SBS改性沥青在公路面层中的应用

卜宗

（中建路桥集团第六工程有限公司，河北 邢台 054000）

沥青路面凭借行车舒适平稳、易于修复等多方面的优点，取代了其他路面成为目前市政道路和高速公路的主流路面类型。但随着车辆轴载的提高和交通量的与日俱增，普通石油沥青各方面性能已经逐渐不能满足当前的行业需求，即使选用品质优异的上等重交通沥青，仍有部分性能不能满足验收标准。为了提高沥青的高低温性能，沥青的改性已经成为公路研究中的热点方向[1]。

一、工程概况

某公路工程项目通车运行多年来，实施了灌缝、修补等多次维修养护。2021年底，针对该路段的调查报告显示，全路段整体弯沉结果偏大，平均弯沉在48.23mm，部分路段承载力严重不足。路面破损面积达到2378m2，k1+230～k2+420路段左右两幅车道车辙严重，为了恢复公路使用品质，需要整体铣刨处理公路路面，挖除部分弯沉值较大的路段基层。

二、原材料

（一）SBS改性沥青

对道路典型位置实施钻芯取样，通过抽提及矿料级配分析可知，原路面采用SK-70号基质沥青作为原材料。分析道路形成的车辙原因，路面由于交通量的与日俱增，在交通荷载和温度条件的影响下，面层沥青混合料不足以维持稳定，出现了较大规模的车辙与拥包病害。为了防止车辙、拥包等高温病害再次发生，综合分析决定采用高温性能良好的SBS改性沥青作为原材料。

（二）集料

分析铣刨回收得到的沥青混合料后可知，原路面粗细集料均采用石灰岩碎石。原路面构造深度和摩擦性能检测报告显示，路面整体抗滑性能较低，主要原因是石灰岩集料磨耗性能不足。因此，该项目在路面面层修筑时使用玄武岩碎石作为面层混合料碎石原料。玄武岩碎石作为公路工程中常用的优质碎石之一，其质地坚硬，磨耗性能好，用作面层材料能够长时间保证路面的抗滑性能稳定。此外，玄武岩碎石中二氧化硅含量适中，属于中性碎石，在与沥青的拌和过程同沥青酸黏附良好。

（三）填料

在面层混合料中填料占比较低，但其各方面指标直接影响着路面的性能。当工程中采用的填料含水时，在拌和过程中可能会导致其无法和沥青充分黏结，使得沥青混合料存在较多空隙。因此在拌和前，应先清理和干燥填料。

三、矿料级配设计

当级配设计不合理或不满足要求时，即使采用改性沥青和优质的碎石材料可能仍无法提升沥青路面的高低温性能。该项目重新修筑时上面层采用的是SBS改性沥青，因此需要重新设计上面层沥青混合料级配。

四、SBS改性沥青施工关键技术

（一）施工准备

该项目为市政道路旧路改造工程，在摊铺作业前铣刨原有6.5km路面，根据检测报告挖除部分承载力不满足要求的基层。铣刨完毕后，清理存留的水稳基层表面，撒布透层油在水稳基层表面，提升基层与新建沥青面层的黏结性[2]。

（二）混合料的拌和

SBS改性沥青是通过基质沥青改性制备而来，在混合料拌和温度上与基质沥青存在区别，一般控制混合料拌和温度在185±2℃为宜，若低于或高于该温度可能会造成拌和不均或混合料老化的情况。因此在沥青SBS改性沥青加热至指定温度后，应控制其温度维持在适宜范围内，再加入加热后的集料、填料完成拌和。拌和中控制拌和时间在60s左右为宜，出料时观察混合料粗细集料是否均匀，及时处理出现结团情况的混合料，严禁装入运料车运送至施工场地。

（三）混合料的运输

混合料运料车每日装车前应冲洗与烘干车厢内壁，保证车厢内壁干净。装料过程中司机应移动装料，通过前中后移动三次接料方式将制备完成的混合料装车，装车完毕后在运送出拌和厂前加盖篷布保温[3]。运输应及时抵达作业场地，保证摊铺作业的连续性。

（四）混合料的摊铺与碾压

摊铺作业前，应实施水稳基层表面透层油渗透深度钻芯检测，平均渗透深度超过5mm后方可施工，若未检测直接施工，可能导致基层面层黏结不紧密，无法实现层间完全连续，在通车后车轮荷载作用下路面也将产生推移、脱层病害。

摊铺过程中，为防止粗细集料出现离析，应根据路幅的宽度设置摊铺机的台数，当宽度超过7m时，宜采用两台摊铺机共同作业。摊铺与碾压施工前后应紧密衔接作业，首先摊铺机摊铺一定距离后，压路机对摊铺完成的路段实施碾压整形，碾压作业应严格按照初压整平、复压压实、终压消除轮迹三步骤推进。

五、试验路段性能检验

（一）高温性能检验

车辙试验是评价沥青路面高温性能的重要方法之一，为了比较翻修前后沥青路面的高温抗车辙性能是否提升，本项目通过对比基质沥青和SBS改性沥青混合料制备的规定尺寸车辙板试件的车辙试验评价其高温性能。

（二）水稳定性

为了比较路面水稳定性是否改善，可通过浸水马歇尔试验评价基质沥青和SBS改性沥青混合料的抗水损性能。对比沥青改性前后的沥青混合料浸水马歇尔试验结果可知，掺加5%SBS改性剂后，沥青混合料的残留稳定度由63.1%提升至86.8%，冻融劈裂强度比从82.6%提升至90.7%，分别提升了37.6%和9.8%，抗水损能力显著提升。

六、结语

随着我国道路重轴载车辆的增多和交通量的与日俱增，普通石油沥青已经不能满足当前交通量下的路用性能。本文依托某工程项目实例研究SBS改性沥青在公路面层中的应用，详细介绍SBS改性沥青施工关键技术，其车辙试验和水稳定性试验结果表明：掺加5%改性剂后沥青混合料的动稳定度提升了3.34倍，残留稳定度由63.1%提升至86.8%，冻融劈裂强度比从82.6%提升至90.7%，分别提升了37.6%和9.8%，说明路面的高温性能和抗水损能力显著提升。