摘要：為提高表面層瀝青路面抗滑安全性能，文章提出一種適應(yīng)廣西高速公路高溫潮濕環(huán)境以及重載交通作用下的機(jī)制砂SMA-13混合料配合比，并驗證分析了機(jī)制砂SMA-13路面具有良好的路用性能及抗滑安全性能。

關(guān)鍵詞：道路工程；瀝青瑪蹄脂混合料；級配；空隙率；動穩(wěn)定度；構(gòu)造深度

中圖分類號：U416.2 A 16 058 5

0 引言

車轍是瀝青路面病害的最主要形式之一，解決車轍問題不僅要依靠中下面層的骨架結(jié)構(gòu)［1］，還應(yīng)重視表面層的高溫穩(wěn)定性［2］。瀝青表層抗滑耐磨需要有較大的構(gòu)造深度，但構(gòu)造深度越大，其密水性能越難得到保證。瀝青瑪蹄脂是按一定比例在改性瀝青中添加礦粉和纖維混合而成的瀝青膠漿，具有很強(qiáng)的膠結(jié)能力。根據(jù)膠漿理論，分散相分散在高稠度瀝青中的多級空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對混合料的粘滯性和塑性影響很大［3］。

SMA混合料由礦料骨架和瀝青瑪蹄脂結(jié)合而成，能較好地解決上述抗滑構(gòu)造深度和密水性的矛盾并且能使高溫穩(wěn)定性符合相應(yīng)的要求［4］。張爭其等［5］發(fā)現(xiàn)混合料的性能與瀝青膠漿的性能密切相關(guān)，在不同氣候地區(qū)，通過控制粉膠比和纖維含量能改善其高溫或低溫穩(wěn)定性能。高丹盈等［6］對比不同纖維對SMA混合料性能的影響，發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素纖維的增粘增強(qiáng)效果比礦物纖維強(qiáng)。王娜等［7］分析了不同配比、纖維、粉膠比、溫度等對SMA性能的影響，并建議在高溫多雨等條件下，使用0.4%含量的木質(zhì)素纖維。何軍等［8］依托廣西某高速公路項目，認(rèn)為不同機(jī)制砂對混合料性能的影響不大，石灰?guī)r與輝綠巖機(jī)制砂均能應(yīng)用于SMA-13混合料中。

南寧沙井至吳圩高速公路是廣西交通強(qiáng)國建設(shè)試點項目和廣西首個智慧交通車路協(xié)同示范項目，建成后將有力推進(jìn)“強(qiáng)首府”戰(zhàn)略，助力廣西交通發(fā)展實現(xiàn)新跨越。項目所處的南寧地區(qū)高溫潮濕多雨，并且設(shè)計規(guī)劃為重載交通，復(fù)雜的多重環(huán)境對抗滑表層的性能提出了更高的要求。主線瀝青路面結(jié)構(gòu)層的厚度為19 cm，上面層SMA-13瀝青路面層厚4 cm。SMA混合料通常采用間斷級配，篩孔＞4.75 mm的粗集料通過率通常＞70%，骨料接觸點多，能形成較強(qiáng)的骨架抵抗高溫變形，因此SMA的粗集料采用針片狀含量低，磨耗值、壓碎值小，質(zhì)地堅硬強(qiáng)度高的田東輝綠巖碎石，細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂。本文結(jié)合№TJ1、№TJ2合同段（以下簡稱“1標(biāo)”“2標(biāo)”）SMA的生產(chǎn)配合比設(shè)計曲線及其首件工程，提出機(jī)制砂瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-13的關(guān)鍵篩孔通過率，驗證了機(jī)制砂SMA-13路面具有良好的路用性能及抗滑安全性能。

1 原材料

1標(biāo)粗集料是田東礦業(yè)料場的輝綠巖碎石，2標(biāo)粗集料是田東鑫盛料場的輝綠巖碎石；1標(biāo)細(xì)集料采用沿線生產(chǎn)的灰黑色石灰?guī)r機(jī)制砂，2標(biāo)細(xì)集料采用扶綏二級公路K18加工點的灰白色石灰?guī)r機(jī)制砂；瀝青是中遠(yuǎn)海運(yùn)國際貿(mào)易有限公司提供的殼牌改性瀝青SBS（I-D）；1標(biāo)礦粉是南寧市武鳴區(qū)石津建材廠提供的0～0.6 mm石灰?guī)r礦粉，2標(biāo)礦粉是南寧市美路達(dá)交通設(shè)施有限公司提供的石灰?guī)r礦粉；1標(biāo)木質(zhì)素纖維是江蘇華康建材實業(yè)有限公司提供的德國CFF顆粒狀木質(zhì)素纖維，2標(biāo)木質(zhì)素纖維是上海宏磐貿(mào)易有限公司提供的捷克顆粒狀木質(zhì)素纖維。原材料檢測結(jié)果如表1～3所示。

從表2、表3可以看出，輝綠巖粗集料偏粗，這也增加了SMA-13混合料的級配設(shè)計難度，而石灰?guī)r機(jī)制砂采用碎石二次破碎加工所得，潔凈、顆粒圓潤，0.075 mm篩孔的通過率≤15%，灰白色石灰?guī)r機(jī)制砂相對灰黑色石灰?guī)r機(jī)制砂要粗，前者0.6 mm篩孔的通過率相對更低。材質(zhì)及加工工藝的不同，集料粗、細(xì)不同，礦粉的級配等均存在差異，因此，SMA-13混合料的級配設(shè)計時要適應(yīng)礦料的技術(shù)特點。

2 機(jī)制砂SMA-13混合料的生產(chǎn)配合比設(shè)計及驗證

沙吳高速公路SMA-13混合料采用石灰?guī)r機(jī)制砂作為細(xì)集料，在SMA-13的生產(chǎn)配合比設(shè)計中，與材料的特性相匹配，充分考慮熱料倉0.075 mm篩孔含量對級配的影響，以穩(wěn)定熱料的篩分結(jié)果確定對應(yīng)的施工配合比，以現(xiàn)場施工性能、路用性能、體積指標(biāo)評價優(yōu)為導(dǎo)向，瀝青混合料與拌和、攤鋪、碾壓設(shè)備的技術(shù)性能協(xié)同，施工和易性好，均勻設(shè)計、均衡生產(chǎn)，不推移、不軟彈，路面材料各向同性、密實。

石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料的生產(chǎn)配合比設(shè)計結(jié)果如表4～7和下頁圖1所示。

從表4～9可以看出，1標(biāo)、2標(biāo)的生產(chǎn)級配均是接近規(guī)范中值，兩者級配相差不大，因此兩段試驗路的馬歇爾試驗結(jié)果基本接近，空隙率在4.0%左右，穩(wěn)定度gt;9 kN，動穩(wěn)定度均gt;6 000，殘留穩(wěn)定度gt;87%，能很好滿足路面的防水排水以及抗車轍的要求。在表4、表5中的石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計的關(guān)鍵篩孔0.075 mm、2.36 mm的通過率分別為8.2%、9.4%，20.8%、20.4%，

考慮到瀝青混合料拌和過程中2.36 mm細(xì)集料以下部分可能呈現(xiàn)正增長的趨勢，石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計的關(guān)鍵篩孔0.075 mm、2.36 mm的通過率分別約為8.8%、21%；1標(biāo)熱料粗集料相對偏細(xì)，其用量相對較多，為43%，而2標(biāo)熱料粗集料相對偏粗，其用量相對較少，為38%。

瀝青路面上面層試驗路SMA-13的生產(chǎn)配合比驗證結(jié)果如表10所示，性能檢測結(jié)果如表11所示，燃燒篩分檢測結(jié)果如表12所示。

從表10～12可以看出，在石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料的生產(chǎn)配合比驗證過程中，1標(biāo)對生產(chǎn)配合比進(jìn)行了微調(diào)整，SMA-13混合料的燃燒篩分結(jié)果與生產(chǎn)設(shè)計曲線略有差別，SMA-13混合料中的2.36 mm以下部分通過率呈現(xiàn)正增長趨勢，0.6 mm、0.75 mm篩孔的通過率基本接近規(guī)范中值，這樣既有利于上面層瀝青路面密實不滲水，也有利于上面層瀝青路面的抗滑安全，SMA-13混合料的空隙率也呈現(xiàn)減少的趨勢；2標(biāo)SMA-13混合料中大于粗集料2.36 mm的通過率偏離設(shè)計值，整體呈現(xiàn)偏粗的趨勢。

1標(biāo)瀝青路面上面層試驗路采用福格勒攤鋪機(jī)、2標(biāo)采用中大攤鋪機(jī)，兩個標(biāo)段均采用8臺雙鋼輪壓路機(jī)，瀝青路面上面層攤鋪速度為2.5～3.5 m/min，6臺雙鋼輪按兩個梯隊緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)一般為鋼輪3～4遍，鋼輪碾壓速度為3～4 km/h，兩臺雙鋼輪壓路機(jī)緊跟進(jìn)行高溫收光。

1標(biāo)、2標(biāo)上面層試驗段壓實度和厚度檢測結(jié)果分別見表13、表14，滲水系數(shù)檢測結(jié)果分別見表15、表16，構(gòu)造深度檢測結(jié)果見表17，平整度檢測結(jié)果如下頁圖2所示。

從表13、表14可以看出，1標(biāo)、2標(biāo)的上面層石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13瀝青路面試驗段均勻密實，2標(biāo)試驗段的壓實度相對比1標(biāo)略大些。2標(biāo)的厚度與1標(biāo)相比厚度更厚、波動較大，1標(biāo)厚度更均勻。

從表15～17和圖2可以看出，1標(biāo)石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13路面的構(gòu)造深度約為0.83 mm，具有良好的抗滑安全性能；與1標(biāo)相比，2標(biāo)石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13路面試驗段較密實，其滲水系數(shù)、平整度也符合規(guī)范要求，但2標(biāo)SMA路面的平整度整體相對比1標(biāo)低、壓實度相對大，其滲水系數(shù)值反而相對比1標(biāo)大，這可能與拌和過程SMA-13混合料中＞2.36 mm部分的通過率偏離設(shè)計曲線、相對變粗、機(jī)制砂SMA路面的開口空隙相對較大等相關(guān)。

3 結(jié)語

（1）SMA-13混合料的級配設(shè)計充分考慮礦料材質(zhì)及熱料倉0.075 mm的含量對混合料的影響，灰黑色石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料也即1標(biāo)的生產(chǎn)級配9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm篩孔的通過率分別約為56.8%、25.6%、20.8%、13.3%、8.2%；灰白色石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料也即2標(biāo)的生產(chǎn)級配9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm篩孔的通過率分別約為59.7%、24.2%、20.4%、15.1%、9.4%。

（2）石灰?guī)r機(jī)制砂SMA-13混合料的生產(chǎn)配合比設(shè)計及驗證與礦料的特性相匹配，以現(xiàn)場施工性能、路用性能、體積指標(biāo)評價優(yōu)為導(dǎo)向，與拌和、攤鋪、碾壓設(shè)備的技術(shù)性能協(xié)同，SMA路面材料具有各向同性、粗糙、密實、平整的特點。

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收稿日期：2022-12-01