年,直接在沥青中掺入橡胶粉或胶乳,拌合搅匀使用;(2)1960-1970年,把丁苯合成橡胶以乳胶的形式按比例现场掺配使用;
(3)1971-1988年,除了合成橡胶继续应用外,热塑性树脂得到了广泛的应用;(4)1988年至今,SBS逐渐成为主导改性材料。3.2 沥青改性剂的类型
沥青改性剂种类较多,但是不同的改性剂都有其固有的特点,通过研究和应用[3],改性剂的使用品种和数量也在不断的变化。目前,国内外使用取得成牧并形成规模的主是要是各种聚合物,其他各类应用不多。用于道路改性的聚合物一般分为以下三类:橡胶类、树脂类和热塑性豫胶类。SBS属于热塑性橡胶类中应用最多的—种,SBS质轻多孔,既具有橡胶的弹性性质,又有树指的热塑性性质,因而兼有橡胶和树脂的特性,SBS改性沥青占据了聚合物改性沥青的65%以上。根据苯乙烯和丁二烯所含比例不同和分子结构差异,SBS分为线型结构和星型结构。SBS(星型)的改性效果最好,但在加工性能方面,线形要比星型加工容易得多。SBS的改性效果除了与SBS的结构相关外,还与SBS的分子量相关,分子量越大,改性效果越明显,但加工稍显困难。3.3 SBS改性沥青的各项性能
3.3.1 SBS改性剂对沥青力学性能影响
SBS橡胶的主要力学性能是黏性和韧性、蠕变性和回弹性。SBS 橡胶沥青的黏韧性或韧性都有很大的改善,说明SBS 橡胶沥青具有更好的抗冲击破坏能力和黏结力。并且随着SBS 橡胶掺量的增加,沥青的回弹性大大提高,经试验,SBS的掺量在1%-6%时回弹性增长幅度较大,掺量大于6%以后,回弹性增长趋于平缓。经试验,低粘度沥青比高粘度沥青制成的改性沥青弹性要好。
3.3.2 SBS改性剂对沥青低温性能的影响
SBS改性沥青的低温性能主要包括低温延伸度、当量脆化点、玻璃化温度。SBS沥青的低温延伸度随着SBS掺量的增大而增大,在3%-5%之间时,增加幅度最大,而超过5%以后增长较为缓慢。随SBS掺量的增加,SBS改性沥青的脆化温度和玻璃化温度都大大降低,说明SBS改性沥青的低温性能大大提高。3.3.3 SBS改性沥青感温性能
温度对沥青材料的影响至关重要,如果改性沥青混合料能承受温度变化的范围越宽,它就能承受夏季酷暑和冬季严寒,既不会高温软化发生永久变形,又不会在冬天发生开裂。,在SBS改性沥青的基础上,通过对不同辅助改性剂的复合使用进行辅助改性后,其改性沥青的延度和针入度大部分得到升高,提高了改性沥青在低温下的抗龟裂能力。改性沥青感温性能是以三种不同温度(15℃、25℃、30℃)之针入度,求取针入度指数(PI)来表示,PI值越低,温感性越高。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过一0.8。而改性沥青要求的针入度指数PI应在—0.2以上,改性沥青实际测定PI值均大于一0.2以上,说明改性沥青感温性能得到进一步改善。
3.3.4 改性沥青的弹性恢复性能 对于普通沥青来说,当沥青拉伸一定距离剪断后的恢复能力一般均很小,即拉伸长度无法恢复原状。而对于改性沥青,其弹性恢复能力关系到沥青路面受外力作用后变形是否恢复(或接近)原状,是否有效地抵抗外力的作用。当改性沥青弹性恢复均达到92%以上,远超过我国JTJ036—98规定的技术指标要求[5],基质沥青掺加SBS改性剂后,弹性恢复性能达到了最好效果。SBS改性沥青的施工问题[3] SBS沥青是一种弹性塑胶类改性沥青,与AH-70基质沥青相比,其粘度、软化点明显增加,因此决定了SBS沥青与普通沥青在运输储存与面层施工等方面有不同的要求,只有正确使用才能达到预期效果。4.1 改性沥青运输要求
SBS沥青出厂装车温度≥160℃,采用有保温设施的沥青专用车运输,运到现场应大于14℃,温度过低将无法卸车。4.2 改性沥青储存要求
SBS沥青应使用单独的储存罐,避免与其它沥青混合,降低改性沥青的性能;储存温度不宜超过150℃,若高于150℃长期储存(1周或更长时间),会破坏SBS结构,导致性能下降;如果因雨季或其它原因,需长期储存(1个月之内),应降致130℃以下,使用时建议采用加热盘管或导热油加热,并加于搅拌;SBS沥青在正常贮存条件下,保质期—般为30天。4.3 改性沥青泵送要求
当生产沥青混合料时需要将沥青泵送到混合料拌和楼中,由于改性沥青粘性较大,为了确保过滤网眼不被堵塞,建议使用网眼较大的过滤器(95mm以上),同时加强沥青管线的保温措施。
4.4 施工温度要求
根据改性沥青与基贡沥青的粘温曲线,SBS沥青比基质沥青的温度要提高15-20℃,及试验路的铺筑情况,建议出料温度185℃左右,前2车出料温度提高5℃,初压不低于165℃,碾压终了不低于120℃。4.5 碾压要求
初压:1台钢轮紧跟摊铺机碾压,复压:1台钢轮紧接着碾压2~3遍,胶轮1遍,终压:l台钢轮静压光面2遍。钢轮碾压时喷水量以保持钢轮湿润就行,不宜过大。坚持“紧跟慢压,高频低幅”的碾压八字方针,不少压漏压,力争在高温下碾压密实。SBS改性沥青混合料摊铺温度应控制在170℃~180℃,不得低于160℃。摊铺时应尽量连续不断施工,以减少摊铺机和压路机的停顿,应尽量减少横缝,提高其面层平整度。为提高路面的平整度,表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。由于SBS改性沥青粘度较大,粘附力强,用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构[4],胶轮易粘附混合料细颗粒,影响平整度,所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。摊铺速度应控制在2m/min,做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,禁止随意变换速度或中途停顿。5 SBS改性沥青的工程效益 5.1经济效益[1] 高速公路的建设成本除了初期投资之外,还应包括使用阶段的维修养护费用和营运费用在内,即通常所说的全过程成本经济效益。如果使用SBS改性沥青的费用能在防止早期破坏,减少维修养护,延长路面使用寿命方面得以回报,总的费用不仅不会增加,反而会有很大的节省。有研究[6]表明,SBS改性沥青的高温性能明显优于普通沥青,同时,SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂以及疲劳性能都比普通沥青混合料有较大幅度的提高,从而减小了路面破损产生的概率,这样可以推迟路面维修周期。国外的研究资料表明,沥青路面使用改性沥青后,可以推迟路面维修周期至少3年以上,如果按照每千米高速公路每年的养护费用8万元计算,可以节省养护费用3 240万元,因此,总造价会节省976万元.另外,即使路面进入维修期,改性沥青路面出现坑槽、龟裂等病害的概率也要低于普通沥青路面,维修养护工作量要比同期的普通沥青路面减少很多,这样也可以节省大量的资金。5.2 社会效益[1] 由于减少了路面破损养护维修的概率,路面维修所造成的社会影响相应会减小,同时降低了由于维修路面需要封路而造成交通事故的机会,大大提高了高速公路运营的安全性,社会效益不可估量。SBS改性沥青的应用前景
6.1 SBS改性沥青的主要应用范围
(1)新建高等级公路沥青路面的铺装;
(2)道路养护维修,特别是道路大修中的应用;
(3)特殊铺装,如复合式路面、桥面铺装、机场道面以及其他特殊地段;
(4)特殊性路面,如排水性路面、沥青玛蹄脂碎石路面SMA等高性能使用路面;(5)其他特殊用途,如水泥混凝土路面填缝材料。小桥梁无缝伸缩处理技术、层面防水、大坝防水等;
(6)生产建筑防水用沥青卷材;(7)生产沥青防水胶。
6.2 SBS改性沥青的推广与发展
随着SBS改性沥青在我国进一步推广,其必将在我国的道路建设中发挥重要作用。SBS改性沥青混凝土的配合比设计和生产施工尤其特殊性,成熟的施工工艺是必要的质量保证手段,总结SBS改性沥青施工技术与经验,有利于提高SBS改性沥青混凝土的使用效果,打造出优良的路面工程。
我国改性沥青的研究与应用尚处于初级阶段。在改性沥青的研究中,已经取得许多宝贵的经验,在推广中也取得了许多重要的成果。不断降低科研和应用成本,获得最优的性能价格比,注意环保与节能及可持续发展,是改性沥青研究与广泛推广应用的基本要素。及时掌握信息,认真学习国外经验,促进资源共享,进行系统性的合作研究是加快改性沥青研究与广泛推广应用的有效途径。7 结语
随着SBS改性沥青试验研究的不断深入,生产工艺和设备的不断完善,改性沥青路面施工技术的不断总结,SBS改性沥青在高等级公路、城市干道和机场跑道等的应用,显著提高了路面的使用性能,延长了路面使用寿命,大大降低了养护费用,收到了良好的社会与经济效益。SBS已经成为目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,也成为我国今后道路沥青改性剂的发展方向。而作为本专业未来的接班人,我们大学生有责任在学好专业知识的前提下不断丰富自己的课外学习,了解最新的道路材料科研进展。学在当下,积极参与身边的科学研究活动,推动对像SBS改性沥青一样的新型道路工程材料的研究发展,最终必将造福全人类。正文字数:4296 参考文献
[1] 王晓初,朱浮声,王奕鹏.SBS改性沥青路面经济效益和应用前景分析. 沈阳大学学报.2004, 16(6)[2] 陈志刚,袁腾方,刘小平.改性沥青在道路工程中的应用.湖南交通科技.2012,38(4)[3] 毛渝茸.关于SBS改性沥青的研究现况与应用前景.黑龙江科技信息.2010(2)[4] 刘存柱.SBS改性沥青性能研究及其应用.辽宁省交通高等专科学校学报.2004,6(3)[5]
关键词:SBS改性沥青,沥青路面,施工工艺,质量控制
道路工程中,对沥青混凝土路面的性能要求是,必须具有足够的强度、稳定性、平整度、抗滑性和尽可能低的扬尘性。随着我国交通运输业的飞速发展,交通量及车辆大型化、重载超载车的比例不断增加,高温车辙、低温脆裂等病害严重影响着沥青混凝土路面的使用质量。为了增强沥青混凝土路面的抗行车破坏能力,提高其使用寿命,目前我国各地高等级的路面设计都采用了新材料,新技术。沥青混凝土路面的上面层普遍采用各种改性沥青,在结构设计和施工工艺上也都进行了研究和调整。本文探讨了SBS改性沥青路面的施工工艺,并对平整度的质量控制进行了详细分析。
1 SBS改性沥青及其使用要求
1.1 SBS改性沥青简介
SBS(高分子聚合物)沥青作为一种改性沥青胶结料,在上世纪90年代就已在国外出现,它是在原有基质沥青的基础上,掺加SBS改性剂,与原沥青相比,改性后沥青的高温粘度增大,软化点升高。在良好的设计配合比及路面结构厚度和施工条件下,正确使用可以显著提高沥青面层的抗车辙性能,增加耐久性,增加抗老化能力,延长公路的寿命。
目前,制备SBS改性沥青主要采用胶体磨法和高速剪切法,其制备原理都是通过动环和静环之间切变力的作用将SBS颗粒剪切成微米级的细小微粒均匀分散在沥青中。SBS以细小均匀状态分布于沥青中是SBS能够与沥青达到良好相容的前提,是充分发挥改性效果的保证。
SBS加入到沥青中以后,SBS微粒受到沥青中饱和分、芳香分的作用发生溶胀,均匀分散在沥青中,使沥青的组分构成比例发生变化,从而使改性沥青体系的路用性能得到大幅度的提高。SBS对沥青的改性程度以及在沥青中的分散状态因SBS的结构、SBS在沥青中的含量以及基质沥青的组分不同而变化。对路用SBS改性沥青而言,最理想的形态结构应该是SBS相和沥青相互相贯穿的两相互锁结构(当SBS含量在5%左右),在这种情况下,沥青的路用性能得到明显的提高。除了物理改性机理外,沥青中存在着羟基、碳基和酯基等有机官能团,可以和许多物质发生化学反应,产生化学交联或化学加成,生成新的化学键。沥青质上的酸性或碱性基团能与低分子化合物或其他添加物的相应基团发生加成、交联或接枝等化学反应,形成较强的共价键或离子键,改变沥青的化学结构和改善沥青的化学性质。
1.2 SBS改性沥青的使用要求
为了起到改善、提高路用性能,或达到特殊使用目的,应针对各种使用目的对改性沥青混合料进行相应的试验。大量试验表明,改性沥青混合料的高温稳定性能主要用“沥青混合料车辙试验”方法测定动稳定度,其结果能较好地反映沥青混合料的路用性能。以“低温弯曲蠕动试验”方法的应变速率作为沥青混合料的低温抗裂性能指标,采用低温弯曲试验的破坏应变指标作为改性沥青混合料低温抗裂性能的过渡指标。混合料的水稳定性能指标应符合以下两个要求:1)采用“沥青混合料马歇尔稳定度试验”方法测定的48h浸水马歇尔稳定度试验残留稳定度不应小于80%;2)采用“沥青混合料冻融劈裂试验”方法测定的劈裂强度比不应小于80%。
1.3 SBS改性沥青混合料的配合比设计
沥青混合料配合比设计级配应采用贝霄法进行设计,级配选择原则:AC-13Ⅰ型混合料2.36rnrn以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤。矿粉含量不超过沥青含量,小于0.075rnrn部分与沥青含量之间的比值即粉料比应在1~1.2之间,对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.5%~5%。对沥青混合料的试验项目及技术要求:击实次数(次)双面各75;沥青混合料的理论最大相对密度以实测法为准;稳定度(k N)>7.5;流值(0.1 mm) 20~40;空隙率A(%)3~6;饱和度VFA(%)70~85;矿料间隙VMA(%)根据最大粒径参照规范;击实温度(℃)160;残留稳定度(%)>80;车辙试验动稳定度 (次/mm) >2000。
2 SBS改性沥青混凝土路面的施工工艺
2.1 铺筑试验段
改性沥青路面在正式摊铺前,必须铺筑200m的试验段,进行试拌、试铺、试压,并据此制定施工组织设计,填写试验路的技术总结报告,经驻地监理批准后才能正式摊铺施工。经过试验段的铺筑和质量检验后,在正式摊铺前应确定混合料的拌和温度、拌和时间;确定混合料运达温度、摊铺温度、松铺系数和摊铺速度;确定压实温度、压路机类型组合、行走速度、压实遍数和碾压时间等相关参数,及时发现施工中的问题,完善施工计划,确定最佳施工方案。
2.2 处理下承层并洒布透层油
彻底清扫、冲洗下承层的污染物,对下承层的标高、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,对下承层的坑槽、松散等病害及时处理。病害处理完后,用智能乳化沥青洒布车在路面上喷射乳化沥青透层油,透层油用量控制在0.3~0.4kg/m2之间,且应洒布均匀,局部少洒或多洒的地段应用人工补洒或予以刮除。透层油要渗透入基层的深度不小于5mm,并能与基层联结成为一体,待乳化沥青破乳且水分蒸发后,撒上一层3~5 mm的碎石,防止行人和车辆粘起。
2.3 沥青混合料的摊铺
混合料摊铺前对熨平板进行加热,加热温度不得低于100℃。摊铺机应调整到最佳工作状态,调好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配;螺旋布料器内混合料表面以略高于螺旋布料器2/3为度,使熨平板挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致,避免摊铺层出现离析现象。尽可能地采用两台摊铺机联机作业,同时摊铺,两台摊铺机前后错开10~20m,两幅之间应有30~60mm左右宽度的搭接,并躲开车道轮迹带。同时注意天气的变化,防止沥青混合料遭雨淋。
2.4 沥青混合料的碾压
SBS改性沥青混凝土路面最好采用刚性碾碾压,并在碾压过程中严格控制好碾压温度,严禁在低温条件下进行碾压,碾压终了温度应不低于120℃。SBS改性沥青混合料应按照“紧跟一慢压一高频一低幅”进行碾压,压路机必须紧跟摊铺机之后。压实速度控制在4~5km/h。碾压速度要均衡,对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压,消除辗压接头轮迹。碾压方向由路面低处压往高处,第一遍压边时应预留30cm左右的边缘不碾压,第二遍将其压实。碾压作业段的起始点应有标志,最好插旗表示,以避免出现漏压现象。在桥梁、涵洞和通道等构造物的接头处等摊铺机和压路机难以正常操作的部位,要辅以小型机械或人工操作快速进行,保证其施工温度。
2.5 接缝处理
单幅摊铺产生的纵向接缝,在摊铺混合料尚未完全冷却前要留有毛茬,摊铺另幅时在接缝处涂刷粘层油,两幅搭接的长度为5~10cm,压路机要齐缝压实。应尽可能地减少横缝。为提高平整度,一般采用切割成垂直面的方法,可在SBS改性沥青混凝土路面完工后,稍停一停,在其尚未冷却之前,就切割好。继续摊铺前,应将摊铺层锯切时留下的灰浆擦洗干净,并涂上少量粘层沥青,摊铺时应对接缝处进行预热处理,摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺。
2.6 养护
碾压后的路面在冷却前,任何车辆机械不得在路面上停放(包括加油、加水的压路机),并防止矿料、杂物、油料等落在新铺的路面上。沥青混合料路面应完全自然冷却,路面冷却至50℃才能开放交通;需要提前开放交通时,可洒水冷却降低混合料温度。
3 SBS改性沥青混凝土路面平整度的质量控制
3.1 质量控制体系的确立
加强质量管理工作,在明确项目经理是第一责任人的前提下,建立以总工程师为主、副总工程师负责的施工技术保障体系,及由试验中心、测量组、质检中心三位一体的工程质量保证体系。拌和楼完全置于试验中心的监控之下,测量队负责放样测量工作,质检中心负责全段的质量检查和质量评定工作。
加强人员的的认可与培训,检查工作人员是否持证上岗。施工前按作业指导书的内容对操作人员进行技术交底,保证按施工规范施工,现场技术员、质检员、现场监理员切实发挥出应有的作用。加大原材料、混合料及成品路面抽检工作,主要包括原材料、混合料及面层质量各个指标的检查。
3.2 质量控制要点
3.2.1 原材料控制
选用合格且优质的原材料,是确保沥青面层达到优质工程标准的主要技术措施。粗集料质地坚硬、清洁,中、下面层采用石灰岩等碱性石料,上面层采用玄武岩或辉绿岩等磨光值较高的石料,技术要求符合规范。细集料采用质地坚硬、清洁、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,中、下面层采用石灰岩,上面层采用玄武岩。在混合料中天然砂的含量不宜超过集料总量的20%。采取定期或定批地进行检验,压碎值、磨耗损失、针片含量、密度、含泥量等各项指标应满足质量标准,同时应具有良好的级配,确保路面的压实度和改性沥青用量。填料采用石灰岩碱性石料磨细得到的矿粉,矿粉必须干燥、清洁,矿粉质量要求符合规范要求。堆放各种矿料的地坪必须硬化,并具有良好的排水系统,避免材料被污染;各品种材料间应用墙体隔开,以免相互混杂。
3.2.2 机械设备的检查
施工前必须对拌和厂及沥青路面施工机械和设备配套情况、性能、计量精度等进行细致的检查,包括对摊铺机各工作装置及其调节机构进行检查。运输车的数量要根据生产能力、车速、运足巨等情况综合考虑,所需的总运力(载重量×车量数)应根据拌和机实际作业时的拌和能力结合拌和厂至施工现场的运距来确定。必须保证摊铺机前应有3辆车等待卸料,宜采用12T以上的运料车供料,做到:“宁可运料车等候摊铺,也不能摊铺机等候运料车”。
3.2.3 混合料的拌和与运输
混合料生产要严格把关,不合格混合料严禁使用。通过抽提试验和马歇尔试验对矿料级配、沥青用量、混合料的密度和空隙率VV、VMA、VCA等指标进行调控,同时检测其稳定度和流值;通过温度检测,对改性沥青生产的四大温度(沥青加热温度、改性沥青制作温度、改性沥青最高加工温度、集料加热温度)进行控制,做到不合格材料严禁进场,确保混合料的质量。
运输混合料的车应专车专用,保持清洁。车厢侧板和底板可涂一薄层油水混合液,防止沥青混合料与车厢板粘结。运料汽车行驶速度不宜过快,防止混合料离析。运料车应用苫布覆盖,用以保温、防雨、防污染。设专人指挥运输车辆,运料车应在摊铺机前10~30cm处停住,刹车要适度,不得撞击摊铺机,卸料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。
3.2.4 施工过程的平整度控制
要达到预期的平整度,除了确保基层的平整度外,沥青混合料的摊铺工艺至关重要。摊铺机均匀、连续不间断地摊铺,期间不得随意变换速度或中途停顿,是确保路面平整度核心和关键。一般要做好以下几点:处理好横向接茬,提高碾压温度,控制碾压长度,一般控制在50m。加强保温措施,摊铺后立即碾压,压实机械与摊铺机之间距离仅3~4m,初压速度不宜超过2.5 km/h,适当提高复压时的碾压速度。
4 结语
SBS改性沥青混合料路面施工是一项技术性强,涉及范围比较广的一个系统工程。随着SBS改性沥青在我国的推广,必将在我国的高等级道路建设中发挥重要作用。施工中通过采用质量合格的原材料、现代化的施工机械设备、高素质的施工技术人员及成熟的施工工艺,运用先进的管理方法来确保证SBS改性沥青路面的质量。
参考文献
[1]李双瑞, 林青, 董声雄.SBS改性沥青机理研究进展[J].高分子通报, 2008.
【摘 要】住宅屋面的防水卷材工程日渐收到施工重视,SBS改性沥青防水卷材的施工质量直接影响着防水工程的质量,因此,其质量控制显得尤为重要。本文主要结合SBS 改性沥青防水卷材的施工质量控制进行详细的阐述。
【关键词】改性沥青;防水卷材;施工质量
1.施工准备
1.1作业条件
施工前期审核图纸,编制防水工程的施工方案,屋面的防水工程必须由具备相应的资质等级的施工技术施工队进行施工,作业人员还需要持证上岗。找平层施工完毕,并经养护、干燥,含水率不大于9%。找平层坡度应符合设计要求,不得有空鼓、开裂、起砂、脱皮等缺陷。各种阴阳角、管根抹圆角。
立面上卷最小高度要保证≥250mm。 做好挑沿、女儿墙、人孔、沉降缝等防腐木砖;沉降缝顶要做坡以利于铁皮封盖。下水口的位置、出墙距离不能影响雨漏斗的安装,不能与各楼层的通气孔、空调孔紧贴。
安全防护到位并经安全员验收,备好卷材及配套材料,存放和操作应远离火源.防止发生事故。出屋面的各种管道、避雷设施施工完毕,会同专业技术负责人、相关工长、质检员进行工序交接检查,合格后填写相应检查、验收表格,方可进行防水层的施工。
如屋面找平层和保温层干燥有困难,可与设计单位洽商,采用排气屋面,屋面有保温层时,在找平层上留排气槽;采用花粘、条粘、空铺第一层卷材或第一层为打孔卷材,便于基层排出水分。
排气道要纵横贯通,不得堵塞,留出排气孔应与大气连通,其数量应根据基层潮湿程度和屋面构造情况确定,排气道问距宜为6m,以36m2留一孔为宜,并要做好防水处理;采用花粘、条粘、空铺或第一层打孔卷材时,在檐口、屋脊和屋面的转角处特殊部位,至少应有80cm宽的卷材满涂CⅩ一404牢固贴在基层上。
1.2材料及要求
规格、材质:满足设计要求。
防水卷材:三元乙丙橡胶防水卷材。必须有出厂质量合格证,有相应资质等级检测部门出具的检测报告、产品性能和使用说明书;进场后应进行外观检查,合格后按规定取样复试,并实行有见证取样和送检。
底胶:聚氨酷底胶(相当于冷底子油)分甲、乙两组份,甲为黄褐色胶体,乙为黑色胶体。
CX一404胶:用于基层及卷材粘结,为黄色混浊胶体。聚氨酷涂膜材料;用于处理接缝、增补、密封处理.分甲、乙组份。基括结剂:用于卷材接缝,分A、B两组份,A为黄浊胶体,B为黑色胶体。聚氨酯嵌缝膏:用于密封卷材收头部位,分甲、乙组份。二甲苯或乙酸乙酯:用于稀释或清洗工具。
1.3施工机具
电动搅拌器、高压吹风机、铁辊、手持压滚、压子、小平铲、铁桶、汽油喷灯、剪刀、钢卷尺、笤帚、小线、粉笔、红土粉等。
2.防水卷材的施工工艺
基层清理→涂刷基层处理剂→附加层施工→卷材与基层表面涂胶—(晒胶)→卷材铺贴→卷材收头粘结→卷材接头密封→蓄水试验→做保护层。
2.1清理基层
防水层施工前将已验收合格的基层表面清扫干净,不得有浮尘、杂物等影响防水层质量的缺陷。
涂刷基层处理剂:涂布聚氨酯底胶。
2.2涂刷聚氨酯底胶
聚氨酷底胶的配制:聚氨酷材料按甲:乙=1:3(重量比)的比例配合,搅拌均匀即可施工;也可以由聚氨酯材料按甲:乙:二甲苯=1:1.5:1.5的比例配合,搅拌均匀进行施工。
涂刷聚氨酯底胶:大面积涂刷前,用棕刷蘸底胶在阴阳角、管根、水落口等细部复杂部位均匀涂刷一遍聚氨酪底胶,然后用长把滚刷在大面积部位涂刷。涂刷底胶(相当于冷底子油)厚度应一致,不得有漏刷、花白等现象。
2.3附加层施工
阴阳角、管根、水落日等部位必须先做附加层,可采用自粘性密封胶或聚氨酷涂膜、也可以铺贴一层合成高分子防水卷材处理,应根据设计要求确定。
2.4卷材与基层表面涂胶
卷材表面涂胶:将卷材铺展在干净的基层上,用长把滚刷蘸CX一404胶滚涂均匀。应留出搭接部位不涂胶,边头部位空出100mm。
涂刷胶粘剂厚度要均匀,不得有漏底或凝聚块类物质存在;卷材涂胶后10~20min静置干燥,当指触不粘手时,用原卷材筒将刷胶面向外卷起来,卷时要端头平整,卷劲一致,直径不得一头大,一头小,并要防止卷入砂粒和杂物,保持洁净。
基层表面涂胶:巳涂底胶干燥后,在其表面涂刷CX一404胶,用长把滚刷蘸CX一404胶,不得在一处反复涂刷,防止粘起底胶或形成凝聚块,细部位置可用毛刷均匀涂刷,静置晾干即可铺贴卷材。
2.5卷材铺贴
卷材及基层巳涂的胶基本干燥后(手触不粘,一般20min左右),即可进行铺贴卷材施工。卷材的层数、厚度应符合设计要求。
卷材应平行屋脊从檐口处往上铺贴,双向流水坡度卷材搭接应顺流水方向,长边及端头的搭接宽度,如空铺、点粘、条粘时,均为100mm;满粘法均为80mm,且端头接茬要错开250mm。
卷材应从流水坡度的下坡开始,按卷材规格弹出基准线铺贴,并使卷材的长向与流水坡向垂直。注意卷材配制应减少阴阳角处的接头。
铺贴平面与立面相连接的卷材,应由下向上进行,使卷材紧贴阴阳角,铺展时对卷材不可拉得过紧,且不得有皱褶、空鼓等现象。
卷材末端收头及边嵌固:为了防止卷材末端剥落,造成渗膏或其他密封材料封闭.当密封材料固化后,表面再涂刷一层聚氨酯防水涂料,然后压抹107胶水泥砂浆压缝封闭。
2.6卷材接头粘贴
合成高分子卷材搭接宽度:满粘法80mm,空铺、点粘、条粘法100mm。
合成高分子卷材搭接缝用丁基胶粘剂A、B两个组份,按l:l的比例配合搅拌均匀,用油漆刷均匀涂刷在翻开的卷材接头的两个粘结面上,静置干燥20min,即可从一端开始粘合,操作时从里向外一边压合,一边排出空气,并用手持小铁压辊压实,边缘用聚氨酷嵌缝膏封闭。
2.7防水层蓄水试验
卷材防水层施工后,经隐蔽工程验收,确认做法符合设计要求,应做蓄水试验,确认不渗漏水,方可施工防水层保护层。
2.8保护层施工
在卷材铺贴完毕,经隐检、蓄水试验,确认无渗漏的情况下,非上人屋面用长把滚刷均匀涂刷着色保护涂料;上人屋面根据设计要求做块材等刚性保护层。
2.9成品保护
已铺好的卷材防水层,应及时采取保护措施,防止机具和施工作业损伤。屋面防水层施工中不得将穿过屋面、墙面的管根损伤变位。 变形缝、水落管日等处防水层施工前,应进行临时堵塞,防水层完工后,应进行清除,保证管、缝内通畅,满足使用功能。防水层施工完毕,应及时做好保护层施工中不得污染巳做完的成品。
3.应注意的质量问题
卷材防水层空鼓:多发生在找平层与卷材之间,尤其是卷材的接缝处:原因是基层不干燥,气体排出不彻底,卷材粘结不牢,压得不实;应控制好各工序的验收。
卷材屋面防水层渗漏:加强细部操作,管根、水落管囗、伸缩缝和卷材搭接处,应做好收头粘结,施工中保护好接槎,嵌缝时应清理,使千净的接搓面相粘,以保证施工质量,认真做蓄水试验。
积水:屋面、檐沟泛水坡度做得不顺,坡度不够,屋面平整度差。施工时基层找平层泛水坡度应符合要求。
4.结语
综上所述,SBS改性沥青施工过程中不仅需要将工程施工质量进行综合性调控,还需要针对工程施工质量调控措施进行根本性改善,以期提高工程施工质量。
【参考文献】
[1]曹海洋.谈SBS改性沥青防水施工工艺及操作要点[J].山西建筑,2012,(12).
[2]张德鹏,SBS沥青卷材屋面工程施工要点分析[J].河南建材,2012,(12).
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