摘 要：受榮烏高速公路至利津縣城連接線路面大中橋工程某路面標(biāo)段的委托，本試驗(yàn)采用以馬歇爾試驗(yàn)為依據(jù)的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行SMA-13改性瀝青混合料的目標(biāo)和生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。通過試驗(yàn)段的鋪筑，該段各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全符合要求，本設(shè)計(jì)方法是可行的，可供全段推廣。

關(guān)鍵詞：瀝青瑪蹄脂碎石混合料；目標(biāo)配合比；生產(chǎn)配合比；設(shè)計(jì)

Experimental study of SMA-13 modified asphalt mixture

Gao Wei-bing

（China Railway 14 Bureau of Water Conservancy and Hydropower Engineering Group Co.， Ltd. JiNan 250014 ）

Abstract： Entrusted by rong-wu expressway connecting line to Lijin County Road section of a large bridge project， the design me-thod based on Marshall test was adopoted to make the SMA-13 modified asphalt mixture and mix design. Through the paving of the test section， the various technical indicators fully meet the requirements， the design method is feasible， can be used for all promotion.

Keywords： stone matrix asphalt mixture； target proportioning； production proportion； design

1.瀝青瑪蹄脂混合料概述

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級(jí)配的礦料骨架中，所形成的混合料。SMA的結(jié)構(gòu)組成可概括為“三多一少”，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少。SMA是一種間斷級(jí)配的瀝青混合料，粗集料比例高達(dá)80%左右，礦粉的用量達(dá)10%左右。為加入較多的瀝青，增加礦粉用量，同時(shí)使用纖維作為穩(wěn)定劑。瀝青用量較多，高達(dá)6%～7%，粘結(jié)性要求高，一般采用針入度小、軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好的改性瀝青。

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當(dāng)前國際上公認(rèn)的一種抗變形能力強(qiáng)，耐久性較好的瀝青面層混合料。由于粗集料的良好嵌擠，混合料有非常好的高溫抗車轍能力，同時(shí)由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，低溫變形性能和水穩(wěn)定性也有較多的改善。添加纖維穩(wěn)定劑，使瀝青結(jié)合料保持高粘度，其攤鋪和壓實(shí)效果較好。間斷級(jí)配在表面形成大孔隙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好。同時(shí)混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，從而全面提高了瀝青混合料的路面性能。

2.SMA-13瀝青混合料的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

受榮烏高速公路至利津縣城連接線路面大中橋工程某路面標(biāo)段的委托，本試驗(yàn)采用以馬歇爾試驗(yàn)為依據(jù)的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行SMA-13改性瀝青混合料的目標(biāo)和生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。

2.1混合料原材

（1）SBS改性瀝青。符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)SBS瀝青的要求。各項(xiàng)指標(biāo)見表2.1。

（2）集料。粗集料為玄武巖，包括粒徑為5-10mm和10-15mm兩種級(jí)配， 細(xì)集料為0-5mm的玄武巖機(jī)制砂及礦粉，篩分結(jié)果見表2.2。

（3）穩(wěn)定劑。采用木質(zhì)素纖維為穩(wěn)定劑，木質(zhì)素纖維各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)均符合符合 JT/T 533-2004 《瀝青路面用木質(zhì)素纖維》標(biāo)準(zhǔn)要求，詳見表2.4。

2.2目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

（1）初試級(jí)配的確定。

在SMA混合料中真正起嵌擠作用的是4.75mm以上部分，因而4.75mm通過率是個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)，骨架設(shè)計(jì)時(shí)混合料必須有充分的粗集料骨架間隙率VCAmix、集料間隙率VMA、混合料的空隙率等體積指標(biāo)，確定最佳的瀝青用量OAC，再進(jìn)行指標(biāo)的驗(yàn)證。配合比設(shè)計(jì)的任務(wù)就是確定骨架和瑪蹄脂部分各種材料的規(guī)格和比例。

根據(jù)該地區(qū)工程施工經(jīng)驗(yàn)，以初試瀝青油石比6.3%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。雙面各擊實(shí)50次，擊實(shí)溫度為175℃。做3組馬歇爾試件，每組4個(gè)。將成型的3組試件，采用表干法測定試件的毛體積相對(duì)密度，計(jì)算試件的空隙率VV，礦料間隙率VMA及粗集料骨架間隙率VCAmix，試驗(yàn)結(jié)果見表2.5。

根據(jù)JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的SMA混合料技術(shù)要求（空隙率3-4%，礦料間隙率≥17%， VCAmix≤VCADRC，瀝青飽和度75-85%，等），級(jí)配2和3均滿足技術(shù)要求。

同時(shí)，根據(jù) JTG F40-2004附錄C規(guī)定，取礦料間隙率較大者為設(shè)計(jì)級(jí)配，因此級(jí)配2為目標(biāo)配合比礦料級(jí)配。初試瀝青油石比為6.3%，礦料配合比：10-15：5-10：機(jī)制砂：礦粉：木質(zhì)素纖維=33：44：13：10：0.3。

（2）最佳油石比的確定。在初試油石比6.3%的基礎(chǔ)上，上下變化瀝青用量范圍，分別以油石比6.1%、6.3%和6.5%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)空隙率VV確定最佳瀝青用量OAC。試驗(yàn)結(jié)果如表2.6。

根據(jù)3個(gè)油石比的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，選取油石比為6.3%作為目標(biāo)配合比的最佳油石比。最終確定目標(biāo)配合比為：10-15：5-10：機(jī)制砂：礦粉：木質(zhì)素纖維=33：44：13：10：0.3，最佳油石比為6.3%。

2.3 目標(biāo)配合比的驗(yàn)證endprint

確定了目標(biāo)配合比后，進(jìn)行下面的試驗(yàn)對(duì)目標(biāo)配合比進(jìn)行驗(yàn)證。

（1）用車轍試驗(yàn)進(jìn)行高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)要求>5500次/mm，實(shí)測結(jié)果為5924次/mm；

（2）用殘留馬歇爾穩(wěn)定度檢驗(yàn)其水穩(wěn)定性，要求>80%，實(shí)測結(jié)果為85.2%；

（3）凍融劈裂試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比，要求>80%，實(shí)測結(jié)果為86.3%；

（4）用謝論堡析漏試驗(yàn)檢驗(yàn)最大瀝青用量，要求結(jié)合料損失≯0.1%，實(shí)測結(jié)果為0.05%；

（5）用肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)最小瀝青用量，要求混合料損失≯15%，實(shí)測結(jié)果為3.6%。

3.SMA-13瀝青混合料的生產(chǎn)配合比試驗(yàn)驗(yàn)證

選擇榮烏高速公路至利津縣城連接線路面大中橋工程2標(biāo)某200米路段進(jìn)行試驗(yàn)段生產(chǎn)配合比的試驗(yàn)與驗(yàn)證。

分別對(duì)1#、2#、3#和4#倉進(jìn)行篩分，篩分結(jié)果見表3.1。

按三個(gè)級(jí)配備樣，以油石比6.3進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)三個(gè)級(jí)配的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，選擇級(jí)配2（4.75mm篩通過率25%）作為生產(chǎn)配合比所用礦料級(jí)配。按級(jí)配2備料，以目標(biāo)配合比確定的最佳油石比6.3及上下浮動(dòng)0.2后的油石比6.1和6.5分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)3個(gè)油石比的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，選取油石比為6.3作為生產(chǎn)配合比的最佳油石比。

根據(jù)生產(chǎn)配合比的選定結(jié)果（3#倉：2#倉：1#倉：礦粉=45：34：11：10，油石比6.3%）進(jìn)行SMA-13型瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)。

4.結(jié)論

4.1在分析國內(nèi)外相關(guān)資料和相關(guān)工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，針對(duì)山東東營海洋性氣候的特點(diǎn)，通過大量室內(nèi)試驗(yàn)，確定了改性SMA-13瀝青混合料的最佳配合比。

4.2通過榮烏高速公路至利津縣城連接線路面大中橋工程試驗(yàn)段的鋪筑，經(jīng)實(shí)測試驗(yàn)路段各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)完全符合要求，本設(shè)計(jì)方法是可行的，可供全段推廣。

4.3按本設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的改性SMA-13路面已在該工程推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈金安.改性瀝青與SMA路面[M].北京：人民出版出版杜，1999.

[2] 周繼業(yè)、許志鴻、任惠清.改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料配合比設(shè)計(jì)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000.28（4）：418-421.

[3] 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].JTG F40-2004.

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【文章編號(hào)】1006-2688（2017）08-0014-03

【作者簡介】高衛(wèi)兵（1979-），男，工程師，主要從事工程質(zhì)量與安全工作。endprint