青川新型巖改性瀝青SMA—13在京臺高速山東段路面施工中的應用

董玉歡

摘要：本文通過青川新型巖改性瀝青SMA-13在京臺高速山東段施工中的應用，敘述了SMA—13（瀝青瑪蹄脂碎石混合料）的特性、材料的選用、配合比、混合料拌合、運輸、攤鋪、碾壓等施工工藝，以及在施工中如何控制質量等事項。

關鍵詞：SMA—13；混合料；施工；控制

一、概述

（一）項目背景。京臺高速公路山東段是國道主干線北京至福州高速公路的一段，也是山東省“五縱四橫一環”綜合交通網中的“一縱”，起自魯冀交界處的主線收費站，終點為魯蘇交界處的主線收費站。本路的開通，為國家的南北方向交通提供了一條主要的快速通道，促進了華北、華東地區經濟的交流與發展，對推動山東省經濟的發展起到了重要的促進作用。

京臺高速公路濟南段于2000 年12 月建成通車，隨著京臺高速公路及京滬高速公路在山東段的全線貫通及與江蘇段高速公路的聯網，客貨車流量迅猛增加，車輛超載嚴重，路面出現瀝青老化、車轍、擁包、泛油、縱裂、橫裂、唧泥、沉陷、坑槽、網裂等病害現象。影響了高速公路功能的正常發揮，降低了道路的通行能力，只有進行維修才能滿足不斷增長的交通量的需求。

（二）青川新型巖瀝青簡介。新型巖瀝青改性瀝青采用海瑞集團擁有自主知識產權的新型加工技術，其獨特的加工工藝能夠將毫米級的顆粒狀改性劑加工至微米級，增加反應面積，使改性劑和瀝青達到均勻混合不離析的效果，從而提高改性瀝青的性能，改進改性瀝青的生產、施工和應用效果。新型巖瀝青改性瀝青混合料具有高溫穩定性好、抗水損害能力強、抗老化、抗疲勞等特點，可進一步改善瀝青路面的使用性能。

（三）SMA-13混合料的特性。SMA-13混合料路面是一種新型的路面，具有如下特性：（1）造價高，對路基與路面的施工質量要求較高；（2）改性劑必須完全分散在瀝青中，才能充分發揮其效能：（3）改性瀝青及SMA混合料具有粗集料多，礦粉多，改性瀝青結合料多，細集料少，摻纖維穩定劑，材料要求高的特點，特別是對粗集料的堅韌性、顆粒形狀和棱角性的要求很高；（4）只有在高溫狀態下碾壓才能達到密實效果，且不產生推擁，這是SMA的一個重要特征；（5）改性瀝青及SMA混合料致冷后非常堅硬，強度高。

（四）瀝青路面的功能特性。SMA-13混合料路面具有以下功能特性：（1）高溫穩定性。（2）低溫性能。（3）水穩定性。（4）抗滑性。

二、青川新型巖改性瀝青混凝土配合比設計

（一）瀝青。配合比采用的瀝青為山東高速建設材料有限公司生產的青川新型巖改性瀝青，檢查的結果為：

技術指標為：針入度（25 ℃，5s，100g）35～50，135℃運動粘度≯3 Pa·s，軟化點R&B≥52 ℃，閃點≮260℃，溶解度 ≮98%。實測瀝青技術指標：針入度（25 ℃，5s，100g，0.1mm）41，135℃運動粘度2.4 Pa·s，軟化點TR&B為60.5 ℃，閃點318℃，溶解度98.6%。

（二）粗細集料。上面層SMA-13瀝青混凝土，配合比設計采用粗集料為昌樂江北建材有限公司生產的10～15mm、章丘普集鎮玉巖石料廠生產5～10mm玄武巖；細集料為章丘普集鎮玉巖石料廠生產的0～3mm玄武巖。對于粗集料，其基本特點為石質堅硬、耐磨、潔凈，不含風化巖粒，形狀接近立方體的優質石料（不能采用非堅硬石料，如石灰巖），粒徑大于4.75mm。針片狀顆粒含量不大于15%。針對采用硅質石英砂巖的，由于石質堅硬，紋理紊亂，破碎集料的幾何形狀較差，針片狀顆粒含量波動較大，石料表面粉塵較多，與瀝青的黏附性較差。對于細集料，顆粒級配較好，潔凈干燥，小于0.075mm的含量為0.43%，與瀝青的黏附性較差。采取了控制其細度摸數為2.0～2.3的措施，在滿足混合料級配的前提下，達到有效減少其用量的目的。

（三）填料。配合比采用的填料是濟南乾森貿易有限公司生產的礦粉，要求礦粉始終保持干燥不起團，能自由地從礦粉倉中流出，不得使用回收礦粉，為減少粉塵的排出量，在軋制石屑及碎石時，應盡量采用潔凈的塊石料加工。當使用消石灰粉和水泥改善瀝青結合料與集料的粘附性時，其用量不宜超過礦料總質量的2%。

三、青川新型巖改性瀝青混凝土室內評價結果

（一）級配選定。生產配合比設計級配，礦料比例為11～15mn碎石：5～11mm碎石：3～5mm碎石：0～3mm石屑：礦粉=33：42：0：14.5：10.5。

（二）最佳油石比確定。在根據目標配比的最佳瀝青含量，采用理論計算并結合生產實際預估合適的瀝青用量，利用拌和機按正常生產方式拌料、取樣，取樣進行馬歇爾試驗，根據馬歇爾設計結果和設計指標的要求，采用理論分析再進一步優化設計級配。用該優化的級配進行試驗段鋪筑，進行相應的體積指標和性能驗證，確定最終的級配和最佳瀝青含量。

檢查指標如下：穩定度要求值為大于6KN，實測值為10.82KN，滿足；流值要求值為2—5mm，實測值為2.83mm，滿足；孔隙率要求值為3.0—4.5%，實測值為3.4%，滿足；礦料間隙率要求值為大于17%，實測值為17.1%，滿足；瀝青飽和度要求值為75—85%，實測值為79.8%；謝倫堡瀝青析漏試驗的結合料損失要求值為小于0.1%，實測值為0.03%，滿足；肯塔堡飛散試驗的混合料損失或浸水飛散試驗要求值為小于15%，實測值為4.4%，滿足。由此可見SMA-13新型青川巖瀝青混合料馬歇爾技術指標滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）中“SMA混合料馬歇爾試驗配合比設計技術要求”的要求。

（三）車轍試驗。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011）對青川巖瀝青改性瀝青混凝土進行車轍動穩定度試驗。試驗中采用3個試件，求其平均值為動穩定為4613次/mm。

（四）凍融劈裂試驗。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011）對新型巖瀝青改性瀝青混凝土進行凍融劈裂試驗。試驗中采用8個試塊，凍融組的四個試塊的劈裂抗拉強度均值為0.905，非凍融組的四個試塊的劈裂抗拉強度均值為0.9775，凍融劈裂強度比為92.4%。

（五）青川新型巖瀝青改性瀝青混凝土配合比設計結論。青川新型巖瀝青改性瀝青混凝土，馬歇爾試驗指標符合JTG F40-2004SMA混合料馬歇爾試驗配合比設計技術要求及設計要求；瀝青混凝土水穩定性符合JTG F40-2004改性瀝青SMA混合料水穩定性檢驗技術要求；瀝青混凝土車轍試驗動穩定度符合JTG F40-2004改性瀝青SMA混合料車轍試驗動穩定度技術要求。

四、結論

2014年8月29日，在京臺高速泰安至濟南方向K447+810-K448+110超+行1車道鋪設了長度為300m的青川新型巖瀝青改性瀝青混合料試驗路，該路段縱坡大于2%。

SMA-13青川新型巖瀝青改性瀝青混合料試驗路段，經室內試驗和現場檢測，熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗指標符合JTG F40-2004 SMA混合料馬歇爾試驗配合比設計技術要求；熱拌瀝青混合料水穩定性符合JTG F40-2004改性瀝青混合料水穩定性檢驗技術要求；熱拌瀝青混合料車轍試驗動穩定度符合JTG F40-2004改性瀝青混合料SMA車轍試驗動穩定度技術要求及設計文件技術要求；熱拌瀝青混合料礦料級配、瀝青含量滿足JTG F40-2004熱拌瀝青混合料的質量要求；瀝青路面芯樣厚度、壓實度和滲水系數滿足JTG F40-2004公路熱拌瀝青混合料路面施工過程中工程質量的控制標準的要求，構造深度、平整度滿足設計文件要求。

參考文獻：

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