SMA混合料水稳定性及影响因素研究

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1、万方数据公路2004年8月第8期HIGHWAYA“g．2004No-8文章编号：04510712(2004)08一0149一08中圉分类号：u414．75文献标识码：ASMA混合料水稳定性及影响因素研究申爱琴，张争奇，王娜(长安大学公路学院教育部特殊地区公路工程重点实验室西安市710064)摘要：水损害是沥青混凝土路面早期破坏的诱因之一。京珠北高速公路途经地区降雨量大、多雾能见度差、交通量大且超载严重，如何保证路面的水稳定性已是sMA混合料设计的难点之一。本研究就sMA混合料的配比设计及水稳定性进行了

2、系统研究．重点就sMA原材料性能、外加剂、粗集料用量和矿料级配对水稳定性的影响进行了深入探讨。关键词：SMA配比设计；水稳定性；粗集料用量}矿料级配}外加剂京珠高速公路粤境北段北接京珠国道主干线湘境高速公路，路线向东南横穿粤北山区，路线全长109．937km，是北京珠海国道主干线广东段。本路段位于粤北山区，沿线地形复杂，路线纵坡大，长陡坡路段多，夏季高温、冬季冰冻、降雨量大，多雾且能见度差，同时本路段交通量大，且超载严重。如何保证路面的水稳定性已是sMA混合料设计的难点之一。沥青混凝土路面的水损害主要

3、是水浸入沥青与集料的界面，使沥青逐渐丧失粘结力，起粘结作用的沥青膜从集料表面剥落．从而使集料松散，无法形成骨架密实结构，由此导致沥青混凝土路面在车轮的作用下形成坑槽、推挤变形而损坏，危害道路的使用性能。对于南方多雨地区，路面耐久性很大程度上受水稳定性控制，水稳定性好的路面使用寿命较长。本研究就sMA混合料的配比设计及水稳定性进行了系统研究，重点就sMA原材料性能、外加剂、粗集料用量和矿料级配对水稳定性的影响进行了深入探讨。l原材料性能测试分析1．1沥青及改性沥青的技术性能测试根据沥青供应情况，选取泰普

4、克AH一70号和台湾AH一70号两种基质沥青，并用3％、4％和5％sBs进行改性，为保证京珠北高速公路sMA路面的水稳定性，基质沥青和改性沥青各指标在满足规范的要求下，与辉绿岩的粘附性要达到5级。通过分析比较各项指标测试结果，确定使用5％sBs改性台湾AH一70号基质沥青，其技术性能测试结果见表1。改性剂收稿日期；2004一06—25采用岳阳巴陵牌sBsYH791一H改性剂。1．2集料筛分所用的石料为辉绿岩集料，集料规格为13．2～19mm、5～13．2mm和机制砂，矿粉为白云岩磨制的石粉。集料筛分结

5、果见表2所示。1．3水泥和抗剥落剂技术性能测试分析由于基质沥青与上面层集料的粘附性达不到5级，必须使用外掺剂来提高沥青与集料之间的粘附性，本研究采用两种方法：用水泥替代一部分矿粉或直接使用抗剥落剂，以此改善沥青混合料的抗水损害能力。所用水泥为昌山水泥厂生产的粤海32．5R水泥，抗剥落剂选用重庆某公司生产的一种浅红色粉状固体物。本试验用粘附性指标考察其对沥青与石料之问粘附性的改善作用，试验结果如表3。根据试验结果，建议抗剥落剂掺量为o．4％。为了确保sMA形成骨架密实结构，本研究通过16水平4因素的均匀

6、设计法优化sMA矿料级配，研究了各档粗集料用量与骨架间隙率ycA之间的相关关系，并以粗集料ycA最小为原则，得出粗集料的最佳配比；细集料级配采用^法进行配合比设计，以使整个细集料具有较大的凝聚力、密实度和较小的空隙率。选用1．6、1．8和2．o等3种粉胶比，即确定3个矿粉用量进行初试级配的设计。结合均匀设计法得出的粗集料级配及^法设计的细集料级配，初选4．75mm筛孔通过率分别为23％、25％及28％，固定对骨架空隙影响最为显著的4．75～9．5mm档集料的最佳用量(即占整个粗集料用量的37％左右)，

7、从而确定不同粉胶比的sMA沥青混万方数据150公路2004年第8期表1沥青与改性沥青性能试验结果台湾AH70号5％sBs改性台湾项目基质沥青AH一70号沥青试验方法技术标准试验结果技术标准试验结果25℃64≥40针入度15℃实测纪录2l830℃宴测纪录105．1实测纪录70．9T0604—2000当量软化点丁Bo。47．461．1当量脆点丁12针入度指数P，一1．392≥+O．21．1015℃≥100>150延度／cmT0605—19935℃≥20软化点／℃49O≥6086T0606—2000溶解度／

8、％≥990991≥99．0T0607—1993含蜡量／％≤3O2．57≤3OT06152000闪点／％≥230342≥230346T0611—1993密度(15℃)八g／cm3)实测纪录1040实测纪录1．035T0603—1993辉绿岩≥5级粘附性T0616—1993石灰岩≥5级弹性恢复／％≥7096．8T06622000质量损失／％≤O．80．034≤1．O针入度比／％≥55≥6595．7TFOT后残延度(25℃)／cm≥50T0609—1993留物