上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司 上海 201210

1 工程概況

豐慶路位于鄭州市北部區(qū)域，為南北向城市主干路，南起新柳路，北至少林路，工程全長(zhǎng)1 718.129 m。本文選擇豐慶路部分路段作為石灰石SMA-13瀝青混合料試驗(yàn)路段，研究石灰石替代玄武巖作為SMA-13瀝青混合料粗骨料使用，在各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求情況下，解決如下問題：（a）石灰石作為SMA-13粗骨料使用，石料易破碎，瀝青混合料出現(xiàn)無(wú)結(jié)合料面，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)破壞，影響路面使用性能；（b）作為淺色石料的石灰石，在路面壽命周期內(nèi)，表觀色澤耐久性問題。

試驗(yàn)段道路樁號(hào)為0+000～0+935.846，全長(zhǎng)935.846 m，道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式為4 幅路，機(jī)動(dòng)車道寬11 m×2，從下往上結(jié)構(gòu)為：乳化瀝青下封層，7 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C），玻纖土工格柵，5 cm中粒式改性瀝青混凝土（AC-16C），4 cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土（SMA-13）。

2 原材料[1,2]

2.1 瀝青

試驗(yàn)段采用鄭州市政總公司生產(chǎn)的SBS（I-D）改性瀝青，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 SBS改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果

2.2 骨料

試驗(yàn)段粗細(xì)骨料采用賈峪地區(qū)的石灰?guī)r，熱料倉(cāng)石料密度試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 骨料密度試驗(yàn)結(jié)果

2.3 填料

試驗(yàn)段填料為新鄉(xiāng)市的石灰?guī)r磨細(xì)礦粉，礦粉的各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 礦粉試驗(yàn)結(jié)果

2.4 穩(wěn)定添加劑

試驗(yàn)段采用江蘇鹽城的木質(zhì)素纖維。

3 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)[3,4]

由于此次SMA-13使用的粗骨料石灰石壓碎值為20.4，比常規(guī)SMA-13使用的輝綠巖及玄武巖的壓碎值高，因此在進(jìn)行目標(biāo)配合比時(shí)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)配合比，選用合理的瀝青用量、纖維用量和礦粉用量，以此達(dá)到增加瀝青瑪蹄脂膠漿的效果，同時(shí)增加骨架形成，這樣能滿足規(guī)范要求的空隙率。

此改進(jìn)型的石灰石SMA-13具有較高的瀝青瑪蹄脂膠漿，在使用時(shí)確保碾壓過(guò)程中石料不破碎，提高瀝青路面的表觀質(zhì)量和延緩瀝青路面表觀色澤的耐久性。

按照目標(biāo)配合比確定的各檔骨料的比例輸入拌合樓，冷料按此比例經(jīng)拌和烘干、分篩，取各個(gè)熱料倉(cāng)的骨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，合成級(jí)配曲線（圖1）。

圖1 試驗(yàn)段合成級(jí)配曲線

根據(jù)配合比設(shè)計(jì)確定的瀝青最佳用油量為6.0%，木質(zhì)素纖維用量為瀝青混合料總量的0.4%。

4 瀝青混合料的拌和工藝流程[5,6]

瀝青混合料生產(chǎn)拌和工藝見圖2。骨料和纖維干拌時(shí)間大于10 s，加入瀝青后濕拌時(shí)間大于35 s，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，由于纖維輸送裝置的管徑較小，礦粉輸送裝置功率較低，故干拌、濕拌時(shí)間略有延長(zhǎng)。

圖2 瀝青混合料生產(chǎn)拌和工藝流程

5 瀝青混合料的運(yùn)輸及施工

5.1 石灰石SMA-13瀝青混合料的運(yùn)輸

（a）石灰石SMA-13瀝青混合料的運(yùn)輸采用了大噸位的自卸車運(yùn)輸，裝料前檢查車輛各部位運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。車輛應(yīng)干凈，以免將污物帶入鋪筑現(xiàn)場(chǎng)。在拌和機(jī)旁設(shè)高臺(tái)用噴霧器向車廂側(cè)板和底板噴灑乳液類的防黏劑。

（b）為了防止運(yùn)料車表面混合料溫度降低，所有的運(yùn)料車在運(yùn)輸過(guò)程中都嚴(yán)格按要求加蓋篷布。

（c）為了保證連續(xù)攤鋪，在攤鋪開始時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)待卸料車不宜少于3 輛。

5.2 石灰石SMA-13瀝青混合料的攤鋪

（a）石灰石SMA-13瀝青混合料攤鋪采用1 臺(tái)固定式攤鋪機(jī)攤鋪； 加寬段采用1 臺(tái)伸縮式攤鋪機(jī)跟進(jìn)攤鋪。

（b）為了保證路面的平整度，要按照規(guī)范要求做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?，攤鋪過(guò)程中不得隨意變換速度或中途停頓。當(dāng)日現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪速度小于3 m/min，符合要求。

5.3 石灰石SMA-13瀝青混合料的碾壓

（a）石灰石SMA-13結(jié)構(gòu)料內(nèi)部含有大量瀝青瑪蹄脂膠漿，黏度大，溫度低時(shí)難以壓實(shí)，必須確保攤鋪碾壓溫度。

（b）為了防止混合料粘輪，可在鋼輪表面均勻?yàn)⑺蛊浔３殖睗?，水中摻少量的防黏劑或其它適當(dāng)?shù)牟牧希乐惯^(guò)量灑水引起混合料溫度的驟降。

（c）由于石灰石SMA-13瀝青混合料使用了SBS改性瀝青且瀝青含量高，因而黏度大，不得使用膠輪壓路機(jī)碾壓。

（d）石灰石SMA-13的碾壓遵循緊跟、慢壓、高頻、低幅的原則。初碾壓溫度160 °C，最低不得低于155 °C。石灰石SMA路面碾壓方案應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)段碾壓情況最終確定，初壓采用鋼輪壓路機(jī)靜壓0.5 遍、復(fù)壓采用鋼輪壓路機(jī)高頻低幅振動(dòng)碾壓2.5～3.5 遍、收光采用鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2 遍，終壓溫度不得低于80 °C，見表4。

表4 石灰石SMA-13碾壓方案

6 試驗(yàn)段評(píng)估[7,8]

6.1 瀝青混合料性能驗(yàn)證

6.1.1 瀝青混合料馬歇爾體積指標(biāo)

將試驗(yàn)段當(dāng)日生產(chǎn)的石灰石SMA-13瀝青混合料取樣，進(jìn)行生產(chǎn)檢驗(yàn)，馬歇爾試件體積指標(biāo)如表5所示。

表5 石灰石SMA-13馬歇爾體積指標(biāo)

由表5試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)段石灰石SMA-13瀝青混合料馬歇爾體積指標(biāo)完全符合規(guī)范（JTG F40—2004）要求。

6.1.2 瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)

表6 石灰石SMA-13瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)

由表6試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)段石灰石SMA-13瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度符合規(guī)范（JTG F40—2004）要求的不小于3 000 次/mm的要求。

6.2 試驗(yàn)段路面檢測(cè)

6.2.1 構(gòu)造深度、滲水系數(shù)及摩擦因數(shù)檢測(cè)

2013年9月4日，對(duì)豐慶路道路工程試驗(yàn)段SMA-13瀝青路面進(jìn)行構(gòu)造深度、滲水及摩擦因數(shù)檢測(cè)，具體數(shù)據(jù)見表7。

表7 瀝青路面構(gòu)造深度、滲水及摩擦因數(shù)試驗(yàn)報(bào)告

由表7檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)場(chǎng)SMA-13瀝青路面平均構(gòu)造深度為0.98 mm，滿足規(guī)范（SHC F40—01—2002）要求的構(gòu)造深度在0.8～1.3 mm的范圍；

現(xiàn)場(chǎng)SMA-13瀝青路面滲水系數(shù)滿足規(guī)范（SHC F40—01—2002）要求滲水系數(shù)不大于200 ml/min的要求。

6.2.2 壓實(shí)度檢測(cè)

2013年8月28日，對(duì)豐慶路道路工程試驗(yàn)段SMA-13瀝青路面進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，具體數(shù)據(jù)見表8。

表8 瀝青面層芯樣試驗(yàn)報(bào)告

由表8檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)場(chǎng)SMA-13瀝青面層壓實(shí)度滿足規(guī)范（JTG F80/1—2004）要求的SMA-13壓實(shí)度不小于98%的要求。

7 結(jié)語(yǔ)

本文選擇豐慶路工程部分路段作為石灰石SMA-13瀝青混合料試驗(yàn)路段，首次選用石灰石作為SMA-13粗骨料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)使用，研究分析石灰石SMA-13瀝青混合料的施工效果（圖3），并進(jìn)一步檢測(cè)路面的相關(guān)路用性能指標(biāo)，最后總結(jié)出以下結(jié)論：

（a）采用選定石灰石代替玄武巖作為粗骨料所設(shè)計(jì)的改進(jìn)型SMA-13瀝青混合料各項(xiàng)性能滿足規(guī)范要求，甚至超過(guò)大流量、重載交通的要求。

（b）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，試驗(yàn)路段的構(gòu)造深度、滲水系數(shù)、摩擦因數(shù)及壓實(shí)度等指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

（c）試驗(yàn)段表觀質(zhì)量情況良好，骨料未出現(xiàn)破碎情況，瀝青膠漿充分裹附在骨料表面，成功解決了石灰石作為淺色石料，在路面使用壽命周期內(nèi)表觀色澤耐久性問題。

圖3 鄭州石灰石SMA-13現(xiàn)場(chǎng)表觀質(zhì)量情況