《速熔型sbs改性沥青混凝土施工技术规范》

'《速熔型SBS改性沥青混凝土施工技术规范》河南省地方标准编制说明一、编制的目的和意义SBS是苯乙烯-丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体，其高低温等性能较为全面、且疲劳性能好，使用SBS对普通石油沥青进行改性，是我国沥青路面的主流（约90%）改性技术。SBS改性沥青在我国的起步和应用已经有20多年。随着市场竞争的加剧，近年来，类似“三聚氰胺事件”的SBS改性剂用量不足、使用低质低价基质沥青、指标靠其他材料“调配化”现象突出，不少业主和施工单位反映“花了改性沥青的钱，买到的却是一堆改性沥青质量问题”，部分工程甚至出现使用了SBS改性沥青很快出现大面积损坏的现象，给业主造成巨大损失和管理压力。在客观上，SBS改性沥青在加工和存储中也存在“改性剂离析”、“改性剂热分解、降解性能衰减”等技术缺陷。基于此，沥青混凝土速熔型SBS改性剂应运而生，该类SBS改性剂可直投于拌合楼（行业习惯将这种改性剂直投于拌合楼的工艺为“干法”），与集料和基质沥青在短时间拌合过程中快速熔融，发挥与传统湿法改性沥青同样的改性效果。在鹤壁公路试验段工程应用表明，速熔型SBS改性剂指标完全达到与传统湿法改性沥青相当的性能，在混凝土抗车辙、抗低温开裂等关键指标方面显著优于市场上采购的SBS改性沥青，且成本相当或略低。从管理上，采用SBS直投改性剂后，从工艺原理的源头上解决了SBS改性沥青目前面临的“离析、热分解、偷工减料”9 等诸多技术和质量管理问题；且SBS改性剂的投放和用量由管理单位过程控制，可实现远程的数字化、可视化监控，且改性沥青的应用变得机动灵活，项目普适性强。速熔型SBS改性剂作为近年出现的新材料，行业需求和应用日渐增多。相对于传统沥青改性技术，工程建设各方对速熔型SBS改性剂的技术原理、质量和检验要求质量、容易出现的问题等了解较少。为加强管理，促进行业速熔型SBS改性剂材料的正确理解、有效检验和规范使用，从材料本身属性和指标量化角度来对这类材料进行规范，特制定《速熔型SBS改性沥青混凝土施工技术规范》。二、任务来源及编制原则和依据（1）任务来源通过鹤壁等地的试用和反馈，速熔型SBS改性剂实现了事前“原材料”的质量可控；而且，混合料生产过程中的可配备视频化监控，实现了事中各环节质量控制，最终确保工程整体质量。因此，为提升河南省公路建设管理水平，提高河南省路面工程建设的质量和耐久性，规范直投SBS的应用，经河南省交通运输厅公路管理局、鹤壁市公路管理局申请，河南省质量技术监督局以《关于下达2016年第一批河南省地方标准制修订计划的通知》（豫质监标发〔2016〕127号）文件批准立项。（2）标准编制原则本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》，结合产品的特点、生产和检验需要进行编写。9 为了使标准发布后，尽可能少的影响生产企业与用户的使用习惯。在标准编制过程中，注意吸收了国家、行业标准及企业内部质量管理要求的特色成果，在内容上有较好的继承性。同时，本标准的制定充分考虑国内应用的现状、使用人员专业素质等实际情况，确保相应条款在国内的适用性和可操作性。三、编制过程接到标准编制任务后，河南省交通运输厅公路管理局、北京中路铺面技术有限公司、鹤壁市公路管理局联合组建了“《速熔型SBS改性沥青混凝土施工技术规范》河南省地方标准编制组”,并将本标准的编写列入了产业化研究项目。2015年1~3月，对国内SBS改性沥青研究应用情况进行了深入调研，系统分析了SBS改性沥青存在的热力学不稳定（离析、热分解、老化等）技术问题及使用管理难题，在充分了解SBS改性市场实际需求的基础上，分析开发速熔型SBS改性剂的必要性和重大意义。2015年4~6月，模拟传统湿法SBS改性沥青的技术原理，采用物理精细化分散、预溶胀和超速交联等技术，经反复试验及生产设备的多次改造升级，开发出性能优良的速熔型SBS改性剂，并提出其理化参数。2015年6~9月，对试生产的产品技术性能进行了反复测试与统计分析后，对技术指标、试验方法进行了修正，确定了室内验证方法及改性沥青与改性沥青混合料的技术指标。2015年10~11月，将定型产品应用于河南鹤壁S222大海线淇县段改建路面工程试验路段，并进行了长期观察和测试。2015年12月~2016年4月，结合工程应用情况，对其投放设备进行多次改造升级，考虑质量可监控化等因素，开发自动化监控系统。2016年5~10月，对产品技术指标、试验方法、工艺流程再次进行了修正，并经与生产企业充分研讨后，形成了本标准征求意见稿。2016年11月，对本标准进行了广泛的意见征集。征求了河南省交通职业技术学院、河南省交通运输厅、河南交通投资集团有限公司等7家单位相关专家意见，并对征集的意见进行了深入研究和分析，修改后形成了本标准的送审稿。9 2017年1月，对本标准进行了河南省地方标准行业审查，根据与会专家修改意见，对标准名称等多处进行了修正，形成了本标准的报批稿。2017年3-4月，对本标准进行公示，根据公示中提出的部分技术意见进行了进一步修改。四、主要内容的确定标准起草小组根据速熔型SBS改性剂的技术及应用特点，在充分调研及讨论的基础上，参考国家、行业标准形成了本标准的内容，确定了产品的理化参数，并根据国家、行业标准及本标准规定的检验方法进行了大量的验证试验，在试验的基础上确定了产品性能指标的规定值以及相应的施工要求。本标准主要内容如下：（一）标准名称根据产品特点及标准所包含内容，命名为《沥青混凝土速熔型SBS改性剂及其施工技术规范》。（二）包括范围、规范性引用文件、术语和定义、技术要求、试验方法、混合料施工、质量管理与检查验收等。（三）范围、规范性引用文件、术语和定义根据速熔型SBS改性剂研发成果、技术特点、应用条件综合确定。（四）技术要求该部分包括速熔型SBS改性剂本身理化参数要求、速熔型SBS改性沥青技术要求、速熔型SBS改性沥青混合料技术要求三大部分。第一部分速熔型SBS改性剂技术要求速熔型SBS改性剂为颗粒状沥青混合料改性外加剂，应均匀饱满，以保证其内部各组分的均匀性及产品使用质量稳定性。9 分散性是干法改性剂的关键性能。一般的改性剂采用熔融指数，本标准制定中也采用了该参数。但由于有些产品是带有交联剂的，其测试熔融指数的高温熔化出现内部交联（变硬），导致该试验方法不再适用。因此，从沥青混凝土的最终分散性出发，采用混合料干拌试验表征，在不加沥青和矿粉干拌一定时间改性剂应该实现速熔，判断方法以人工肉眼看不到改性剂颗粒为准。这是更直观也是对速熔改性剂的最终极的“速熔”性能判定。灰分是速熔型SBS经煅烧后残留的有机和无机杂质，含量非常低，对于改性效果基本没有影响，本标准规定其灰分含量≤1.0%。报批稿修改中，编写组讨论认为，灰分已经代表了改性剂的纯度，不再对其密度进行单独要求，由于密度试验为高分子材料国标方法，本项调整在不影响质控要求前提下，也可以减少质量管理的不必要工作。调整后，所有原材料试验在公路行业实验室即可完全开展，而不必再单独配置高分子橡塑类材料的试验设备，或进行外行业的外委检测。第二部分速熔型SBS改性沥青技术要求速熔型SBS改性剂可直投于沥青混合料中。在实际工程应用中，因所选基质沥青来源较广，为确保速熔型SBS改性剂充分发挥其改性效果，需进行与基质沥青的配伍性验证。其性能指标符合《公路沥青路面施工技术规范》中SBS改性沥青I-C、I-D标准。同时，经编写组内部讨论，改性沥青老化主要是湿法改性工艺加工过程中、运输和储存中的沥青老化，而对干法速熔型SBS改性剂不存在这些环节，因此，只需要求基质沥青的老化指标满足行业标准要求，而对速熔型SBS制备改性沥青的性能验证不再要求老化指标，从技术上也是合理的，且精简了不必要的检测工作量，同时，将基质沥青指标透明化，解决了工厂改性可能采用低质低价沥青调配的问题。9 第三部分速熔型SBS改性沥青混合料技术要求根据公路等级、气候及交通条件，沥青混合料的技术要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》表5.3.3-1~表5.3.3-3、表5.3.4-1~表5.3.4-3。速熔型SBS改性沥青混合料的配合比设计按照《公路沥青路面施工技术规范》有关规定执行，其中速熔型SBS改性剂灰分小于1%，其制备的改性沥青溶解度要求大于99%，可完全替代相应比例的石油沥青，即速熔型SBS改性沥青混合料的油石比为基质沥青和速熔型SBS改性剂两者质量总和与集料总质量的百分比。速熔型SBS改性剂的掺量一般为沥青质量的5~8%，具体根据设计指标予以调整。（五）试验方法速熔型SBS改性剂的密度、熔融指数、灰分等分别参照GB/T1033、GB/T3682、JTGE20的试验方法进行测试。速熔型SBS改性剂的外观和单个颗粒质量用来保证其产品质量，具体方法参照附录A。速熔型SBS改性剂制备改性沥青要求高速剪切机速率不小于5000r/min,剪切20min之后，立即浇模进行有关试验。速熔型SBS改性沥青混合料的制备与其他外掺剂基本相同，经过干拌、添加沥青湿拌、再加矿粉拌合均匀的过程。（六）混合料施工1、速熔型SBS改性沥青混凝土的拌合速熔型SBS改性剂在沥青混凝土拌合中，根据现场情况，可进行人工或机械投放。人工投放时，为确保投放安全且不影响投放效果，其包装采用速熔型PE9 袋，根据设计用量提前按重量分包，投放时要迅速。机械投放时，鉴于当前投料机普遍存在精度差的问题，投放前应对所用投料机的投放时间和称重系统进行标定。要求投料设备投料误差小于0.1kg/次，投放速度大于2.5kg/s。速熔型SBS改性剂作为一种外掺剂，根据工程需求及检测要求，可安装沥青混合料生产信息监控系统，实现速熔型SBS改性剂施工过程的无间断监控。2、混合料运输无特殊要求，参照JTGF40即可。3、混合料的摊铺和碾压无特殊要求，参照JTGF40中热拌沥青混合料的通用要求。（七）质量管理与检查验收1、施工前材料与设备的检查速熔型SBS改性剂作为新材料应用，最重要的是材料性能的全面确认和全过程的确保。为此，可采取三级质量检验体系开展相关工作。（1）速熔型SBS改性剂与基质沥青原材料有条件时，应至少选择3家大的沥青厂家，对基质沥青进行改性剂的配伍性试验，选择相对最优的基质沥青。施工前对速熔型SBS改性剂及基质沥青来源和质量以批为单位进行检查；其中速熔型SBS改性剂以10t为一批，不足10t时，以同一次购入并运至生产现场的为一“批”。其原材料指标应均匀稳定。基质沥青检查参考《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004。（2）监控改性剂与基质沥青配制后的改性沥青指标（3）监控拌合站改性沥青混合料性能指标施工前对各施工机械进行调试，以保证处于正常工作状态。2、混合料检验及施工工序检验无特殊要求，参照JTGF40要求即可。9 五、与国家法律法规和强制性标准的关系（1）我国沥青混凝土改性剂的种类已经有抗车辙剂、高粘度改性剂等类别，相关行业标准已经发布。但关于投放于拌合楼使用的SBS改性剂材料，由于其应用尚在早期，未查阅到国外公路行业有与该产品相关且具有影响力的标准。该标准的建立，使得外加剂类标准更加完善与系统化，并有助于该类新材料的推广及规范化应用。（2）本标准中相关内容注意吸收了国家、行业标准的有关技术要求。与此有关的主要标准规范及其主要关系如下：1）JTGF40公路沥青路面施工技术规范该规范中对SBS改性沥青技术要求进行了详细的约定，对改性沥青混凝土性能也按照气候分区进行了相应指标要求，是行业改性沥青应用的主要技术依据。该规范主要从路用性能需求的角度提出改性沥青技术要求。本地方标准拟定的速熔型SBS改性剂在材料性能上将沿用、或进一步高于JTGF40的主要技术指标体系，但需要增补速溶型SBS改性剂本身的理化指标要求，并明确基质沥青的技术要求。本地方标准主要是针对JTGF40不涉及的跟速熔SBS改性剂投放和拌合工艺参数细节要求，而对其改性后的沥青混凝土运输、摊铺和碾压环节，明确沿用JTGF40的有关要求即可。2）JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20是行业通用的试验规程，本地方标准所有涉及沥青和沥青混合料的有关试验全部采用JTGE20标准。对速熔SBS改性剂本身的理化指标，采用JTGE20之外的，具备国标的，优先采用国标；需要细节说明的，单独采用附录进行说明。六、标准实施的建议9 作为一种新材料及新工艺，建议在实施中严格按照本标准的技术要求，不断进行宣贯，并通过进一步的示范和试用总结，不断反馈和完善标准工作，进一步提升河南省改性沥青沥青混凝土技术水平。《速熔型SBS改性沥青混凝土施工技术规范》河南省地方标准编制组二O一七年五月八日9'