DB21-T 1402-2006 SBS改性沥青混合料设计与施工技术规范

CSxXXXXXXXXX备案号：××××-××××DB×X辽宁省交通行业地方标准SBS改性沥青混合料设计与施工技术辽宁省交通厅发布SBS是苯乙烯一丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的略语，是一种热塑性橡胶类改性剂，能使沥青的高低温性能得到改善，近几年在我国应用非常广泛。我省于1998年开始引进该项技术，并在沈阳至山海关高速公路上修建了试验路。2001年省交通厅正式立项对“SBS改性沥青混合料应用于高速公路路面的技术”进行专题研究，所取得的成果在2002年我省竣工的丹东至本溪、盘锦至海城、锦州至阜新、锦州至朝阳高速公路的路面上全面推广，取得了非常好的效果。为了系统总结我省SBS改性沥青应用方面的经验和研究成果，规范SBS改性沥青的设计与施工，积极稳妥的推动这项技术在我省的应用，辽宁省交通厅决定编制“辽宁省SBS改性沥青设计与施工技术规范”,由辽宁省交通勘测设计院承担。本规范主要参考《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004,根据我省的气候和交通条件，并借鉴辽宁省“SBS改性沥青混合料应用于高速公路路面的技术研究”课题的科研成果进行编制。主要内容包括：SBS改性沥青及改性沥青混合料的技术要求、SBS改性沥青路面的施工工艺等。《规范》由辽宁省交通勘测设计院主编，标准的管理权和解释权归辽宁省交通厅，日常的具体解释和管理工作由辽宁省交通科学研究院负责。主编单位：辽宁省交通勘测设计院主要起草人：王奕鹏2术语、符号及代号…2.1术语…………2.2符号及代号………3改性沥青………4SBS改性沥青混合料…………………4.1粗集料…………4.2细集料4.3填料4.5SBS改性沥青混合料的技术要求…………4.6SBS改性沥青混合料压实度要求……5.2施工准备…………5.7SBS改性沥青混合料路面的接缝施工.5.8开放交通………附录ASBS改性沥青设计与施工技术规范条文说明.1.总则………2.术语、符号及代号…………3.改性沥青………………4.SBS改性沥青混合料………1 DB**/***-***1.0.1为适应辽宁省高速公路建设的需要，贯彻“精心设计、精心施工”的方针，推广SBS改性沥青在我省的使用，特制定本规范。1.0.2本规范适用于辽宁省高速公路和一级公路新建和改建项目的沥青路面设计与施工，也可供二级和二级以下公路新建和改建项目参考。1.0.3本规范涉及的试验方法应符合交通部有关试验规程的规定。1.0.4SBS改性沥青的应用应符合本规范的规定，其它未尽事宜应符合现行国家及部有关标准、规范—2—术语，符号及代号2术语、符号及代号2.1术语2.1.1改性沥青掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其它材料等外掺剂(改性剂)制2.1.2SBS改性沥青2.1.3粗集料2.1.4细集料合料，是指粒径小于4.75mm的集料；对于最大公称粒径等于10mm的混合料，是指粒径小于2.36mm2.1.5天然砂2.1.6机制砂2.1.7石屑采石场加工碎石时通过最小筛孔(通常为2.36mm或4.75mm)的筛下部分。2.1.8填料2.2符号及代号—3—术语，符号及代号表2.2符号及代号编号符号苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，Styrene-Butadiene-StyreneBlockCopolymer的略语适合辽宁省的密级配沥青混合料AK抗滑表层沥青混合料沥青玛蹄脂碎石混合料，StoneMatrixAsphalt的略语压实沥青混合料的空隙率，即矿料及沥青以外的空隙(不包括矿料自身内部的孔隙)的体积占试件总体积的百分率，VolumeofAirVoids的略语VMA压实沥青混合料的矿料间隙率，即试件全部矿料部分以外的体积占试件总体积的百分率，VoidsinMineralAggregate的略语VFA压实沥青混合料的沥青饱和度，即试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在VMA中所占的百分率，VoidsFilledwithAsphalt的略语VCAmix压实沥青混合料的粗集料骨架间隙率，即试件的粗集料骨架部分以外的体积占试件总体积的百分率，VoidsinCoarseAggregateofAsphaltMix的略语VCAoc捣实状态下的粗集料松装间隙率，VoidsinCoarseAggregate的略语TFOT沥青的薄膜加热试验，ThinFilmOvenTest的略语RTFOT沥青的旋转薄膜加热试验，RollingThinFilmOvenTest的略语沥青的克利夫兰杯开式闪点，CleavelandOpen-CupMethod的略语石料磨光值，PolishedStoneValue的略语沥青的针入度指数，PenetrationIndex的略语 改性沥青3改性沥青3.1基质沥青好角生产SBS改性沥青的基质沥青应与SBS改性剂有良好的配伍性，其质量应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004中“道路石油沥青技术要求”2-2气候分区90号A级沥青的标准，具体指标应符合表3.1的要求。如遇特殊情况，也可以采用其它标号的A级沥青作为基质沥青，具体指标亦应符合上述规范的要求，好角检测项目90号沥青试验方法针入度指数PI-1.5~+1.0延度10℃,5cm/min(cm)不小于延度15℃,5cm/min(cm)不小于软化点TR&B(℃)不小于含蜡量(蒸馏法)(%)不大于溶解度(三氯乙烯)(%)不小于薄膜加热损失(TFOT)163℃,5h质量损失(%)不大于T0610获T0609残留针入度比25℃(%)不小于残留延度10℃(cm)不小于8残留延度15℃(cm)不小于注1:试验方法按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(ITJ052-2000)规定的方法执行。求取PI值时应采用5个温度的针入度进行计算，并且相关系数不得小于0.997.注2:老化试验以TFOT为准，也可以RTFOT代替。注3:PI值、60℃动力粘度、10℃延度为选择性指标，可不作为施工质量检验指标注3.2SBS改性剂3.2.1SBS改性剂生产者或供应商应提供产品的名称、代号、标号与质量检验单，以及运输、贮存、3.2.2应根据不同的基质沥青与使用要求确定适宜的改性剂剂量。3.2.3SBS改性剂应选用知名厂家性能稳定的产品。3.2.4SBS改性剂应采用道路改性沥青专用改性剂。3.2.5SBS改性剂应按产品所规定的条件贮存在室内，保持干燥，注意通风和防火，并按进库顺序使—5—SBS改性沥青可以在施工现场自行加工，也可选用质量符合要求的成品改性沥青，用于表面层改性沥青的技术指标应符合表3.3中A类SBS改性沥青的要求，中、下面层改性沥青应符合B类SBS改性沥青的要求。各项指标的试验应按现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定的方法执行。表3.3SBS改性沥青技术要求表检测项目沥青种类试验方法改性沥青B类SBS改性沥青针入度25℃,100g,5s(0.1mm)不小于T0604针入度指数PI不小于-0.2-0.6T0604延度5℃,5cm/min(cm)不小于T0605软化点TR&B(℃)不小于T060633T0625T0611溶解度(三氯乙烯)(%)不小于T0607贮存稳定性离析，48h软化点差(℃)不大于T0661弹性恢复25℃(%)不小于T0662TFOT(或RTFOT)后残留物质量损失(%)不大于T0609或T0610针入度比25℃(%)不小于T0604延度5℃(cm)不小于T0605性回归，在计算获得参数A后由下式求得，但直线回归的相关系数R不得低于0.997.求测定。3.4SBS改性沥青的制备3.4.1SBS改性沥青应采用高速剪切机或胶体磨生产。3.4.2SBS改性沥青的加工过程一般包括改性剂的溶胀、磨细分散和发育三个阶段，一般情况下，溶胀温度应控制在165℃~175℃,分散温度控制在170℃~180℃,发育温度应控制在160℃~170℃,改性沥青的加工时间、温度、遍数等参数应根据不同基质沥青、改性剂以及加工设备的具体情况进行调整。生产前应制订详细的生产工艺、操作步骤及产品质量控制与检验方法。3.4.3在现场加工SBS改性沥青时，宜随产随用，需要短时间贮存时，应转入贮存罐并进行不间断的搅拌或泵送循环，在贮存期间改性沥青不得降低使用效果。改性沥青制作设备必须设有随机采集样品的取样口，采集的试样宜立即在现场灌模3.5成品SBS改性沥青3.5.1工厂制作的成品SBS改性沥青应附产品说明书，注明产品名称、代号、标号、运输与存放条件、使用方法、生产工艺、安全须知等。3.5.2外购的成品改性沥青，在使用前应取样融化检验是否有离析现象，确认无明显的分离、凝聚等现象，且各项性能指标均符合要求时，方可使用。3.5.3成品SBS改性沥青的贮存应符合规定的要求，贮存时间不得超过保质期，经检验确认已经发生离析的改性沥青不得使用。3.5.4成品改性沥青到达施工现场后存贮在改性沥青罐中。在施工过程中应定期取样检验产品质量，发现离析等质量不符要求的改性沥青不得使用。—7—4.1粗集料4.1.1SBS改性沥青混合料所使用的粗集料应洁净、干燥无杂质，质量应符合表4.1.1的要求。表4.1.1沥青混合料粗集料质量技术要求指标技术要求试验方法石料压碎值(%)不大于TO316洛杉矶磨耗损失(%)不大于TO317表观相对密度不小于2.6(2.5)T0304吸水率(%)不大于T0304坚固性(%)不大于8TO314细长扁平颗粒含量(%)不大于T0312水洗法<0.075颗粒含量(%)不大于T0310软石含量(%)不大于T0320与沥青粘附性(级)不小于4T0616、T0663磨光值PSV不小于TO321注1:表中括号外适用于SMA混合料，括号内数字适用于SMA之外的其它沥青混合料，注2:石料磨光值是为表面层需要而试验的指标。4.1.2粗集料具有1个破碎面的颗粒含量应为100%,具有2个或2个以上破碎面的颗粒含量应不少于4.1.3粗集料应与沥青有良好的粘附性，粘附性指标应符合表4.1.1的要求，当使用粘附性达不到要求的粗集料时，宜在混合料中掺加消石灰、水泥或将集料用饱和石灰水处理后使沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂，使沥青混合料的水稳定性达到要求。4.2细集料4.2.1沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合表4.2.1的要求。表观相对密度坚固性含泥量(小于0.075mm的含量)砂当量亚甲蓝值棱角性指标如2.5卡60大30试验方法TO328TO340TO333TO334TO349TO3454.2.2表面层、中面层4.75mm以下的细集料必须采用机制砂：下面层当采用机制砂有困难时，也可使—8—SBS改性沥青混合料用天然砂和优质石屑代替，但天然砂的用量不得超过集料总量的8%。4.2.3沥青混合料的细集料宜将S14与S16组合使用。4.2.4机制砂应采用专用的制砂机制造，机制砂和石屑均应选用优质石灰石生产，机制砂或石屑的规格应符合4.2.4的要求。表4.2.4机制砂或石屑规格及级配要求表规格公称粒径通过下列筛孔(方孔筛，mm)的质量百分率(%)90～1000～1590~10060～9040～752～2080～1000～104.2.5天然砂应采用河砂，砂的含泥量超过规定时应水洗后使用。其规格应符合表4.2.5的要求。开采天然砂必须取得当地政府主管部门的许可，并符合水利及环境保护的要求。表4.2.5天然砂规格及级配要求表类别通过下列筛孔(方孔筛，mm)的质量百分率(%)粗砂90～100中砂细砂90～1004.3填料4.3.1面层用填料必须采用由石灰石磨细的矿粉。矿粉必须保持干燥、洁净，能从矿粉仓中自由流出，沥青混凝土拌和站除尘装置回收的粉尘不得作为填料使用。面层用矿粉的各项指标应符合表4.3.1的指标技术要求试验方法表观密度(t/m³)不小于TO352含水量(%)不大于1T0103烘干法粒度范围(%)<0.6mm<0.075mm90～100TO351外观无团粒结块亲水系数TO353塑性指数TO354加热安定性实测记录TO3554.3.2拌和机回收的粉尘不得作为填料使用。—9—4.4SBS改性沥青混合料的设计4.4.1SBS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》(JTGF40-2004)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验证的三个阶段，确定矿料级配4.4.2SBS改性沥青混合料进行马歇尔试验时，其试验温度应较普通沥青混合料提高10℃~20℃。4.4.3SBS改性沥青混合料马歇尔试验的各项技术指标应符合表4.4.3的要求。试验应遵照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)的有关规定进行。表4.4.3-1沥青混合料马歇尔试验技术指标表层位击实次数(次)稳定度流值空隙率沥青饱和度改性AK型两面各75>8.0改性LAC型两面各75>10.0试验方法TO702TO709TO709T0708T0708 表4.4.3-2沥青混合料矿料间隙率VMA指标要求表矿料间隙率VMA(%)不小于设计空隙率相应于以下公称最大粒径(mm)的最小VMA要求(%)345表4.4.3-3SMA马歇尔试验配合比设计技术要求表技术要求(改性沥青)试验方法试件成型方式马歇尔双面击实50次T0702空隙率VV(%)3.5～4.5T0708粗集料骨架间隙率VCAaix+VCApRcT0708矿料间隙率VMA(%)卡17TO708沥青饱和度VFA(%)75～85T0708最小油石比，合成集料的毛体积相对密度(%)T0708稳定度(KN)TO70920～50T0709改性沥青混合料应进行高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能等试验，其技术指标应符合表4.5的要求。其中高温稳定性能评定进行“沥青混合料车辙试验”,低温抗裂性能评定进行“沥青混合料弯曲试验”,水稳定性能采用“沥青混合料马歇尔稳定度试验”的48h浸水马歇尔残留稳定度和“沥青混合料冻融劈裂试验”的残留强度比进行评价。表4.5-1SBS改性沥青混合料配合比设计检验指标表层位浸水马歇尔试验(48h)残留稳定度动稳定度(次/mm)冻融劈裂残留强度弯曲试验破坏应变-10℃50mm/min渗水系数表面层AK、LAC型中层、下层LAC型——试验方法T0790TO719TO729T0728T0730表4.5-2SBS改性沥青SMA配合比设计检验指标表技术要求试验方法谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失(%)≤0.1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失(20℃,%)TO733车辙试验动稳定度(次/mm)TO719水稳定性浸水马歇尔残留稳定度(%)T0790T0729弯曲试验破坏应变-10℃,50mm/min(μe)T0728渗水系数(ml/min)T07304.6SBS改性沥青混合料压实度要求沥青路面各面层的压实度以马歇尔试验密度为标准，其代表值表面层应达到98%以上，中下面层应达到97%以上，同时应保证路面成型后表面层实际的孔隙率低于6%。5.1一般规定5.1.2SBS改性沥青混合料路面工程正式开工前，必须摊铺100m~200m试验路段，进行。试验路试验应开展如下工作：5.1.2.4检测试验路施工质量，不符合要求时应找出原因，采取纠正措施，重新铺筑试验路，直到满足要求为止。混合料。5.2施工准备5.2.2正式施工前应准备好需用的改性沥青混合料生产、运输、摊铺、压实等设备，并进行必要的校验工作。度的自动检测和记录设备，冷料仓的数量不宜少于6个，并且具有添加纤维、消石灰等外掺剂的设备。拌确定，一般不应少于45秒(其中干拌时间不少于5～10秒)。5.3.3SBS改性沥青混合料的出厂温度应控制在175℃~185℃,如果出料温度高于195℃,应废弃。合要求时不得使用，并应及时对拌和工艺进行调整。—12— 用量为混合料总量的0.3%~0.4%,掺加纤维的质量允许误差为±5%。纤维必须在喷洒改性沥青前加入拌和缸中，纤维与粗细集料经适当干拌后投入矿粉，总的干拌时间15秒，喷入沥青后的湿拌时间50秒，保证纤维能充分均匀地分散在混合料中，并与沥青结合料充分拌和。由于增加拌和时间，投放矿粉时间加长等原因而减少拌和机生产率的影响，应在计算拌和能力时充分考虑，以保证不影响摊铺速度，造成停顿。SBS改性沥青混合料宜随拌随用，若因生产或其它原因需要短时间贮存时，贮存时间不得超过24h,贮存期间温降不应超过10℃,且不得发生结合料老化、滴漏以及粗细集料颗粒离析现象，SMA混合料只限当天使用。5.4SBS改性沥青混合料的运输5.4.1热拌SBS改性沥青混合料应采用较大吨位的自卸汽车运输。5.4.2SBS改性沥青混合料运输车的运量应较拌合能力或摊铺速度有所富余。运料车在开始运输前，应在车厢及底板上涂刷一层隔离剂，使沥青混合料不致与车厢粘结。5.4.3运料车装料时，应通过前后移动运料车来消除粗细料的离析现象。一车料应至少分三次装载，对于大型运料车，可分多次装载。5.4.4混合料运输过程中必须加以覆盖，以防止混合料降温超标和结壳。5.4.5运料车在运输途中，不得随意停歇。5.4.6运料车卸料必须倒净，否则必须及时清除。5.4.7运料车到达现场后，应检查沥青混合料温度，必须满足摊铺温度要求。5.5SBS改性沥青混合料的摊铺5.5.1铺筑SBS改性沥青混合料前，应检查确认下层的质量，当下层质量不符合要求时，不得铺筑沥青混合料。5.5.2热拌SBS改性沥青混合料应采用机械摊铺，摊铺机应符合下列要求：5.5.2.1具有自动或半自动方式调节摊铺厚度及找平的装置；5.5.2.2具有足够容量的受料斗，在运料车换车时能连续摊铺，并有足够的功率推动运料车前进：5.5.2.3具有可加热的振动熨平板或振动夯实等初步压实装置： SBS改性沥青路面的施工工艺5.5.2.4摊铺机宽度可调整。5.5.3SBS改性沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿，摊铺速度应根据拌和机产量、施工机械配套情况以及摊铺层厚度、宽度确定，一般控制在2~3m/min为宜。5.5.4SBS改性沥青混合料的现场摊铺温度应不低于160℃。5.5.5SBS改性沥青混合料摊铺时，宜采用两台以上摊铺机成梯队作业进行联合摊铺，相邻两幅应有5cm~10cm宽度的摊铺重叠，相邻摊铺机距离5～15m。5.5.6SBS改性沥青混合料摊铺时，宜采用摊铺层前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式进行找平。5.6SBS改性沥青混合料的压实及成型5.6.1SBS改性沥青混合料的压实应根据路面宽度、厚度、混合料类型、混合料温度、气温、拌和、运输、摊铺能力等条件综合确定压路机数量、质量、类型以及压路机的组合、编队等。5.6.2沥青混凝土压实层的最大厚度不宜大于10cm。5.6.3SBS改性沥青混合料的压实应在摊铺以后紧接着进行，不得等到混合料冷却之后碾压。在初压和复压过程中，应采用同类压路机并列成梯队压实，不宜采用首尾相接的纵列方式。5.6.4压路机的碾压段长度应根据摊铺速度、气候条件及混合料温度确定。压路机每次应阶梯形的随摊铺机向前推进，使折回处不在同一横断面上。压路机不得在未碾压成型路段上停留、转向、调头或加水。在当天成型的路面上，不得停放各种机械设备或车辆，不得散落矿料、油料等杂物。5.6.5SBS改性沥青混合料的初压温度不得低于150℃,终压温度不得低于120℃,当采用SMA混合料时，终压温度不得低于130℃。5.6.6碾压轮在碾压过程中应保持清洁，有混合料粘轮时应立即清除。对钢轮可涂刷隔离剂或防粘结剂，但严禁刷柴油。当采用向碾压轮喷水的方式时，必须严格控制喷水量且呈雾状，不得漫流，以防混合料降温过快。轮胎压路机开始碾压阶段，可适当烘烤，涂刷少量隔离剂或防粘结剂，也可少量喷水，并先到高温区碾压使轮胎尽快升温，之后停止洒水。轮胎压路机轮胎外围宜加设围裙保温。5.6.7SMA混合料必须在摊铺后在尽可能高的温度状态下碾压，不得等候，不得在低温状态下反复碾压，防止磨掉石料棱角，压碎石料，破坏集料嵌挤。5.6.8SMA混合料宜