基于不同纖維素?fù)郊觿┑腟MA路面路用性能對(duì)比分析

劉威　張治強(qiáng)　李濤

纖維素?fù)郊觿┠軌蛱岣逽MA路面的路用性能。通過(guò)對(duì)同種級(jí)配SMA分別摻加礦物纖維和木質(zhì)素纖維，得到了二者性能的對(duì)比關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，摻木質(zhì)素纖維比摻玄武巖礦物纖維SMA路面能力更好。同等體積條件下，摻木質(zhì)素纖維的SMA混合料密度更低，有利于降低工程造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益

引言

SMA路面混合料具有“三多一少”的特點(diǎn)，即粗集料多、瀝青用量多、礦粉多及細(xì)骨料少，是一種具有間斷級(jí)配的緊密嵌擠骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青路面面層，在高速路及城市主干道多有應(yīng)用。使用性能優(yōu)點(diǎn)在于具有強(qiáng)度高、耐磨耗、抗車轍能力強(qiáng)、抗疲勞開(kāi)裂及良好的高低溫穩(wěn)定性。由碎石骨架和瀝青瑪蹄脂結(jié)合料組成，但造價(jià)較高。試驗(yàn)中采用纖維穩(wěn)定劑對(duì)SMA路面的使用性能進(jìn)行研究，以驗(yàn)證兩種纖維穩(wěn)定劑對(duì)SMA路面路用性能的影響。

SMA混合料試驗(yàn)及測(cè)試

1.試驗(yàn)準(zhǔn)備

SMA路面必須采用纖維穩(wěn)定劑，因?yàn)镾MA使用較多的礦粉和瀝青結(jié)合料，纖維具有加筋、分散、吸附及穩(wěn)定和增粘等作用，可以防止瀝青析漏目前，通常采用的纖維摻用量一般為瀝青混合料總質(zhì)量的0.3%，不高于1%，本次摻加量定位0.4%，并采用玄武巖礦物纖維和木質(zhì)素纖維作對(duì)比。其中木質(zhì)素纖維易受潮成團(tuán)，應(yīng)控制其含水率小于5%，試驗(yàn)測(cè)試其含水率為2%，并將其保持在干燥環(huán)境中，基本符合試驗(yàn)條件的要求。試驗(yàn)采用改性瀝青，溫度控制在150℃～160℃，控制油石比5.5%，采用石灰?guī)r粗集料及石灰?guī)r礦粉，按照標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)制作馬歇爾試件。

2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

經(jīng)過(guò)室內(nèi)系列實(shí)驗(yàn)，兩種纖維分別采用做兩組試件，每組做10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，其中車轍為每組2個(gè)試件作對(duì)比，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)取均值結(jié)果如表1所示。

由表1可知，各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均符合規(guī)范要求，摻纖維索后，SMA路面的使用性能均有所提高。摻木質(zhì)素纖維的路面密度更小，但二者在性能方面卻并不呈完全向一方的傾向優(yōu)勢(shì)。摻木質(zhì)素纖維的SMA路面在干燥路面條件下，強(qiáng)度明顯優(yōu)于摻玄武巖礦物纖維的路面，以馬歇爾穩(wěn)定度來(lái)衡量；路面在濕潤(rùn)條件下，摻木質(zhì)素纖維的SMA路面強(qiáng)度雖然仍舊比摻玄武巖礦物纖維效果好，但優(yōu)勢(shì)已經(jīng)不夠明顯。在有水損害條件下，摻木質(zhì)素纖維的SMA路面強(qiáng)度降低，而摻玄武巖礦物纖維的SMA路面強(qiáng)度卻有所升高；摻木質(zhì)素纖維的SMA材料抗剪切變形的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于摻玄武巖礦物纖維的SMA路面，二者相差達(dá)46.6%。對(duì)SMA瀝青混合料輪碾成型后，進(jìn)行車轍試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)車轍結(jié)果遠(yuǎn)高于規(guī)范要求，說(shuō)明摻纖維素后確實(shí)對(duì)SMA路面的使用性能有較大影響，摻木質(zhì)素纖維的SMA路面抗車轍能力比摻玄武巖礦物纖維效果差，二者相差高達(dá)52.4%。

含纖維素SMA混合料的施工建議

1.SMA混合料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SMA組成結(jié)構(gòu)比較特殊，具有以下特點(diǎn)：

（1）由于SMA粗集料較多，粗集料形成嵌擠作用，使得SMA路面具有高溫抗變形能力、抗車轍的能力，能夠適應(yīng)重載交通

（2）SMA路面表面粗糙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好

3.礦粉含量高，增強(qiáng)了集料間瀝青的粘結(jié)裹覆能力，為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的穩(wěn)定起到重要作用

（3）SMA混合料加入纖維穩(wěn)定劑后，SMA路面抗低溫、抗疲勞開(kāi)裂性能得到提高，抗老化、抗水損害以及耐久性能均得到加強(qiáng)：

2.含纖維素SMA混合料的施工補(bǔ)充建議

（1）瀝青混合料的拌制

瀝青混合料的拌制以瀝吉均勻裹覆集料為準(zhǔn)，一般拌制不低于45s，本次施工對(duì)象為摻纖維的改性瀝青SMA瀝青混合料，拌合時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)5s以上，以保證纖維在混合料中充分分散、拌勻，SMA混合料限拌合后應(yīng)當(dāng)天使用。

（2）瀝青混合料的運(yùn)輸

對(duì)于SMA混合料的運(yùn)輸，除正常運(yùn)輸外，如發(fā)現(xiàn)瀝吉混合料沿車廂板滴漏時(shí)，應(yīng)立即采取措施予以避免。

（3）瀝青混合料的攤鋪

攤鋪機(jī)攤鋪速度應(yīng)緩慢均勻，速度放慢至1～3m/min，如發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)離析、波浪、裂縫、拖痕時(shí)，應(yīng)予以消除。特別是本次油較多，應(yīng)注意泛油現(xiàn)象。

（4）瀝青混合料的壓實(shí)成型

由于本次油石比較高，達(dá)到5.5%，應(yīng)采用鋼筒式壓路機(jī)碾壓。如發(fā)現(xiàn)SMA混合料高溫碾壓有擁推現(xiàn)象，應(yīng)復(fù)查其級(jí)配是否合適。