改性瀝青路面施工技術(shù)

1、SMA改性瀝青路面施工第一章 緒論1.1 前言瀝青瑪蹄脂碎石混合料(stone matrix asphalt，簡稱SMA)是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充間斷級配的粗骨料骨架間隙而組成的瀝青混合料。使用情況表明，SMA路面結(jié)構(gòu)不僅在高溫、重載時(shí)車轍變形量低，而且低溫性能良好。SMA路面集中了AC路面的空隙率小、水穩(wěn)定性及耐久性好，和AM路面的集料嵌擠作用好、高溫抗車轍能力強(qiáng)，以及AK路面抗滑性能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了AC路面的高溫穩(wěn)定性能不足、AM及AK的不耐裂、老化、抗水損壞性能差的特點(diǎn)。瀝青結(jié)合料主要提高瀝青混凝土的感溫性（即高溫穩(wěn)定性和低溫韌性）、防止混

2、合料分散并提高路用性能，通常采用SBS改性瀝青。1.2 研究的目的和意義近年來，隨著交通量的持續(xù)增加，超載重載、交通渠化等對高等級公路瀝青路面提出了越來越高的要求。為了提高瀝青路面質(zhì)量，延長瀝青路面使用壽命，各種新材料、新工藝在高速公路瀝青路面建設(shè)中層出不窮。SMA是由較多的瀝青結(jié)合料、礦粉和穩(wěn)定劑（一般為聚酯纖維或木質(zhì)素纖維）填充于粗集料骨架中形成的間斷級配的熱拌瀝青混合料，具有良好的抗車轍性能和耐久性，同時(shí)雨天抗滑性能也較好，可降低車輛行駛的噪聲等優(yōu)點(diǎn)。因此，雖然其施工成本較高，但在國外較早就在重載交通中得到比較廣泛的應(yīng)用，特別是在歐美國家更早得以普及。最近幾年國內(nèi)許多高速公路建設(shè)也開始逐

3、漸引進(jìn)這一技術(shù)，以期利用這一新施工工藝來解決老規(guī)范中AC、AM、AK未能很好解決的問題。本文結(jié)合寧淮高速NH-HA24標(biāo)路面項(xiàng)目SMA-13S改性瀝青上面層配合比設(shè)計(jì)及施工情況，探討SMA改性瀝青路面的施工技術(shù)。1.3 課題背景南京至淮安高速公路（以下簡稱“寧淮高速公路”）是江蘇省規(guī)劃的“四縱四橫四聯(lián)”主骨架公路網(wǎng)中的“縱三”，連接省會南京與淮安，并與徐宿淮鹽高速公路相連。寧淮 NH-HA24路面工程施工標(biāo)段是寧淮高速公路在淮安市境內(nèi)的一段，本標(biāo)段路線起于黃集鎮(zhèn)（K155+050.000），止于武墩鎮(zhèn)武墩村（K178+241.600），全長23.192km，沿線經(jīng)過的行政區(qū)劃分屬淮安市洪澤縣黃

4、集鎮(zhèn)、清浦區(qū)和平鎮(zhèn)和武敦鎮(zhèn)。工程總投資約1.4億元，總工期18個月。寧淮高速公路采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，單幅路面設(shè)計(jì)寬度為15m及15.5m（橋面處），采用瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)采用以雙輪組單軸軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，設(shè)計(jì)使用年限為15年。路面結(jié)構(gòu)形式：4.5cm SMA-13S改性瀝青馬蹄脂混合料（瀝青上面層）、6.0cm AC-20S中粒式改性瀝青混凝土（瀝青中面層）、9.5cm AC-25S粗粒式瀝青混凝土（瀝青下面層）及36.5cm水泥穩(wěn)定碎石基層。在上級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和支持下，我們成立了SMA改性瀝青路面施工技術(shù)研究課題小組，對SMA改性瀝青路面施工進(jìn)行研究，進(jìn)行SMA改性瀝青混合料

5、目標(biāo)配合比及生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)，策劃SMA改性瀝青路面施工方案，總結(jié)SMA改性瀝青路面施工技術(shù)。1.4 課題的主要內(nèi)容1、SMA改性瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)。2、SMA改性瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。3、SMA改性瀝青路面施工方案。4、SMA改性瀝青路面施工技術(shù)總結(jié)。1.5 預(yù)期的效益和應(yīng)用前景我國幅員遼闊、人口眾多，國民經(jīng)濟(jì)尚不夠發(fā)達(dá)，隨著國家市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對高等級公路的要求必然日益提高，特別是氣候條件的復(fù)雜、超載嚴(yán)重，高速公路路面早期損壞越來越嚴(yán)重。本課題正是基于這樣的形勢，對SMA改性瀝青混合料目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及路面施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究和總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)推廣應(yīng)用。這些研究成果和經(jīng)驗(yàn)

6、必將隨著今后越來越多的SMA改性瀝青路面修建而被應(yīng)用，同時(shí)也將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，尤其是對我局向?qū)I(yè)化路面施工隊(duì)伍提供有利的技術(shù)支持和經(jīng)驗(yàn)借鑒。第二章 SMA改性瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)2.1依據(jù)規(guī)范和要求公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ052-2000）江蘇省高速公路瀝青路面上面層（SBS改性瀝青，SMA-13S）施工指導(dǎo)意見（修訂版）【蘇高技（2005）73號】文。2.2原材料檢測及試驗(yàn)瀝青采用深圳路安特瀝青高新技術(shù)有限公司生產(chǎn)的SBS改性瀝青，試驗(yàn)項(xiàng)目包括：針入度（25，

7、100g，5S）、延度（5cm/min，5）、軟化點(diǎn)（環(huán)球法）、相對密度（15），各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求見表1。表1 SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)結(jié)果指 標(biāo)試 驗(yàn) 結(jié) 果要 求針入度，25（0.1mm）615080延度5（cm）4030軟化點(diǎn)（）67.560密度（15）1.035粗集料堆料場地平整壓實(shí)后采用10cmC15混凝土進(jìn)行硬化，并砌筑隔墻分隔各檔料，確保集料不受污染。粗集料采用安徽來安縣獨(dú)山盛業(yè)玄武巖有限公司生產(chǎn)9.5-16mm（1#料）、4.75-9.5mm（2#料）和2.36-4.75mm（3#料）三種玄武巖碎石。試驗(yàn)項(xiàng)目包括：集料壓碎

8、值、密度、對瀝青的粘附性、針片狀顆粒含量、水洗法篩分，粗集料各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求見表2。表2 SAM-13S上面層用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求及試驗(yàn)結(jié)果指 標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果技術(shù)要求石料壓碎值 (%)常溫 9.9、高溫 12.3不大于 常溫20 高溫24視密度 (t/m3)1# 2.902、2# 2.892、3# 2.893不小于 2.60吸水率 （%）0.85、0.86、0.90不大于 2.0針片狀顆粒含量 (%)7.5不大于 12水洗法<0.075顆粒含量 (%)1# 0.4、2# 0.6、3# 0.6不大于1# 0.6；2# 0.8；3# 1.0對瀝青的粘附性5級摻加抗剝離劑后不小于5級注：這些指

9、標(biāo)（包括其他材料）的要求值均按江蘇省高速公路瀝青路面上面層施工指導(dǎo)意見執(zhí)行，與規(guī)范要求略有不同，均高于規(guī)范。細(xì)集料細(xì)集料采用安徽來安縣獨(dú)山盛業(yè)玄武巖有限公司生產(chǎn)的0-2.36mm規(guī)格的石屑，堆放在鋼結(jié)構(gòu)大棚內(nèi)，以免淋雨，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)集料含水量每增加一個點(diǎn)，瀝青拌和樓生產(chǎn)效率降低約10%，所以保持集料特別是細(xì)集料干燥是降低瀝青混合料拌和成本的重要一環(huán)。試驗(yàn)項(xiàng)目包括：水洗法篩分、砂當(dāng)量、密度，其各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求見表3。表3 SAM-13S上面層用細(xì)集料術(shù)要求及試驗(yàn)結(jié)果指 標(biāo)試 驗(yàn) 結(jié) 果技 術(shù) 要 求視密度 （t/m3）2.875不小于 2.60小于0.075mm （%）7.2不大于 12.5砂當(dāng)

10、量 （%）86不小于 60填料填料采用九牛水泥廠生產(chǎn)的礦粉，儲存在干燥、清潔的礦粉罐中，試驗(yàn)項(xiàng)目包括：水洗法篩分、密度、親水系數(shù)、含水量等，礦粉各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求見表4。指 標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果質(zhì)量技術(shù)要求視密度 (t/m3)2.711不小于 2.50含水量 (%)0.1不大于 1粒度范圍 <0.6mm (%) <0.15mm (%) <0.075mm (%)10095.488.610090-10075-100親水系數(shù)0.4<1外觀無無團(tuán)粒結(jié)塊塑性指數(shù)2.8<4表4 SAM-13S上面層用礦粉質(zhì)量技術(shù)要求及試驗(yàn)結(jié)果礦料詳細(xì)試驗(yàn)結(jié)果各種集料及礦粉的密度試驗(yàn)結(jié)果見表5。表5

11、礦料密度試驗(yàn)結(jié)果材料1#2#3#4#礦粉表觀相對密度2.908 2.898 2.8992.8812.716毛體積相對密度2.838 2.828 2.8262.820/吸水率（）0.850.860.900.75/各種集料及礦粉的篩分結(jié)果見表6。表6 各種集料和礦粉的篩分結(jié)果 篩 孔礦料通過方孔篩的百分率（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#100.083.315.31.30.70.40.40.40.40.42#10010097.210.40.80.60.60.60.60.63#10010010099.06.41.81.10.60.60.64#10010

12、010010094.569.844.923.113.67.2礦粉100100100100100100100.099.595.488.6抗剝落劑采用揚(yáng)中文昌生產(chǎn)的抗剝落劑，在瀝青混合料中摻加抗剝落劑0.4%（瀝青），目的是用于改善玄武巖石料與瀝青粘附性差的缺點(diǎn)。穩(wěn)定劑采用南京艾克賽生產(chǎn)的木質(zhì)素纖維，摻加比例為瀝青混合料的0.3%，其技術(shù)指標(biāo)見表7。表7 木質(zhì)素纖維技術(shù)要求及試驗(yàn)結(jié)果指 標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果質(zhì)量技術(shù)要求篩分析：方法A：沖氣篩分析纖維長度通過0.15mm篩 （%） 5.275.1 <670±10灰分含量19.318±5，無揮發(fā)物PH值7.87.5±1.0吸油

13、率1.8<4含水率 （%）1.2<5（以質(zhì)量計(jì)）2.3瀝青混合料礦料級配的確定瀝青混合料級配SMA-13S混合料級配范圍見表8。表8 SMA-13S混合料要求級配通過下列篩孔（方孔篩，mm）的質(zhì)量百分率（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075上限1001007532272420161312下限1009050221614121098注：上表SMA-13S配范圍看與公路工程瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中的SMA-13的級配范圍稍有差別，這是因?yàn)镾AM-13S是江蘇省在SMA-13基礎(chǔ)上的改進(jìn)型，混合料級配上細(xì)下粗象S形狀，所以命名為SMA-13S。設(shè)計(jì)礦料

14、級配的確定從拌合站料場按規(guī)范要求分別取各類代表性集料進(jìn)行篩分，根據(jù)篩分結(jié)果，在混合料級配要求范圍內(nèi)，調(diào)整各種礦料比例設(shè)計(jì)3組不同粗細(xì)的初試級配，3組級配的粗集料骨架分界篩孔（以4.75mm作為粗集料骨架的分界篩孔）的通過率處于級配范圍的中值、中值±3%附近，礦粉數(shù)量均為10%左右。各合成結(jié)果見級配圖1、圖2、圖3：級配圖1 SMA-13S瀝青混合料級配曲線（中限）篩孔16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0750.441#料10083.315.31.30.70.40.40.40.40.40.332#料10010097.210.40.80.60.60.6

15、0.60.60.033#料100100100996.41.81.10.60.60.60.14#料10010010010094.569.844.923.113.67.20.1礦粉10010010010010010010099.595.488.61#料44.036.76.70.60.30.20.20.20.20.22#料33.033.032.13.40.30.20.20.20.20.23#料3.03.03.03.00.20.10.00.00.00.04#料10.010.010.010.09.57.04.52.31.40.7礦粉10.010.010.010.010.010.010.010.09.58

16、.9組合級配100.0 92.7 61.8 27.0 20.2 17.4 14.9 12.7 11.3 10.0 級配中值1009562.52721.51916131110級配上限1001007532272420161312級配下限10090502216141210980.0 2.3 0.7 0.0 1.3 1.6 1.1 0.3 -0.3 0.0 級配圖2 SMA-13S瀝青混合料級配曲線（上限）篩孔16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0750.391#料10083.315.31.30.70.40.40.40.40.40.352#料10010097.210.

17、40.80.60.60.60.60.60.033#料100100100996.41.81.10.60.60.60.134#料10010010010094.569.844.923.113.67.20.1礦粉10010010010010010010099.595.488.61#料39.032.56.00.50.30.20.20.20.20.22#料35.035.034.03.60.30.20.20.20.20.23#料3.03.03.03.00.20.10.00.00.00.04#料13.013.013.013.012.39.15.83.01.80.9礦粉10.010.010.010.010.01

18、0.010.010.09.58.9組合級配100.0 93.5 66.0 30.1 23.0 19.5 16.2 13.3 11.7 10.2 級配中值1009562.52721.51916131110級配上限1001007532272420161312級配下限10090502216141210980.0 1.5 -3.5 -3.1 -1.5 -0.5 -0.2 -0.3 -0.7 -0.2 級配圖3 SMA-13S瀝青混合料級配曲線（下限）篩孔16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075 0.421#料10083.315.31.30.70.40.40.40.4

19、0.40.382#料10010097.210.40.80.60.60.60.60.60.033#料100100100996.41.81.10.60.60.60.074#料10010010010094.569.844.923.113.67.20.1礦粉10010010010010010010099.595.488.61#料42.035.06.40.50.30.20.20.20.20.22#料38.038.036.94.00.30.20.20.20.20.23#料3.03.03.03.00.20.10.00.00.00.04#料7.07.07.07.06.64.93.11.61.00.5礦粉10.

20、010.010.010.010.010.010.010.09.58.9組合級配100.0 93.0 63.4 24.5 17.4 15.3 13.6 12.0 10.9 9.8 級配中值1009562.52721.51916131110級配上限1001007532272420161312級配下限10090502216141210980.0 2.0 -0.9 2.5 4.1 3.7 2.4 1.0 0.1 0.2 2.4預(yù)估瀝青混合料初試油石比Pa根據(jù)已確定的中限試驗(yàn)級配計(jì)算出礦料的合成毛體積相對密度sb為2.820 g/cm3。并根據(jù)Pa=Pa1*sb1/sb（Pa為預(yù)估的初試油石比，Pa1為

21、已建類似工程瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)油石比為6.0%，sb1為已建類似工程集料的合成毛體積相對密度2.844 g/cm3），得出預(yù)估瀝青混合料初試油石比Pa為6.1%。2.5實(shí)測粗集料骨架的松方毛體積相對密度把三組合成級配中小于粗集料骨架分界篩孔（0.075mm）的集料篩除，按公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的方法，用搗實(shí)法測定粗集料骨架的松方毛體積相對密度s見表9。表9 級配組合中限上限下限s1.674 1.6611.6932.6試樣拌制根據(jù)已確定的三組試驗(yàn)級配配制合成礦料，把合成礦料進(jìn)行加熱拌合（礦料的加熱溫度為175，瀝青的加熱溫度為165），擊實(shí)溫度為165。將拌合好的混合料進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)（兩面各

22、擊75次），擊實(shí)完的試件冷卻至室溫后脫模，測定其毛體積密度f、空隙率VV、礦料間隙率VMA及VCAmix。2.7計(jì)算計(jì)算上限級配CA、VCADRC、se、t、VCAmix、VV、VMA、VFA實(shí)測上限級配粗集料骨架的松方毛體積相對密度s為1.661、試件毛體積密度f為2.490。CA=（P1+ P2 +P3）/（P1/1+ P2/2+ P3/3）=2.833CA粗集料骨架的毛體積相對密度P1、P2 、P3粗集料骨架部分各種集料在全部礦料級配混合料中的配合比1、2、3各種粗集料相應(yīng)的毛體積相對密度 VCADRC=（1-s/CA）*100=41.387se=C*sa+（1-C）*sb=2.864V

23、CADRC粗集料骨架的松裝間隙率se合成礦料的有效相對密度C合成礦料的瀝青吸收系數(shù)sa礦料的合成表觀相對密度sb礦料的合成毛體積相對密度t=（100+ Pa+ Px）/（100/se+ Pa/a+ Px/x）=2.591（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的最大理論相對密度）Pa瀝青混合料的油石比a瀝青的相對密度Px木質(zhì)素纖維用量，以礦料質(zhì)量的百分比計(jì)x木質(zhì)素纖維密度VCAmix=（1-f/CA* PCA）*100=38.6（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的混合料試件中的粗集料骨架間隙率）PCA瀝青混合料中粗集料的比例VV=（1-f/t）*100=3.9%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合

24、料試件的空隙率）VMA=（1-f/sb* Ps）*100=16.7%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的礦料間隙率）VFA=（VMA-VV）/VMA*100=76.8%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的有效瀝青飽和度）Ps各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和計(jì)算中限級配CA、VCADRC、se、t、VCAmix、VV、VMA、VFA實(shí)測中限級配粗集料骨架的松方毛體積相對密度s為1.674、試件毛體積密度f為2.481。CA=（P1+ P2 +P3）/（P1/1+ P2/2+ P3/3）=2.834CA粗集料骨架的毛體積相對密度P1、P2 、P3粗集料骨架部分各種

25、集料在全部礦料級配混合料中的配合比1、2、3各種粗集料相應(yīng)的毛體積相對密度 VCADRC=（1-s/CA）*100=40.937se=C*sa+（1-C）*sb=2.865VCADRC粗集料骨架的松裝間隙率se合成礦料的有效相對密度C合成礦料的瀝青吸收系數(shù)sa礦料的合成表觀相對密度sb礦料的合成毛體積相對密度t=（100+ Pa+ Px）/（100/se+ Pa/a+ Px/x）=2.603、2.592、2.581（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的最大理論相對密度）Pa瀝青混合料的油石比a瀝青的相對密度Px木質(zhì)素纖維用量，以礦料質(zhì)量的百分比計(jì)x木質(zhì)素纖維密度VCAmix

26、=（1-f/CA* PCA）*100=36.1（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的混合料試件中的粗集料骨架間隙率）PCA瀝青混合料中粗集料的比例VV=（1-f/t）*100=4.3%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的空隙率）VMA=（1-f/sb* Ps）*100=17.0%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的礦料間隙率）VFA=（VMA-VV）/VMA*100=75.0%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的有效瀝青飽和度）Ps各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和計(jì)算下限級配CA、VCADRC、se、t、VCAmix、VV、VMA、VFA實(shí)測下限級配

27、粗集料骨架的松方毛體積相對密度s為1.693、試件毛體積密度f為2.434。CA=（P1+ P2 +P3）/（P1/1+ P2/2+ P3/3）=2.833CA粗集料骨架的毛體積相對密度P1、P2 、P3粗集料骨架部分各種集料在全部礦料級配混合料中的配合比1、2、3各種粗集料相應(yīng)的毛體積相對密度 VCADRC=（1-s/CA）*100=40.256se=C*sa+（1-C）*sb=2.865VCADRC粗集料骨架的松裝間隙率se合成礦料的有效相對密度C合成礦料的瀝青吸收系數(shù)sa礦料的合成表觀相對密度sb礦料的合成毛體積相對密度t=（100+ Pa+ Px）/（100/se+ Pa/a+ Px/

28、x）=2.592（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的最大理論相對密度）Pa瀝青混合料的油石比a瀝青的相對密度Px木質(zhì)素纖維用量，以礦料質(zhì)量的百分比計(jì)x木質(zhì)素纖維密度VCAmix=（1-f/CA* PCA）*100=35.1（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的混合料試件中的粗集料骨架間隙率）PCA瀝青混合料中粗集料的比例VV=（1-f/t）*100=6.1%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的空隙率）VMA=（1-f/sb* Ps）*100=18.6%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的礦料間隙率）VFA=（VMA-VV）/VMA*100=67.3

29、%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)為6.1%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的有效瀝青飽和度）2.8分析結(jié)果，選定最佳級配測試結(jié)果見表16 表16 初試級配的體積分析級配類型油石比（%）最大理論相對密度（t）試件毛體積相對密度（f）空隙率(%)VMA（%）VFAVCAmix（%）上限6.12.5912.4903.916.776.838.6中限6.12.5922.4814.317.075.036.1下限6.12.5922.4346.118.667.335.1要求/3-4.516.575-85VCADRC從表16可看出中限試驗(yàn)級配的空隙率VV、VMA、VFA、VCAmix均滿足施工指導(dǎo)意見要求，故選用中限級配為設(shè)計(jì)級配(其

30、比例9.5-16mm碎石：4.75-9.5mm碎石：2.36-4.75mm碎石：石屑：礦粉=44：33：3：10：10)，合成級配如表17：表17 選定的最佳級配的設(shè)計(jì)組成結(jié)果通過下列篩孔的百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075中限100.092.761.827.020.217.414.912.711.310.02.9選定最佳油石比根據(jù)已確定的最佳級配，按4.8%、6.1%、6.4%油石比進(jìn)行試樣拌制（其制件方法同上）。冷卻至室溫后脫模測定不同油石比瀝青混合料的 f、t、VV、VMA、VFA、馬歇爾穩(wěn)定度及流值，其結(jié)果見表18：表18 瀝青混合

31、料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果油石比 （%）各 種 技 術(shù) 指 標(biāo)f計(jì)算t VV（%）VMA(%)VCAmix(%)VFA(%)穩(wěn)定度(KN)流值(0.1mm)5.82.4632.6035.417.536.169.28.4626.66.12.4822.5924.217.036.175.010.0629.56.42.4802.5813.917.336.177.58.9424.2要求16.5VCADRC75-85宜6.020-50 從表18可看出6.1%油石比的瀝青混合料VV、VMA、VCAmix、VFA、穩(wěn)定度及流值均滿足施工指導(dǎo)意見要求，確定該瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的最佳油石比為6.1%。以6.1%的油石比制

32、作二組試件進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)測定的毛體積相對密度、計(jì)算最大理論相對密度、空隙率、礦料間隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值、殘留穩(wěn)定度結(jié)果見表19。表19 瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果油石比(%)f(g/cm3)t(g/cm3)VV(%)VMA (%)VFA (%)穩(wěn) 定 度(KN)流 值(0.1mm)殘留穩(wěn)定度(%)6.12.4832.5924.217.075.210.0929.090.6驗(yàn)證試驗(yàn)表明6.1%的油石比是較為合理可行的，確定6.1%為該SMA-13S瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的最佳油石比。最后確定該SMA-13S瀝青混合料目標(biāo)配合比為：1#料：2#料：3#料：4#料：礦粉=44：33：3

33、：10：10，最佳油石比6.1%，抗剝落劑摻量為瀝青用量的0.4%，木質(zhì)素纖維摻量為瀝青混合料的0.3%。第三章 SMA改性瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)3.1瀝青拌和樓流量試驗(yàn)熱料倉篩孔采用德基DG4000瀝青拌和樓，最大產(chǎn)量320t/h，根據(jù)SMA-13S目標(biāo)配合比級配及原材料情況確定拌和樓熱料倉篩孔尺寸為：16、12、8、3，熱料經(jīng)二次篩分后分為：1#倉12-16、2#倉 8-12、3#倉 3-8、4#倉 0-3四個倉。流量試驗(yàn)設(shè)定各檔冷料轉(zhuǎn)速為5r/min，固定產(chǎn)量增幅為0%，1#-4#料分別送料5分鐘，熱料經(jīng)過二次篩分后記錄1#-4#倉中熱料質(zhì)量，最后算出每檔冷料的流量，平行進(jìn)行兩次，取平

34、均值。3.2二次篩分后的熱料及其它原材料的檢測及試驗(yàn)瀝青瀝青采用路安特瀝青高新技術(shù)有限公司生產(chǎn)的SBS改性瀝青。瀝青試驗(yàn)項(xiàng)目包括：針入度（25，100g，5S）、延度（5cm/min，5）、軟化點(diǎn)（環(huán)球法）、相對密度（15），試驗(yàn)結(jié)果見目標(biāo)配合比。礦料按目標(biāo)配合比的級配情況設(shè)定冷料倉進(jìn)料比例經(jīng)加熱后二次篩分為1#-4#倉熱料。二次篩分后的熱料試驗(yàn)項(xiàng)目包括：熱料密度、水洗法篩分，試驗(yàn)結(jié)果見表1、表2，其它試驗(yàn)項(xiàng)目及結(jié)果見目標(biāo)配合比。礦粉采用洪澤九牛水泥廠生產(chǎn)礦粉，試驗(yàn)項(xiàng)目包括：水洗法篩分、密度、親水系數(shù)、含水量等，試驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。 表1 熱料及礦粉密度試驗(yàn)結(jié)果材料1#倉2#倉3#倉4#倉礦

35、粉表觀相對密度2.9032.9022.9032.8752.729毛體積相對密度2.834 2.833 2.8272.809/吸水率（）0.840.830.920.82/表2 各種熱料和礦粉的篩分結(jié)果 篩 孔礦料通過方孔篩的百分率（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#倉100.075.87.00.20.20.20.20.20.20.22#倉10010078.32.10.40.40.40.40.40.43#倉10010010095.853.01.80.80.60.60.64#倉10010010099.290.868.345.823.811.04.9礦粉1

36、00100100100100100100.099.595.890.6纖維纖維為德國艾克賽纖維有限公司生產(chǎn)的松散木質(zhì)素纖維（摻量為瀝青混合料總質(zhì)量的0.3%）?？箘兟鋭┛箘兟鋭閾P(yáng)中文昌產(chǎn)抗剝落劑（摻量為瀝青混合料中瀝青用量的0.4%）。瀝青、熱料、礦粉及纖維等原材料各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均能符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及江蘇省高速公路建設(shè)指揮部瀝青路面施工技術(shù)指導(dǎo)意見要求。3.3各熱料倉礦料和礦粉的確定從二次篩分后進(jìn)入各熱料倉的礦料取代表性礦料進(jìn)行篩分，根據(jù)篩分結(jié)果，求解出各熱料倉及礦粉的摻配比例，使礦質(zhì)混合料的級配接近目標(biāo)配合比級配，摻配組成生產(chǎn)配合比級配，同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例，以達(dá)到供料平衡，

37、級配計(jì)算圖見表3： 表3 SMA-13上面層生產(chǎn)配合比合成級配圖篩孔16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0750.331#倉10075.87.00.20.20.20.20.20.20.20.382#倉10010078.32.10.40.40.40.40.40.40.063#倉10010095.853.0 1.80.80.60.60.60.60.134#倉10010010099.290.868.345.823.8114.90.1礦粉10010010010010010010099.595.890.61#料33.025.02.30.10.10.10.10.10.10

38、.12#料38.038.029.80.80.20.20.20.20.20.23#料6.06.05.73.20.10.00.00.00.00.04#料13.013.013.012.911.88.96.03.11.40.6礦粉10.010.010.010.010.010.010.010.09.69.1組合級配100 92.0 60.8 26.9 22.1 19.1 16.2 13.3 11.3 10.0 級配中值100.0 95.0 62.5 27.0 21.5 19.0 16.0 13.0 11.0 10.0 級配上限1001007532272420161312級配下限1009050221614

39、1210983.4確定最佳油石比根據(jù)已確定的生產(chǎn)配合比級配，并以瀝青混合料的0.3%添加木質(zhì)素纖維，混合料瀝青用量的0.4%摻加抗剝落劑，取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳油石比OAC和OAC±0.3%三個油石比，用試驗(yàn)室的小型拌合機(jī)拌制瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)（其試驗(yàn)方法同目標(biāo)配合比）。冷卻至室溫后脫模測定不同油石比瀝青混合料的f、馬歇爾穩(wěn)定度及流值。計(jì)算實(shí)測粗集料骨架的松方毛體積相對密度s為1.686，試件毛體積相對密度為2.476、2.485、2.486（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比試件毛體積相對密度）。CA=（P1+ P2 +P3）/（P1/1+ P2/2+ P3/

40、3）=2.833CA粗集料骨架的毛體積相對密度P1、P2 、P3粗集料骨架部分各種集料在全部礦料級配混合料中的配合比1、2、3各種粗集料相應(yīng)的毛體積相對密度 VCADRC=（1-s/CA）*100=40.486se=C*sa+（1-C）*sb=2.864VCADRC粗集料骨架的松裝間隙率se合成礦料的有效相對密度C合成礦料的瀝青吸收系數(shù)sa礦料的合成表觀相對密度sb礦料的合成毛體積相對密度t=（100+ Pa+ Px）/（100/se+ Pa/a+ Px/x）=2.601、2.590、2.579（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的最大理論相對密度Pa瀝青混合料的油石比a瀝

41、青的相對密度Px木質(zhì)素纖維用量，以礦料質(zhì)量的百分比計(jì)x木質(zhì)素纖維密度VCAmix=（1-f/CA* PCA）*100=36.2、36.0、35.9（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的混合料試件中的粗集料骨架間隙率）PCA瀝青混合料中粗集料的比例VV=（1-f/t）*100=4.8%、4.0%、3.6%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的空隙率）VMA=（1-f/sb* Ps）*100=17.0%、16.9%、17.1%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的礦料間隙率）VFA=（VMA-VV）/VMA

42、*100=71.8%、76.0%、78.9%（對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5.8%、6.1%、6.4%油石比對應(yīng)的瀝青混合料試件的有效瀝青飽和度）Ps各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和把f、t、VV、VMA、VCAmix、VFA、馬歇爾穩(wěn)定度及流值實(shí)測及計(jì)算結(jié)果匯總見表4：表4 瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果油石比 （%）各 種 技 術(shù) 指 標(biāo)f計(jì)算t VV（%）VMA(%)VCAmix(%)VFA(%)穩(wěn)定度(KN)流值(0.1mm)5.82.4762.6014.817.036.271.810.1830.06.12.4852.5904.016.936.076.012.2128.96.42.4862.579

43、3.617.135.978.910.7232.3要求16.5VCADRC75-85宜6.020-50 從表4可看出6.1%油石比的瀝青混合料VV、VMA、VCAmix、VFA、穩(wěn)定度及流值均滿足指導(dǎo)意見要求，確定最佳油石比為6.1%。以6.1%的油石比用量制作二組試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)測定試件毛體積相對密度、計(jì)算最大理論相對密度、空隙率、礦料間隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值、殘留穩(wěn)定度結(jié)果見表5：表5 瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果油石比(%)f(g/cm3)t(g/cm3)VV(%)VMA (%)VFA (%)穩(wěn) 定 度(KN)流 值(0.1mm)殘留穩(wěn)定度(%)6.12.4832.5904.1

44、16.975.710.7228.189.6驗(yàn)證試驗(yàn)表明6.1%的油石比是較為合理可行的，最后確定SMA-13S瀝青上面層的生產(chǎn)配合比為：1#倉：2#倉：3#倉：4#倉：礦粉=33：38：6：13：10，最佳油石比6.1%，木質(zhì)素纖維摻量為瀝青混合料總量的0.3%，抗剝落劑摻量為瀝青混和料中瀝青用量的0.4%。第四章 SMA改性瀝青路面施工方案4.1工程概況改性瀝青SMA-13S上面層施工里程樁號為K155+050K178+241.6，單幅全長46.38km，單幅寬度為15.0米及15.5米（橋面處），壓實(shí)厚度為4.5cm。4.2施工準(zhǔn)備階段原材料準(zhǔn)備A、瀝青采用深圳路安特瀝青高新技術(shù)有限公司生

45、產(chǎn)的SBS改性瀝青，其性能滿足SBS改性瀝青技術(shù)要求，儲存在拌和站瀝青罐中。B、集料粗集料采用來安縣獨(dú)山盛業(yè)玄武巖有限公司16-9.5mm、4.75-9.5mm和2.36-4.75mm三種玄武巖石料，場地采用水泥混凝土硬化厚20cm。細(xì)集料采用來安縣獨(dú)山盛業(yè)玄武巖有限公司生產(chǎn)的0-2.36mm規(guī)格的石屑，堆放在鋼結(jié)構(gòu)大棚內(nèi)。C、礦粉采用九牛水泥廠生產(chǎn)的礦粉，儲存在干燥、清潔的礦粉罐內(nèi)。D、抗剝落劑采用揚(yáng)中文昌生產(chǎn)的抗剝落劑，摻量為瀝青混合料中瀝青用量的0.4%，目的是用于改善石料與瀝青粘附性差的缺點(diǎn)。E、穩(wěn)定劑采用德國艾克賽生產(chǎn)的木質(zhì)素纖維，摻加比例為瀝青混合料的0.3%。進(jìn)場設(shè)備施工機(jī)械設(shè)備

46、一覽表機(jī)械名稱型號數(shù)量設(shè)計(jì)施工能力性能備注拌和站DG40001320t/h良好攤鋪機(jī)ABG-T1TAN4232良好鋼輪壓路機(jī)DD130212t良好鋼輪壓路機(jī)DD110111t良好鋼輪壓路機(jī)BOMAG110t良好自卸汽車東 風(fēng)2625t良好裝載機(jī)ZL5043m3良好灑水車黃河210t良好4.3施工階段配合比設(shè)計(jì)瀝青混合料配合設(shè)計(jì)分目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個階段進(jìn)行，通過配合比的合理設(shè)計(jì)，確定礦料級配及瀝青最佳用量。A、目標(biāo)配合比集料規(guī)格（mm）石屑礦粉油石比集料比例（%）4433310106.1B、生產(chǎn)配合比熱料倉規(guī)格1#倉2#倉3#倉4#倉礦粉油石比比例（%）33386

47、13106.1瀝青混合料的拌和采用一臺DG4000型強(qiáng)制間歇式瀝青砼拌和站進(jìn)行混合料的拌和，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為320t/h。改性瀝青混合料施工溫度較普通瀝青高10-15，瀝青加熱溫度為160-170，集料加熱溫度為180-190，出料溫度控制在170-185，超過190按廢棄處理。往瀝青罐泵送瀝青過程中直接瀝青量的0.4%添加抗剝落劑，靠泵送瀝青每盤料拌合時(shí)間控制在約65s，干拌15秒，濕拌35秒，加料卸料時(shí)間約15秒，因此拌和樓產(chǎn)量在220t/h左右，其工藝流程圖如下。成品料儲存攪 拌計(jì)量加熱、保溫進(jìn)罐瀝青（結(jié)合料）熱 料配料篩分儲升冷料輸送烘干加熱熱料提升 砂子 集料（骨料）除塵 除塵 除塵計(jì)量儲

48、存輸送礦粉（填充料）集料通過加熱烘干、熱集料與熱瀝青的拌和，這兩個過程在不同的設(shè)備中分先后進(jìn)行，中間二次篩分及計(jì)量過程，保證了混合料目標(biāo)配合比的準(zhǔn)確。在拌制過程中注意檢查混合料的均勻性，及時(shí)分析異常情況，如混合料有無花白料（原因：料溫偏低、拌和時(shí)間偏短、粉塵含量偏大）、枯料（原因：細(xì)集料含水量大、拌和溫度高）和沒有色澤（原因：瀝青加熱溫度過高）等，如確認(rèn)是質(zhì)量問題，作廢料處理并及時(shí)糾正。每天取兩組試樣做馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn)，檢驗(yàn)油石比、礦料級配和瀝青混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)。運(yùn)輸運(yùn)料車采用26輛25噸以上的自卸車做運(yùn)輸車。在運(yùn)料前底板均勻地涂上一層油水隔離劑，防止混合料粘到運(yùn)輸車輛底板上，在車廂上涂覆隔離劑時(shí)，要注意清除多余的隔離劑，防止隔離劑在車廂底部匯集（可在車廂灑涂隔離劑之后升起車廂底部來實(shí)現(xiàn)）。運(yùn)料車在運(yùn)輸過程中必須加蓋蓬布，以防