【正文】 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 論文成績(jī) 答辯成績(jī) 總評(píng)成績(jī) 改性瀝青路面施工與控制技術(shù) 學(xué) 生：郭悅寶 指導(dǎo)教師：李云峰 專 業(yè)：道橋工程 檢測(cè) 技術(shù) 摘 要 改性 瀝青在高等級(jí)公路、城市干路和機(jī)場(chǎng)跑道等的應(yīng)用，顯著的提高了路面的使用性能，延長(zhǎng)了路面的使用壽命， 大大降低了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，收到良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞： 改性瀝青 配合比設(shè)計(jì) 施工工藝 質(zhì)量控制技術(shù) Modified Bituminous Pavement Construction and Control Technology Graduate: Guo Yuebao Supervisor: Li Yunfeng Major: highway and bridge examination technology Abstract The modified asphalt has been used in the firstclass highway, the city main route and the runway and so on the application, the remarkable enhancement operational performance of pavement, lengthenes the road pavement service life, reduced the maintenance cost greatly, receives the good social and the economic efficiency. It has the good high temperature stability, the crack resistance in low temperature。 Enhances pavement bearing capacity。 (3)與汽車輪胎的附著力較好，可保證交通安全 。但是隨著交通量的增長(zhǎng)，瀝青路面出現(xiàn)了不同程度的破壞現(xiàn)象，降低了瀝青路面的使用壽命。瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)是近年來(lái)在國(guó)際 上出現(xiàn)的一種非常引人注目的新型瀝青混合料，以其優(yōu)良的抗車轍性能和抗滑性能以及低溫抗裂性能而聞名于世。改性瀝青是在原有的基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上，摻加改性劑，改性后的瀝青與原有的瀝青相比之下，軟化點(diǎn)升高。全國(guó)各地都在進(jìn)行改性瀝青和改性瀝青混合料技術(shù)的研究，但都沒(méi)有形成與工業(yè)化生產(chǎn)相稱的 規(guī)模，重復(fù)性研究層出不窮，浪費(fèi)大量人力物力財(cái)力。 [2]進(jìn)一步研究適用于我國(guó)評(píng)價(jià)聚合物改性瀝青效果的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，研究施工 質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，以及相應(yīng)的試驗(yàn)方法等。 [4] 對(duì)改性瀝青性能與改性瀝青混合料的性 能的相關(guān)性進(jìn)行深入系統(tǒng)的研 究，提高對(duì)改性瀝青混合料技術(shù)性能的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步保證并提高改性瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能，并指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。由于國(guó)產(chǎn)瀝青含蠟量大、溫度敏感性強(qiáng)，瀝青混合料鋪筑的路面高溫易流塑，產(chǎn)生車轍與擁包，低溫易 脆裂產(chǎn)生裂縫，問(wèn)題十分嚴(yán)重，魚(yú)待解決，故解決國(guó)產(chǎn)瀝青高低溫性能是重中之重。用于改性的聚合物種類很多，一般將其分為 3 類 : [1]橡膠類 :如天然橡膠 (NR)、丁苯橡膠 (SBR)、氯丁橡膠 (CR)、丁二烯橡膠(BR)、乙丙橡膠 (EPDM)等。熱固性樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂 (EP)等。不同等級(jí)的技術(shù)要求實(shí)際卜是根據(jù)不同的氣候分區(qū)進(jìn)行選擇的。 根據(jù)不同的荷載條件選擇 不同的道路所承受的汽車荷載不一樣，對(duì)旅游道路等主要供輕型車行駛的道 路，產(chǎn)生車轍的可能性較小，主要考慮行車舒適和氣候因素，對(duì)抗裂性能的要求是重點(diǎn)，可選擇 SBS、 SBR 等；對(duì)以載重汽車為對(duì)象的高速公路、一級(jí)公路，尤其是重車比例大、超載車多的某些干線公路，如運(yùn)煤干線公路，主要的目的是抵抗車轍、擁包等永久性變形，則可考慮采用 SBS、 PE、 EVA 等改性劑。使用者必須根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的加工方式和改性劑。這些 試驗(yàn)結(jié)果，實(shí)際上反映了改性瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫柔軟性、彈性、耐老化性等。星型 SBS 的綜合改性效果略優(yōu)于線型 SBS, EVA 次之， EVA 改性瀝青適用于炎熱地區(qū)和一般溫暖地區(qū)，但不宜用于寒冷地區(qū)， PE 對(duì) 瀝青的高溫性能有所改善，其它性能都沒(méi)有明顯改善，改性效果最差，除適用于炎熱地區(qū)外，溫暖和寒冷地區(qū)都不適用〔見(jiàn)表 23) 。 不同條件下適應(yīng)的改性瀝青 表 23 改性瀝青 炎熱地區(qū) 溫暖地區(qū) 寒冷地區(qū) SBS改性瀝青 適用 適用 適用 EVA改性瀝青 適用 適用 不適用 PE改性瀝青 適用 不適用 不適用 用 SBS 改 性的優(yōu)越性突出表現(xiàn)在 :使軟化點(diǎn)大幅度提高 (軟化點(diǎn)由 48℃增加到 72. 5℃以上 )的同時(shí)，又使低溫延度明顯增加 ((5℃延度由 7. 8 增加到 28. 1),感溫性得到很大改善，且彈性恢復(fù)率特別大，所有指標(biāo)都比較好，這一點(diǎn)是很可貴的。 由于 SBS 改性瀝青混合料體現(xiàn)出其它改性劑無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)改性瀝青混合料的發(fā)展方向應(yīng)該以 SBS 改性瀝青作為主要方向。一般認(rèn)為橡膠類和熱塑性橡膠類 改性瀝青與酸性石料的粘附性都很好，但樹(shù)脂類改性瀝青對(duì)某些酸性石料的粘附性改善并不明顯。 細(xì)集料 細(xì)集料包括人工砂、天然砂。但是天然砂與瀝青粘附性較差，但其顆粒形狀基本近于球形，故對(duì)于高溫抗車轍性能極為不利。機(jī)制砂是細(xì)集料的首選材料。 填充料 （ JTG F402020）用于改性瀝青混合料面層填料應(yīng)潔凈、干燥，其質(zhì)量應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定外還特別強(qiáng)調(diào)： 改性瀝青混合料的填料必須為石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等增水性石料經(jīng)磨細(xì)得到礦粉，礦粉中不應(yīng)含有泥土等雜質(zhì)。但是，由于在使用消石灰粉、水泥后會(huì)與水分、空氣發(fā)生反應(yīng)，變?yōu)闃O性氧化物，進(jìn)而形成水泥石和碳酸鈣，摻如過(guò)多，會(huì)使瀝青混合料變脆，所以要限制使用，規(guī)范規(guī)定其用量不宜超過(guò)礦第三章 配合比設(shè)計(jì) 11 料總量的 2%。 改性瀝青混合料礦粉質(zhì)量要求（ＪＴ G Ｆ４０－2020） 項(xiàng)目 單位 高速公路一級(jí)公路 其它等級(jí)路 試驗(yàn)方法 表觀密度，不小于 t/m3 Ｔ０ 3 5 2 含水量，不大于 ％ 1 1 Ｔ０１０３烘干法 粒度范圍＜０ .６ｍｍ ％ 100 100 Ｔ０３５３ ＜１ .１５ｍｍ ％ ９０～１００ ９０～１００ ＜０ .０７５ｍｍ ％ ７５～１００ ７０～１００ 外觀 無(wú)團(tuán)結(jié)顆粒 親水系數(shù) ＜１ Ｔ０３５３ 塑性指 數(shù) ＜４ Ｔ０３５４ 加熱安定性 實(shí)測(cè)記錄 Ｔ０３５５ 改性瀝青技術(shù)要求 針入度 25 0C， 100g， 5 s（ ）最小 60 針入度指數(shù) PI 最小 [1] 延度 5oC 5cm/min（ cm） 最小 30 軟化點(diǎn) TR167。有條件時(shí)應(yīng)測(cè)定改性瀝青 60 oC時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度，用毛細(xì)管法測(cè)定。木質(zhì)素纖維的質(zhì)量，應(yīng)符合表22 的技術(shù)要求其他纖維品種的質(zhì)量可參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)要求執(zhí)行，其長(zhǎng)度不宜大于 6mm。對(duì)每份試樣應(yīng)加熱后一次澆滿所需的試模，不宜重復(fù)加熱使用。 級(jí)配 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)級(jí)配應(yīng)采用貝雷法進(jìn)行設(shè)計(jì)，級(jí)配選擇原則： AC13I型混合料 以下篩孔通過(guò)量應(yīng)取級(jí) 配下限以達(dá)到密實(shí)、嵌擠。因此，需要對(duì)瀝青混合料的體積指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步限制，如下表 2－ 4所示： 改性瀝青混合料技術(shù)指標(biāo) 表 24 試驗(yàn)項(xiàng)目 技術(shù)要求 備注 擊實(shí)次數(shù)（次） 雙面各 75 瀝青混合料的理論最大相對(duì)密度以實(shí)測(cè)法為準(zhǔn) 穩(wěn)定度（ KN） 〉 流值（ ） 2040 空隙率 AV（ %） 3— 6 飽和度 VFA（ %） 7085 礦料間隙 VMA（ %） 根據(jù)最大粒徑參照規(guī)范 擊實(shí)溫度（ oC） 160 殘留穩(wěn)定度（ %） 〉 80 車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度（次 /mm） 〉 2020 注意事項(xiàng) 改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)過(guò)程中以下問(wèn)題值得注意。 改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)符合以下兩個(gè)指標(biāo)要求，達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)采取抗剝落措施： [1]采用“瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)”方法測(cè)定的 48h 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度不應(yīng)小于 80%。改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比及試拌試鋪的三個(gè)階段，確定礦料級(jí)配及最佳瀝青用量，使其達(dá)到預(yù)期的目的。 進(jìn)場(chǎng)材料要按規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，盡可能加大抽檢密度，不合格的材料堅(jiān)決退場(chǎng)。 改性瀝青制作 改性瀝青采用兩臺(tái)奧地利 Novophalt 改性設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作。 研磨是否充分是影響改性瀝青質(zhì)量的關(guān)鍵，研磨時(shí)間不應(yīng)小于 30min ，研磨遍數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)研磨機(jī)臺(tái)數(shù)有關(guān)，有充分融脹裝置設(shè)備，在最多三遍的研磨后，又通過(guò)三臺(tái)研磨機(jī)的流水作業(yè)可一次性完成研磨。 第四章 施工工藝 17 為確保改性瀝青的質(zhì)量，安排專人對(duì)每鍋油的制作時(shí)間、溫度、外加劑摻量進(jìn)行登記。 LB2020 每槽拌和料按 1600Kg 控制，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，干拌時(shí)間為 5s，加入瀝青后濕拌時(shí)間為 40s，拌和成料裝入成品倉(cāng)，周期為 60s，這樣拌和出的瀝青混合料均勻一致，無(wú)離析、無(wú)花白現(xiàn)象。 應(yīng)盡量控制集料的含水量，防止由于含水量太大導(dǎo)致集料不能充分烘干，直接影響混合料質(zhì)量。如確認(rèn)是質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)作廢料處理并及時(shí)予以糾正。 油石比與設(shè)計(jì)值允許偏差177。 平時(shí)重視拌和機(jī)的保養(yǎng)工作，每天拌和前進(jìn)行檢查，使各種動(dòng)態(tài)儀表處于正常工作狀態(tài)，定期對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行校核，保證混合料中瀝青用量及集料的允許偏差符合《技術(shù)規(guī)范及施工指導(dǎo)意見(jiàn)》的要求，在生產(chǎn)過(guò)程中，任何一臺(tái)拌和機(jī)發(fā)生故障時(shí)，都應(yīng)立即停工。 裝料過(guò)程中，為減少瀝青混合料的粗細(xì)顆粒離析現(xiàn)象，應(yīng)縮短出料口到車廂距離，往車廂內(nèi)裝一斗料，車就移動(dòng)一次位置。 在攤鋪現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)憑運(yùn)料單收料，并檢查瀝青混合料質(zhì)量，檢查混合料的顏色是否一致，有無(wú)花白料，有無(wú)結(jié)團(tuán)或嚴(yán)重離析現(xiàn)象，溫度是否在容許范圍內(nèi)。這樣，在攤鋪過(guò)程中不得隨意變換速度或中途停頓，但是由于改性瀝青或 SMA 生產(chǎn)時(shí)拌和機(jī)生產(chǎn)率降低等原因，攤鋪機(jī)供料不足的問(wèn)題比較突出，難以保證攤鋪機(jī)不間斷地均勻的攤鋪，所以攤鋪機(jī)的攤鋪速度要慢一些，一般不超過(guò) 34m/min，有時(shí)甚至放慢到 12 m/min 左右，這時(shí)攤鋪機(jī)手的操作技術(shù)要求較高。為此事先注意天氣預(yù)報(bào)，并與氣象臺(tái)訂好合同，讓氣象臺(tái)早早告訴施工單位天氣的變化，以防措手不及。對(duì)表面層，除了高程外，表面層厚度也至關(guān)重要，采用“雪橇式”的厚度控制方式時(shí)，雪橇拖杠盡量避免下層局部的不平整對(duì)厚度自動(dòng)控制的干擾和影響，所以尋找一個(gè)較大范圍的基準(zhǔn)面就顯得特別重要。攤鋪機(jī)集料斗應(yīng)在刮板尚未露出，尚有約 10cm 厚的熱料時(shí)擾料，這是在運(yùn)料車剛退出時(shí)進(jìn)行，而且應(yīng)該做到料斗兩翼才恢復(fù)原位時(shí)，下一輛運(yùn)料車即可開(kāi)始卸料，做到連續(xù)供料，并避免粗集料集中。 遇到機(jī)器故障、下雨等原因不能連續(xù)攤鋪時(shí)，及時(shí)將情況通知拌和組并報(bào)告技 術(shù)負(fù)責(zé)人。尤其是改性瀝青 SMA 一般都在表面層使用，厚度比較薄，混合料下降溫度較快，尤其要注意不能在溫度下降以后才碾壓。因?yàn)檩喬郝窓C(jī)第四章 施工工藝 21 的搓揉將使瑪蹄脂上浮，造成構(gòu)造深度降低，甚至泛油。所以，“能否在高溫狀態(tài)下用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓而不產(chǎn)生推擁是鑒別是不是真的 SMA