碎石質量對SMA－10組成設計的影響探討

李彩霞

（廣西路橋工程集團有限公司，廣西 南寧 530011）

0 引言

調查數據表明，細粒式SMA具有更好的抵抗車轍能力，瀝青路面對抗高溫車轍變形來說，需依賴中下面層，所以將細粒式SMA置于瀝青結構層的下層，可以發揮其較好的抗車撤能力優勢。細粒式SMA的另一個潛在優勢在于它可以降低滲透性，這對于需要嚴密防止路表水下滲的“白改黑”工程來說是有幫助的。在給定空隙率的條件下，細粒式SMA混合料公稱最大粒徑降低時，其滲透性也隨之降低，例如SMA－10就是具備這樣特點的細粒式瀝青馬蹄脂路面結構。一般情況下，碎石的壓碎值和粉含量對瀝青混合料成型試件的試驗指標有一定的影響。而細粒式SMA－10這類路面混合料的碎石顆粒小、層厚薄，不同碎石的壓碎值和粉含量對其試驗指標產生的影響程度，不僅是保證施工質量過程中需要弄清的問題，也是控制碎石原材料質量的指標依據。所以，本文以廣西沿海高速公路南間至北海路面改建工程（南間至欽州）段項目№4合同段為依托工程，試圖通過對細粒式SMA－10的碎石原材料組成的研究，找到合理的碎石原材料質量控制依據。

1 工程概況

廣西沿海高速公路南間至北海路面改建工程（南間至欽州）段NO.4合同段起止樁號為K2065＋300～K2093＋995.322，全長25.510km。改建后為水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層雙向六車道高速公路，路基寬33.5m，即2×0.5m土路肩＋2×2.75m硬路肩＋2×3×3.75m行車道＋3m中間帶＋2×0.75路緣帶。主要結構為：處治合格后的原水泥混凝土路面＋對縫3mm厚度防裂卷材＋3cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA－10＋8cm改性瀝青混凝土AC－20C＋4cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA－13，每一個路面結構層均施工黏層。路肩結構為：處治后硬路肩＋11㎝瀝青穩定碎石ATB－25＋4cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA－13。其中3cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA－10就屬于細粒式的SMA結構層。

2 不同碎石質量的對比分析及結論

為了更好地了解碎石原材料對細粒式SMA－10組成設計的影響情況，本文選擇了兩種條件下成型試件進行馬歇爾指標檢測。（1）0～3mm中0.075以下粉含量大小對SMA－10瀝青混合料的影響；（2）3～5mm碎石的壓碎值及集料針片狀含量對SMA－10瀝青混合料的影響。通過不同3～5mm碎石的壓碎值及集料針片狀含量和0～3mm中0.075以下不同粉含量情況下進行馬歇爾試驗，比較其得到的試驗結果，分析其影響程度。

（1）按照6～11mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉∶木質素纖維＝69∶6∶15∶10∶0.3的礦料用量比例和6.1%油石比不變、采用相對密度為1.038的SBS改性瀝青、165℃兩面各錘擊50次等的要求，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20－2011）的規定分別使用0.075以下含粉量分別為9.5%和15.5%的機制砂先后進行馬歇爾試驗和車轍試驗。其中車轍試驗方法采用T0719－2011，60℃下試驗60min，試驗輪速度42次／min、輪壓0.7 MPa，分別記錄45min位移和60min位移。通過對試驗數據的記錄和統計分析，得出統計表（見表1）。

從表1可以看出：在相同條件下，隨著粉含量增大，試件的孔隙率VV增大，礦料間隙率VMA增大，粗集料間隙率增大，穩定度和動穩定度減小。高含粉量的機制砂在該類型混合料中會使穩定度和動穩定度減小，降低混合料的品質進而影響路用性能。

表1 機制砂含粉量對SMA－10混合料的影響數值表

所以，如果使用高含粉量的碎石拌制瀝青混凝土混合料，實際施工中容易出現由于間隙過大造成無法形成骨架嵌擠，攤鋪和碾壓中推移現象出現的幾率將增大。所以在原材料選取時就應該盡可能地降低含粉量，這不僅體現在混合料性能指標上對施工有利，而且在經濟性上也體現得比較明顯，最直接的就是降低粉含量后可以降低碎石用量的損耗。

（2）按照6～11mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉∶木質素纖維＝69∶6∶15∶10∶0.3的礦料用量比例和6.1%油石比不變、采用相對密度為1.038的SBS改性瀝青、165℃兩面各錘擊50次等的要求，按照JTG E20－2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》的規定使用針片狀含量分別為8.5%和14.9%的粗集料先后進行馬歇爾試驗和車轍試驗。其中車轍試驗方法采用T0719－2011，60℃下試驗60min，試驗輪速度42次／min、輪壓0.7 MPa，分別記錄45min位移和60min位移。

通過對試驗數據的記錄和統計分析，得出以下統計表：

表2 碎石針片狀含量對SMA－10混合料的影響數值表

從表2可以看出：

（1）集料的針片狀含量對集料壓碎值和混合料的馬歇爾體積指標和路用性能有很大的影響。針片狀含量與石料壓碎值之間有密切的關系，隨著針片狀含量的增大，集料壓碎值隨之增大，巖石自身的特性對壓碎值的影響要大于針片狀含量的影響。

（2）在相同條件下，隨著集料針片狀含量增大，試件的孔隙率VV增大，礦料間隙率VMA增大，粗集料間隙率增大，動穩定度減小，凍融劈裂殘留強度比減小。在混合料中，集料的針片狀含量對混合料的性能有極為明顯的影響。

針片狀增多后對碎石級配的影響也很大，在針片狀含量達到一定程度時，碎石級配將難以滿足要求。在實際施工中，如果出現此類情況，將不得不調整級配以使級配曲線符合預期。

（3）針片狀含量高直接影響了混合料的空隙率和間隙率，使其增大，對骨架的形成也有影響。而且，在壓碎值不足的前提下，碾壓過程中容易將混合料內部的針片狀碎石壓碎，將對強度和平整度產生影響。偏大的空隙率還會造成早期車轍，不利于施工質量的控制。

3 結語

以上的試驗數據來源于工地試驗室進行的相關試驗，所選擇的試驗數據及分析具有一定的代表性，能夠為一般施工條件下調整拌和及施工提供參考。但試驗的內容尚不夠豐富，沒有完全基于給定條件下進行各項技術指標的試驗，這也是筆者下一步繼續努力的方向，希望此文章能對讀者有小小的參考和啟發。

［1］JTG E20－2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程［S］.

［2］JTG F40－2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.