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SBS改性沥青混凝土路面施工工法
1 前言
随着沥青混凝土路面施工技术的发展、施工设备性能的提高、施工技术规范和设计规范的修订，原工法（YJGF37-2004）有些条款已不适用现在施工的要求，需要对其进行修订。
本次工法的修订依托多个改性沥青路面工程项目，开展了《SBS 改性沥青混凝土路面施工技术与工艺研究》、《高速公路改扩建工程沥青路面拼接技术研究》等多项施工技术与工艺的研究，吸收了从混合料级配设计、拌和、运输、压实及离析控制等多项研究技术成果和专利，即将“贝雷法”纳入到改性沥青混合料矿料级配设计中，补充和完善了沥青混合料配合比设计方法；应用大功率摊铺机和对摊铺机布料槽进行了改进，有效地的解决了混合料纵向、横向、竖向离析和温度离析；提出了复压完成温度的控制范围，有效提高压实质量；针对低温环境提出了相适应的施工控制参数，有利指导低温施工；提出接缝处理采用热接缝技术，增强了接缝处抗渗能力等。四项实用型专利是“新旧沥青路面拼接预热装置”、“沥青拌合站回收粉尘排放装置”、“一种设置在冷料仓下料口处控制冷料供给量的挡板”和“粉煤燃烧系统”。 所引用的新技术通过了中国公路学会的技术鉴定，总体上达到了国际先进水平。
本工法在我局下属各公司推广应用以来，所承建工程较多，不仅路面的施工质量较好，而且也取得了较好的经济效益和社会效益。其中获国家优质工程银奖3项，中囯土木工程詹天佑奖2项，交通部优质工程一等奖10项，交通部优质工程二等奖4项。
2 工法特点
本工法最突出特点就是工艺的大改进，控制措施准确、到位，工艺控制参数选择恰当，能成功的解决了摊铺时混合料纵向、横向及竖向离析；同时也将温度离析控制在允许范围。加之，配合比和压实度的有效控制，施工质量大大堤高，施工组织更加科学、合理。
本工法不考虑改性沥青现场加工，而是使用成品SBS改性沥青，工法只涉及成品检测、试验与储存保管方法。
3 工法的适用范围
本工法适用于高等级公路的新建、改扩建、城市干道、厂矿道路、机场跑道等热拌SBS改性沥青密级配面层的铺筑施工。
4 工艺原理
把粗、细集料经冷料按目标配合比进行配料，通过充分烘干，加热到规定温度，进行二次筛分，存于各热料仓，然后按生产配合比供料，再加热至规定温度和规定比例的SBS改性沥青、一定比例的填料，一并进入搅拌机中强制拌和，搅拌均匀后，运输车运至现场，采用具有振动夯、自动找平系统的大功率摊铺机进行摊铺作业，压路机碾压成型，使结构层达到使用功能要求。
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5 工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程图
热拌SBS改性沥青混合料施工工艺流程图，见图1。
改性沥青加工与制作 改性沥青材质检验 改性沥青储存、 保温、搅拌、加热 拌和站冷热料比例调试 试铺段改性沥青混合料拌和 拌和站设置和建设 粗细集料料源选择 集料与填料等指标检测 改性沥青混合料配合比 设计与报审 下承层检验与验收 试铺段改性沥青混合料运输 摊铺机组装调试 压路机准备 试验段摊铺成型与总结 摊铺前测量放样 SBS改性沥青混合料拌和 SBS改性沥青混合料运输 粘层油喷洒 SBS改性沥青混合料摊铺 SBS改性沥青混合料压实 质量改进 质量检测 检查验收 开放交通
图 1 热拌改性沥青混合料路面施工工艺流程
5.2 操作要点
5.2.1 拌和站的设置与建设
1. 应根据工程的进度和质量要求，确定拌和设备。一般选用能自动控制的间歇式拌和机，由于改性沥青粘稠度大，拌和效率降低，宜选用产量大的。
2. SBS改性沥青拌和站选址，宜选在空旷、环境干燥、地势稍高、地下水位低，并具有较好运输条件的地方；材料存放场地应足够大，以能够满足施工工期和组织要求为原则；场地应符合国家有关环保、安全、环境、消防等规定的要求。
5.2.2 改性沥青混合料配合比设计 1. 目标配合比设计
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SBS改性沥青混合料目标配合比设计，是使现场使用配合比符合路面结构设计要求并确定最佳用油量。该设计一是确定冷料配比，二是为生产配合提出目标。
1) 矿料级配设计：对现场原材料进行筛分，计算各类矿料用量，使合成矿料级配符合规定范围；对最大公称粒径、4.75mm、2.36mm和0.075mm四个主要关键筛孔通过率要严格控制。
2) 采用“贝雷法”对矿料级配设计进行检验和优化：采用“最小间隙法”确定粗粒级比例；计算粗粒组最佳状态下合成集料密度、孔隙率；确定细集料比例；计算出初步配合比例；粗、细 集料级配调整确定各规格集料掺加比例；合成级配的分析；综合确定比例并绘出相应级配曲线；贝雷三参数符合性比较，选择优化的矿料级配。
3) 最佳油石比确定和配合比设计检验。 2. 生产配合比设计
主要是验证目标配合比，确定各热料仓的比例及最佳用油量。其中，对于SMA-13及以上混合料，为了改善3～5mm热料仓严重溢料现象，采用在冷料仓加设档板的方式来控制2.36～4.75mm进料量。
3. 生产配合比验证
生产配合比验就是通过试拌、试铺试验段，为正式施工提供经验与施工控制参数。 5.2.3 SBS改性沥青混合料的拌和
1. SBS改性沥青的粘度较高，宜采用合适的试验方法确定改性沥青混合料路面的施工温度。通常比普通沥青混合料施工温度提高10-20℃。正常情况下，参照JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》表5.2.2-3进行温度控制；当采用SMA混合料或气温在10~15℃时，混合料出厂温度应控制在180℃~190℃。具体还应根据当时施工规场实测的气温、地温、风速等情况，综合确定改性沥青、集料加热温度及混合料的出厂温度，这个温度是一个确定值，它的偏差应控制在设定温度±3℃内。
2. 改性混合料拌和的最佳时间，应根据现场使用的拌和机及施工使用的集料种类、改性混合料的种类等经试验拌和确定。
3. 拌和过程中，应控制各种材料称量准确，误差在允许范围；注意集料离析，含水量（特别是细集料）的稳定，含水量过大的细集料（大于5%）禁止使用。
4. 拌和过程注意事项
1) 由试验室提供的冷料、热料配比通知单，拌和站应按提供配比准确配料，无权更改变动。因冷料变异，造成等料、溢料时，操作手可对冷料进料作适当调整以解决等、溢料问题。
2) 对于早晨温度偏低，拌和头几盘料时，应适当提高集料加热温度以保证出料温度高出正常温度几度，然后再按正常加热温度控制。
5.2.4 SBS改性沥青混合料的运输
1. 沥青混合料的运输应考虑拌和能力、运距、道路情况、车辆吨位等因素，合理确定车辆类型及数量，应尽量使用大吨位自卸翻斗车。
2. 运输车辆的车厢应严密干净，车厢底部平整，涂刷隔离剂并防止隔离剂积聚。每次卸料后，安排专人检查，车厢内必须保证卸料干净，防止剩余的料硬结。
3. 装车时，应尽量缩小混合料的出口与车厢的距离，按前、后、中三次装满，每装一次移动一个位置，以减小离析。
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4. 混合料运输应过程中，一般采用双蓬布中间夹棉毯覆盖运料车顶部的方式，摊铺过程中，不掀开覆盖，以减少温度损失。当10~15℃低温施工时，需要在运料车车厢两侧采取保温措施。
5. 混合料到达现场等候摊铺时，现场施工人员应检查每车混合料的温度并签收运料单，一般情况下到场温度应不低于165℃，SMA混合料或气温在10~15℃时的混合料应不低于175℃。
6. 运料车在卸料时，将车倒至距离摊铺机前20-30cm处停车，严禁撞击摊铺机，挂空挡轻带刹车靠摊铺机推动前进，等待指挥人员指挥卸料，卸完料后迅速驶离。
5.2.5 SBS改性沥青混合料的摊铺 1. 摊铺前准备工作 1) 下承层的检查与验收
应对下承层进行检查验收，其各项技术指标均应合格后方可进行摊铺工序；并清扫表面杂物、应提前冲洗灰尘、吹干、吹净。摊铺前，应喷洒粘层油，粘层施工后应封闭交通，以免破坏或污染。
2) 施工放样
SBS改性沥青结构层多为中、上面层，施工放样只需控制平面轮廓或放出导向线即可。在摊铺面上控制好摊铺厚度和横坡度。
2. 摊铺机使用参数的选择及调整
1) 熨平板宽度调整，应结合摊铺宽度进行调整，必须相应调整分料螺旋器和振捣梁，并检查熨平板平直度和整体刚度，不合格及时更换。注意，调整时摊铺机机身左右对称，保持行走平衡，还应考虑上下层纵缝应错开20cm以上，为便于摊铺机转向，熨平板应与路缘石或边沟之间预留10cm（左右）距离。
2) 熨平板拱度调整，在宽度调整后进行，使用摊铺机调拱器进行调整。调整后拱度应进行摊铺校验，拱度调整要注意考虑熨平板两端挠度变形。熨平板拱度可按下表调整： 单机摊铺宽度（m） 预拱度调整高度（cm） 4 0.3 6 0.5 8 1 11.5 1.5 12 2.7 3) 摊铺厚度与熨平板初始仰角调整，熨平板厚度位置调妥后，调整初始工作仰角。 4) 熨平板前缘与分料螺旋距离的调整，主要根据摊铺厚度大小，混合料骨料颗粒大小，摊铺密度的高低，以及混合料温度等情况确定，以控制下料速度和通过性。
5) 分料螺旋高低的调整，根据摊铺厚度的大小来调整分料螺旋的高低。分料螺旋高度可按下表进行调整（以ABG8820为例）： 摊铺厚度（cm） 小于等于8 8~15 大于15 调整范围（cm） 0~5 5~10 10~15 螺旋高度(中轴线)（cm） 27.5~32.5 32.5~37.5 37.5~42.5 备注 摊铺厚度小取低限，其他型号摊铺机可参照选择 6) 在摊铺机分料螺旋前方加装弹性橡胶板的前挡板，将离地间隙调为最小，以改善沥青混凝土摊铺的竖向离析；在分料螺旋吊架两侧安装反向叶片，以改善沥青混凝土摊铺的条带离析；局部供料不足或不均匀，可在这些部位适当减少叶片；分料螺旋长度应不小于摊铺宽度的90%。
7) 振捣梁振幅和频率的调整，根据摊铺厚度、摊铺温度、摊铺速度、摊铺矿料粒径等因素设定调整振幅和频率，保证初始压实度在85%。
3. SBS改性沥青混合料摊铺
1) 缓慢、均匀、连续不间断地摊铺是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度选
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取应综合考虑拌合站的产量、混合料类型、气候环境条件及碾压设备能力等情况来确定。摊铺速度控制必须考虑与碾压速度匹配，应满足“摊铺用时大于碾压用时”的原则，才能保证碾压作业紧跟摊铺作业。在20℃以上气温，拌和产量满足要求的条件下SBS改性沥青混合料摊铺速度可控制在2.4m/min，10～20℃气温摊铺速度控制在2～2.2m/min为宜。在4级风以上不宜进行改性沥青施工。
2) 要求运输车辆对摊铺机持续不断供料，使摊铺机分料室内的混合料高度保持标准状态，尽力采用闸门自动控制系统操作摊铺，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。
3) 摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。如局部离析，需在现场主管人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
4) 中、上面层均采用非接触式平衡梁控制方式。当采用两台摊铺机实施摊铺施工时，靠中央分隔带侧摊铺机应在前，两台摊铺机摊铺层的纵向接缝，应采用热接缝，避免出现缝痕。
5) 摊铺机应调整到最佳工作状态，调好螺旋布料器两侧的自动调位器，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和螺旋布料器叶片等高为宜，使熨平板的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。
6) 松铺厚度应及时检测和调整。摊铺前0.5-1h就应对熨平板预热和保温，使温度不低于100℃，但也不应过高。
7) 施工过程中应注意的问题：
①摊铺机就位时应使熨平板前缘和路面横向接缝对齐，为保证摊铺时初始摊铺温度，开机时应先摊铺最后到达的运输车辆。
②摊铺机因故障或等料时应将预热器打开，停机超过半小时或料温低于100℃应立即提机做横向接缝。
③SMA混合料或施工气温在10~15℃时，应对摊铺机两侧分料螺旋部位的沥青混合料采取用篷布覆盖等保温措施，以降低温度离析。
5.2.6 SBS改性沥青混合料的碾压
混合料碾压成型应根据混合料的类型、粒径、改性沥青粘度、含量、结构层厚度和环境气温等因素来选择压路机种类、型号和数量。在碾压过程中要严格贯彻“紧跟、慢压、高频、低幅”原则；严格控制碾压速度和碾压遍数，严防过压，造成粗集料棱角的破损。
1. 改性沥青混合料的有效压实效果取决于满足复压结束温度，按照125℃（SMA混合料大于130℃）控制，最低不得低于120℃的要求。
2. 改性沥青混合料碾压组合方式，应按照最不利施工环境气温条件配置，并通过试铺路段验证后，确定压实工艺。
3. 为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机；碾压路线及方向不应突然改变；压路机起动、停止必须减速缓行，不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上，应成阶梯状。
4. 碾压轮在碾压过程中易发生沾轮现象。对于双钢轮压路机，在轮上喷洒或涂刷含有隔离剂的水溶液，喷洒应呈雾状，数量以不粘轮为度，以防混合料降温过快。对于胶轮压路机，可适当涂刷少量隔离剂或防粘结剂，并先到高温区碾压使胶轮尽快升温。胶轮压路机胶轮外围宜加设围裙保温。
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