談改性瀝青SMA路面應(yīng)用技術(shù)

于曉莎 鄭志明

(1.東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040； 2.長春工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林 長春 130000)

談改性瀝青SMA路面應(yīng)用技術(shù)

于曉莎1鄭志明2

(1.東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040； 2.長春工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林 長春 130000)

提出改性瀝青SMA路面目標(biāo)配合比設(shè)計，對鋪筑進(jìn)行施工溫度實驗，混合料拌和、運輸、攤鋪、碾壓等實驗，進(jìn)行施工質(zhì)量監(jiān)控，最終得出最優(yōu)改性瀝青SMA路面配合比，對實際施工有著指導(dǎo)性意義。

改性瀝青，SMA，路面，配合比設(shè)計，實驗

1 SMA改性瀝青路面設(shè)計的指導(dǎo)思想

SMA在組合上有一個明顯的特征，那就是“三多一少”：礦粉多，粗集料多，瀝青多，細(xì)集料少。由于我國沒有正式的關(guān)于使用SMA路面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計書與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評定，所以我們要在符合《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》的基礎(chǔ)上，做出合格的，性能優(yōu)良的SMA改性瀝青路面。在礦料級配類型，SMA的礦料級配范圍，最佳瀝青用量的確定，瀝青混合料最大密度測定，抗剝落劑的采用以及改性瀝青等方面設(shè)計目標(biāo)，考慮骨架的穩(wěn)定性。

1.1礦料級配類型

SMA路面是分多等級的，有SMA-8，SMA-11，SMA-13，SMA-16等多種類型?？傮w性考慮：SMA-8，SMA-11的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于SMA-13，更優(yōu)于SMA-16，因為單一粒徑的集料容易發(fā)生擠壓鑲嵌作用，并且從施工的角度考慮，在10 mm～20 mm的顆粒多，則SMA-16的穩(wěn)定性不如SMA-13，SMA-13的表面會很均勻。但是在我國的采石場，如果選用SMA-13的改性瀝青路面，則需要5 mm～10 mm粒徑的石料，但是這樣的石料一是經(jīng)濟(jì)耗費大，二是嚴(yán)重污染環(huán)境，石料破碎過程中會產(chǎn)生大量的石料粉末。所以為了經(jīng)濟(jì)與綠色環(huán)保為原則，本次實驗則采用SMA-16的改良瀝青路面。待我們的技術(shù)更加先進(jìn)之后，再對SMA-13進(jìn)行深入研究。

1.2SMA的礦料級配和OAC的確定

1.3混合瀝青最大密度的測定方法與抗剝落劑的采用

因為SMA混合料瀝青混合料含量高，實驗證明水穩(wěn)定性不好，所以要采取抗剝落劑的措施。

2 設(shè)計原則

3 目標(biāo)配合比設(shè)計

3.1目標(biāo)配合比設(shè)計流程

首先進(jìn)行材料的選擇，其次是對選擇出來的材料進(jìn)行試驗(分為粗集料細(xì)集料和礦粉，瀝青或者改性瀝青)，然后選擇初試級配，測定粗集料的VCA，設(shè)計粗集料骨架，以4.75 mm篩孔為關(guān)鍵性通過率，選22%，26%，30%三組進(jìn)行配比，選擇瀝青用量進(jìn)行初試，制作馬歇爾實驗，分析VCA,VMA確定配合比設(shè)計，如果不符合規(guī)定要求，則重新設(shè)計粗集料骨架，如符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，則分析VFA，VV等確定最佳瀝青用量，對設(shè)計級配變化的瀝青用量做馬歇爾試件，如果不合格，則重新設(shè)計粗集料骨架，如果符合結(jié)果規(guī)定，則進(jìn)行馬歇爾實驗，測定流值與穩(wěn)定度，若流值與穩(wěn)定度的結(jié)果不合格，則重新設(shè)計粗集料骨架，若合格，則進(jìn)行各種配合比設(shè)計實驗，確定最優(yōu)配合比。

3.2材料選擇的要求

瀝青的選取我們采用改良瀝青，而不選擇基質(zhì)瀝青，因為在諸多的實驗理論中證明了改良瀝青的多種好處。

粗集料的選取則是要表面粗糙，質(zhì)地堅硬，形狀接近立方體，有良好的鑲嵌擠壓能力。石料的壓碎值不大于25%，吸水率不大于2%，與瀝青的粘性不小于4級，堅固性不大于12%，針片狀顆粒含量不大于15%，軟石含量不大于1%等標(biāo)準(zhǔn)。

細(xì)集料的選取應(yīng)選用與瀝青粘附性好的石灰?guī)r石屑，不得有雜物和泥土等一類物質(zhì)。細(xì)集料的堅固性不大于12%，砂當(dāng)量不小于55%。填料的選取則必須采用含堿性的巖石粉末，例如石灰石等，礦粉要求必須干燥，切勿潮濕。其視密度不得小于2.5 t/m3，含水量不大于1%，粒徑全部小于0.6 mm，外觀不得結(jié)塊，不得有團(tuán)粒，塑性指數(shù)不大于4%，親水指數(shù)不大于1。

纖維的選取是非常必要的，因為纖維對SMA改良瀝青路面有很大的影響，根據(jù)以往的經(jīng)驗，我們選取松散的木質(zhì)纖維。

4 馬歇爾實驗確定最佳瀝青用量

我們選擇了三組不同的石油比進(jìn)行馬歇爾實驗，其他材料的選取按照規(guī)定選取，等值等量的進(jìn)行選取，確保實驗是唯一變量的，石油比的比值為5.8%，6.1%，6.4%。不同石油比的馬歇爾實驗效果不同，孔隙率分別為4.78%，4.04%，3.51%；礦料間隙率分別為17.99%，17.94%，18.06%；瀝青飽和度分別為73.45%，77.05%，80.58%；由實驗分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)石油比為6.1%時，孔隙率為4%，礦料間隙率大于17，瀝青飽和度在75～85之間，一切指標(biāo)均符合要求，馬歇爾穩(wěn)定度與流值也能符合要求。

5 目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)論

根據(jù)《SMA路面設(shè)計施工技術(shù)指南》的規(guī)定，進(jìn)行馬歇爾實驗配合比設(shè)計，最佳試件孔隙率4%，最佳石油比6.1%，粗集料之間形成了很好的鑲嵌擠壓模式。最優(yōu)級配為：10 mm～20 mm粗集料∶5 mm～10 mm粗集料∶3 mm～5 mm細(xì)集料∶礦粉∶石屑=43∶32∶9∶11∶5。實驗結(jié)果為：謝倫堡瀝青吸漏實驗的結(jié)合料損失為0.075%，20 ℃實驗條件下，肯塔堡飛散實驗的混合料損失3.1%，殘留馬歇爾穩(wěn)定度99.9%，凍融劈裂實驗殘留強(qiáng)度比96.2%，車轍試驗穩(wěn)定度6 150次/mm，滲水系數(shù)0.88 mL/min，構(gòu)造深度2 mm。

6 試驗段鋪筑

6.1施工溫度

SMA改性瀝青路面對溫度有較高的要求，當(dāng)氣溫或者下層表面低于10 ℃時，則不得鋪設(shè)SMA路面。SMA路面正常瀝青的加熱溫度為150 ℃～160 ℃，使用改性瀝青后加熱溫度略有提高，為160 ℃～165 ℃，攤鋪溫度，初壓開始溫度以及復(fù)壓開始溫度均比普通瀝青稍高一點，但瀝青加熱混合料的加工溫度不得超過175 ℃。一般情況下，SMA路面的施工溫度會比普通瀝青的施工溫度要提高10 ℃～20 ℃左右，不同情況不同地區(qū)視情況而定。

6.2拌和

拌和的所有步驟流程均符合《指南》要求。在拌和這一過程中，我們要保證集料本身不能變異，不能更改配比，因為瀝青路面配合比差異大主要就是這兩方面的工作不到位與不足所引起的，因此要求對間歇性拌合機(jī)的每一拌都打印瀝青混合料的拌和個數(shù)，拌和溫度，礦粉的用量等等，提高拌和質(zhì)量。由于瀝青用量較大，所以必須要當(dāng)天拌和當(dāng)天使用。

6.3運輸

在運輸過程中，我們的運輸車必須保證加苫布以防止混合料結(jié)成硬殼，并且途中不能任意停歇，時刻控制SMA瀝青混合料的溫度。在卸料的時候，如有剩余物，那必須及時清除，以防混合料結(jié)成硬殼。

6.4攤鋪

在攤鋪過程中，必須保證路面整潔，應(yīng)一邊清掃一邊沖刷干凈，若路面不平整，則需添鋪平整再進(jìn)行攤鋪。攤鋪時，可與普通瀝青相同的操作方式進(jìn)行攤鋪，攤鋪的速度應(yīng)該均勻，緩慢，連續(xù)不斷。改性瀝青的攤鋪溫度比普通瀝青攤鋪溫度高出10 ℃～20 ℃，在下雨天或者氣候潮濕的時候，應(yīng)停止攤鋪。SMA表面層鋪筑時應(yīng)采取平衡梁自動找平方式。

6.5壓實

SMA路面適宜采用剛性碾靜壓，初壓區(qū)的長度不宜長于20 m，初壓一遍，以便于快速復(fù)壓，復(fù)壓的遍數(shù)不少于6遍，緊接著是終壓，終壓還是剛性碾壓，終壓一遍。碾壓時要遵循著“緊跟，高頻，慢壓，低幅”的原則，碾壓過程中速度要均勻，采用高頻率低振幅的方式進(jìn)行壓實。

7 結(jié)語

由于改性瀝青SMA路面優(yōu)良的路用性能，將來發(fā)展?jié)撃軣o限，我們本著對知識的無限探索，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出最優(yōu)配合比的SMA路面，但這也只是理論數(shù)據(jù)，還需要大量的實踐加以證明。希望我的研究可以對大家有所幫助。

[1] 董 磊.高速公路改性瀝青SMA路面應(yīng)用研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2004.

[2] 劉 森.吉林省典型高等級公路SMA路面性能及影響因素分析[D].長春：吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[3] 王曉杰.我國SMA路面應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J].城市道橋與防洪，2016(3)：49-51.

OnapplicationtechnologyofmodifiedasphaltSMApavement

YuXiaosha1ZhengZhiming2

(1.CivilEngineeringCollege,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China; 2.ElectricalandMechanicalCollege,ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130000,China)

This paper presents the design of the modified asphalt SMA road surface mix design, the construction of the pavement temperature experiment, mixing mix, transportation, paving, rolling and other experiments, the construction quality monitoring, and ultimately the optimal modified asphalt SMA pavement. Then on the actual construction has a guiding significance.

modified asphalt, SMA, pavement, mix design, experiment

1009-6825(2017)32-0094-02

2017-09-05

于曉莎(1997- )，女，在讀本科生; 鄭志明(1997- )，男，在讀本科生

U416.217

A