薛華偉

（汕頭市達(dá)濠市政建設(shè)有限公司深圳分公司，廣東深圳 518040）

0 引言

近年深圳地區(qū)境內(nèi)在建市政道路的規(guī)模很大，路面用材料用量激增，改性瀝青SMA-13面層常用的輝綠巖和玄武巖集料在深圳及周邊地區(qū)已經(jīng)無料源，無法滿足路面工程的需要。通過對(duì)周邊市場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)廣西的閃長巖儲(chǔ)量較大，可開采的地方很多，通過水路可以運(yùn)輸?shù)缴钲诘貐^(qū)使用。在以上情況下，松福路項(xiàng)目部建議利用閃長巖應(yīng)用于改性瀝青SMA-13面層中，雖然閃長巖在其他地區(qū)工程中偶有利用，但在深圳還是首次，在深圳的氣候和地質(zhì)條件下，閃長巖的應(yīng)用是一個(gè)新課題。

1 方案論證

該課題提出后，業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理非常重視和謹(jǐn)慎，針對(duì)該意見，專門召開了松福大道瀝青SMA面層集料選用專家研討會(huì)，會(huì)議邀請(qǐng)了道路方面經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)豐富的五位專家組成了專家組，認(rèn)為廣西產(chǎn)輝長類閃長巖可以作為改性瀝青SMA-13面層集料，為了確保質(zhì)量，對(duì)于實(shí)施方法和步驟達(dá)成以下結(jié)論：

（1）各項(xiàng)試驗(yàn)必須委托有資質(zhì)權(quán)威的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面的試驗(yàn)；

（2）試驗(yàn)內(nèi)容包括：集料試驗(yàn)、瀝青混和料配合比試驗(yàn)；

（3）規(guī)模施工前，重視試驗(yàn)段的施工，通過試驗(yàn)段，檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，并對(duì)配合比進(jìn)行微調(diào)。試驗(yàn)段完成后，應(yīng)通過專家進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審合格后方可大面積施工；

（4）把控集料的生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)集料巖質(zhì)和外形的質(zhì)量。

2 原材料的準(zhǔn)備

2.1 粗集料的選擇

改性瀝青SMA-13型所用集料為廣西產(chǎn)閃長巖10～15 mm、5～10 mm碎石。閃長巖為中性深成巖的代表巖石，也是花崗石材中主要巖石類型之一。其化學(xué)成分介于酸性、基性巖之間，SiO2含量 52%～63%，F(xiàn)eO、Fe2O3、MgO各約 3%～5%，Al2O約16%～17%，Na2O為3%，K2O為2%。礦物成分主要由中性斜長石和一種或數(shù)種暗色礦物組成。最常見的暗色礦物是角閃石，有時(shí)為輝石、黑云母。巖石中可含少量石英和鉀長石，石英小于20%，鉀長石小于10%。典型的閃長巖中淺色礦物含量65%～75%，暗色礦物20%～30%。結(jié)構(gòu)多半為半自形粒狀，斜長石晶形一般較好，呈板柱狀，礦物顆粒均勻，多為塊狀構(gòu)造。

由公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）中T0304-2005、T0316-2005和T0317-2005等試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，其基本性能見表1。

表1 粗集料基本性能對(duì)比

2.2 細(xì)集料的選擇

細(xì)集料采用廣西產(chǎn)閃長巖石屑0～5 mm。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 細(xì)集料的技術(shù)性能

2.3 膠結(jié)料的選擇

試驗(yàn)采用東莞泰和SBS I-D改性瀝青，由公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ E52-2011）中試驗(yàn)方法分別進(jìn)行試驗(yàn)，依據(jù)JTG F40-2004進(jìn)行檢評(píng)，其基本性能分別見表3。

表3 SBS I-D改性瀝青性能

2.4 填料的選擇

填料采用博羅公莊鎮(zhèn)球磨石灰石礦粉。利用JTG E42-2005和JTG F40-2004進(jìn)行試驗(yàn)和檢評(píng)，各項(xiàng)指標(biāo)見表4。

表4 填料的技術(shù)指標(biāo)

2.5 外加劑的選擇

穩(wěn)定劑采用鹽城產(chǎn)絮狀木質(zhì)素纖維，摻量為混料料的0.3%。

3 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

（1）瀝青面層用SMA-13瀝青混凝土礦料級(jí)配組成要求，見表5。

（2）目標(biāo)配合比

礦料篩分結(jié)果見表6。經(jīng)過試配，SMA-13型瀝青試驗(yàn)室目標(biāo)配合比采用10～15 mm碎石∶5～10 mm碎石∶0～5 mm碎石∶礦粉 =48∶29∶14.5∶8.5。其合成配合比見表6，目標(biāo)配合比級(jí)配曲線見圖1。

（3）設(shè)計(jì)級(jí)配粗集料間隙率VCADRC

按設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比級(jí)配，用搗實(shí)法測(cè)定4.75mm以上粗集料的松方毛體積相對(duì)密度γs=1.66，4.75 mm以上粗集料平均毛體積相對(duì)密度γcA=2.749,則粗集料的間隙率VCADRC=[1-γs/γcA]=39.6%。

（4）設(shè)計(jì)最佳瀝青用量確定

表5 SMA-13瀝青混凝土礦料級(jí)配范圍要求

表6 礦料篩分結(jié)果匯總表

圖1 4.75mm通過率為24.9%SMA-13礦料級(jí)配曲線

根據(jù)所選擇的設(shè)計(jì)級(jí)配和初試油石比試驗(yàn)的空隙率的結(jié)果，分別以5.12%、5.39%、5.66%和5.92%的油石比制作馬歇爾試件,按JTJ052-2000 T0709-2000規(guī)程進(jìn)行了SMA-13目標(biāo)配合比馬歇爾最佳瀝青用量實(shí)驗(yàn)（見表7）；SMA-13目標(biāo)配合比馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果和SMA-13試驗(yàn)關(guān)系曲線（見圖2）；根據(jù)馬歇爾配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求和希望的設(shè)計(jì)空隙率為3%～4.5%和最小油石比等相關(guān)要求，因此初步確定SMA-13瀝青混合料改性瀝青油石比為5.9%（瀝青用量為5.6%）。

表7 馬歇爾試件的體積參數(shù)

圖2 SMA-13馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果關(guān)系曲線

4 路用性能檢驗(yàn)

按照J(rèn)TJ052-2000 T0732-2000規(guī)程，以油石比5.9%制作車轍試件，進(jìn)行車轍試驗(yàn)，以油石比5.9%制作馬歇爾試件，分別進(jìn)行謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)、肯塔堡飛散試驗(yàn)和水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 路用性能試驗(yàn)結(jié)果

從表8的試驗(yàn)值和規(guī)范要求值可知，廣西閃長巖制備的SMA-13的各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

5 試驗(yàn)段數(shù)據(jù)和評(píng)審

根據(jù)專家論證內(nèi)容，為了檢驗(yàn)閃長巖大面積使用的路用性能，松福大道項(xiàng)目部進(jìn)行了試驗(yàn)段的鋪筑，并進(jìn)行了各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)。2013年12月19日，按照華南理工大學(xué)土木與交通檢測(cè)中心的改性瀝青SMA-13設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行了試驗(yàn)段的鋪設(shè)。按照J(rèn)TG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，全過程跟蹤檢測(cè)。各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)見表9。

試驗(yàn)段的評(píng)審：閃長巖集料的檢測(cè)結(jié)果與深圳其他項(xiàng)目中輝綠巖、玄武巖為集料的改性瀝青SMA-13面層檢測(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng)，有些路用檢測(cè)指標(biāo)還優(yōu)于以上集料的使用效果，尤其閃長巖集料路面構(gòu)造深度等數(shù)據(jù)較為理想。評(píng)審中通過觀察試驗(yàn)段的外觀，提出以下幾個(gè)方面應(yīng)加強(qiáng)：

表9 試驗(yàn)段各項(xiàng)路用指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總表

（1）油石比和外加劑木質(zhì)纖維在拌合時(shí)一定按要求控制好比例，保持干燥并使用機(jī)械添加，攪拌均勻。

（2）根據(jù)原材料的情況，注意配合比的微調(diào)，使壓實(shí)后粗骨料達(dá)到嵌擠的效果，避免出現(xiàn)懸浮狀態(tài)，拌合和攤鋪時(shí)保持均勻。

（3）生產(chǎn)中石場(chǎng)盡量增加改進(jìn)措施：a.增加表層風(fēng)化層清除范圍和深度；b.在第二道破碎機(jī)后安裝10 mm篩孔振動(dòng)篩，對(duì)粒徑小于10 mm的顆粒單獨(dú)篩除，減少雜質(zhì)和薄弱礦物成分混入細(xì)集料中；c.加裝整形機(jī)，改善粗集料的顆粒性狀；d.加裝干式除塵器，解決因使用整形機(jī)后0.075 mm以下顆粒含量過高的問題。

6 結(jié)論

以上成果通過應(yīng)用于深圳松福大道路面工程和機(jī)場(chǎng)南新建工程市政工程第Ⅲ標(biāo)段，兩項(xiàng)目通車以來，路面情況良好。實(shí)踐證明，通過嚴(yán)格的檢測(cè)和試驗(yàn)，施工中注意控制細(xì)節(jié)，遵循規(guī)范，廣西產(chǎn)的閃長巖在改性瀝青SMA-13面層中的應(yīng)用，完全可以滿足施工規(guī)范要求，在經(jīng)濟(jì)效益上也很顯著。