SBS改性沥青桥面铺装材料与施工

沥青混凝土桥面铺装层损坏类型

常见的损坏类型有如下几种:变形类(车辙、推挤、拥包、波浪和沉陷);开裂类(横缝、纵缝、网缝、推移裂缝);松散类(坑槽、松散和剥落);接缝类(伸缩缝引发的损坏)。

受力特点及损坏成因分析

桥梁挠度大,震动剧烈,温度应力显著,有时还存在负弯矩.对铺装层影响较大。

普通沥青作为粘层油,用油量易偏高,其软化点一般偏低,高温极易软化而变成润滑层,导致推挤.拥包、波浪和车辙的产生。

桥面结构完全暴露于空气中,直接受空气条件影响,普通沥青难以同时满足高温不软化、低温不脆硬的要求。

沥青粘附性差、空隙率过大或铺装层开裂导致水分渗入而产生破坏,使铺装层失去强度和防水能力。

车辆超载。

SBS改性沥青及SMA沥青码蹄脂碎石

研究和实践表明,SBS改性沥青及SMA沥青码蹄脂碎石与普通沥青及普通沥青混合料相比,具有高温抗变形能力、低温抗开裂能力以及抗疲劳、抗老化、抗水损坏特性,并保持与桥面很好的粘结性及变形适应性。

SBS改性沥青的性能

影响改性沥青性能的主要因素有改性剂,基质沥青及改性剂工艺,而改性剂与基质沥青的配伍性被认为是影响改性效果的关键所在。目前常用的改性沥青可分为两类,即合成橡胶类(如SBS)和塑性体类(如EVAPE)。其改性效果对比间表1、表2.

1 改性沥青路用性能对比

改性剂

温度开裂

温度疲劳

荷载疲劳

磨耗

老化

车辙

SBS

+

+

+

+

+

+

EVA

+

+

0

+

PE

0

+

注:“+”抗力增强,“0”无影响,抗力减弱

2 SBS改性沥青(caribit, caruphalte)与普通沥青(maxphalte60/80)性能测试结果

性能指标

caribit

cariphalte

maxphalte

针入度(dmm)

58

62

75

软化点()

62

91

47

延度15(cm)

>100

>t00

>100

回弹率15()

75

85

/

粘度0(Pas)

2385

4330

TFOT

质量损失()

0.08

0.06

/

针入度比()

82

88

65

延度10(cm)

>70

>70

/

可见SBS改性沥青能全面地改善沥青的路用性能,即高温、常温、低温、水稳定性和抗老化性能。其突出的弹性与韧性使得这种材料尤其适宜于桥面铺装层。在沥青中加入SBS改性剂,最突出的特点是沥青的粘度增加。试验表明,当SBS含量为4%以上时,改性沥青的抗车辙能力提高10倍以上,抗疲劳寿命延长35倍,抗开裂、老化.水损坏及愈合能力也都有明显改善。

SMA沥青码蹄脂碎右的性能

SMA沥青玛蹄脂碎石由粗集料形成骨架,具有很强的抗车辙能力和抗滑性能,而由沥青矿粉、细集料及纤维形成的沥青玛蹄脂充填在粗骨料之间,克服了透水沥青混合料的严重缺陷。同常用的沥青混凝土相比,在高温、低温.水稳和疲劳等方面,SMA的性能俱佳,尤其是在SMA中使用SBS改性沥青,使得SMA表现出其他沥青混合料无可比拟的路用性能。表3SMA沥青码蹄脂碎石与AC沥青混凝土高温性能的对比,其差异非常明显。

3 SMAAC性能对比

车辙试验

马歇尔试验

沥青

混合料

动稳定度(次/mm)

稳定度(KN)

流值(mm)

空隙率()

VMA()

VFA()

油石比()

不改性

SMA-13

2888

9.26

4 38

3.2

16.6

8. 07

5.7

SMA--16

2591

8 05

3 36

3.5

16.5

78.8

5.7

改性6SBS

SMA--1 3

7000

9.07

4.87

3.3

1 7.7

81.4

6.1

SMA-16

7088

8.10

5.50

4.3

1 7.9

76.0

5.9

不改性

AC--1 3

1 584

1 2.45

2.36

4 8

1 5.7

69.4

4.9

AC-16

1 577

1 5.32

2.25

3 9

14.5

73 1

4.5

改性6SBS

AC-13

4200

14.76

2.24

3.4

15.4

77 9

5.1

AC-16

4523

14.27

3.25

3.3

14. 9

77.9

4.9

用改性沥青取代普通沥青.动态稳定度可提高1.76倍,从对比情况看,用SMA取代AC.动态稳定度可提高0.74倍,使用改性沥青比仅选用SMA能更有效地提高沥青混合料的高温稳定性:如果既选用SMA又同时使用改性沥青,动态稳定度可提高3 46倍,这是相当可观的改善。另外,SMA-1 3SMA-1 6AC-1 3AC-1 6之间的动态稳定度并无明显差别,说明级配类型相同而最大粒径不同(1 3mm1 6mm)的材料在高温稳定性方面的表现是类似的。

桥面铺装层设计要点

优质铺装材料

SBS改性沥青与SMA沥青玛蹄脂碎石是优良的桥面铺装材料。

桥面铺装层结构与厚度设计

结合实际施工的可行性,桥面铺装层的厚度建议采用上下两层

上面层:级配类型SMA-1 6SMA-13AC-16 IAC- 13 II;厚度3cm4cm5cm

下面层:级配类型SMA-1 6AC-16 IAC-16 IIAC-20,厚度4cm5cm6cm8cm

粘结层与防水层

SBS改性沥青具有很高的粘韧性及防水效果,因此在桥面上喷洒SBS改性沥青膜既可做粘结层,又可做防水层。室内模拟抗剪试验表明,当喷洒量为0.6—1.6kgm2范围时,抗剪强度随喷洒量的增加而显著提高,说明此时已形成厚度合理的粘膜。喷洒量如再提高.则抗剪强度增加缓慢甚至降低,说明沥青薄膜过厚,起的是润滑层作用。通过成功实例,建议粘结层防水层改性沥青的用量为1.01.6 kgrn2SBS含量为5%—6%。

结语

SBS改性沥青及SMA沥青玛蹄脂碎石能全面改善沥青及沥青混合料的路用性能,SBS改性沥青薄膜又可起到粘结与防水双重作用,因此建议作为桥面铺装层的首选材料。
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