石灰石SMA-13沥青混合料在郑州丰庆路试验段的应用和研究

2014-09-20

建筑施工 2014年12期

上海浦东路桥建设股份有限公司上海 201210

1 工程概况

丰庆路位于郑州市北部区域，为南北向城市主干路，南起新柳路，北至少林路，工程全长1 718.129 m。本文选择丰庆路部分路段作为石灰石SMA-13沥青混合料试验路段，研究石灰石替代玄武岩作为SMA-13沥青混合料粗骨料使用，在各项技术指标满足规范要求情况下，解决如下问题：（a）石灰石作为SMA-13粗骨料使用，石料易破碎，沥青混合料出现无结合料面，导致整体结构破坏，影响路面使用性能；（b）作为浅色石料的石灰石，在路面寿命周期内，表观色泽耐久性问题。

试验段道路桩号为0+000～0+935.846，全长935.846 m，道路标准横断面形式为4 幅路，机动车道宽11 m×2，从下往上结构为：乳化沥青下封层，7 cm粗粒式沥青混凝土（AC-25C），玻纤土工格栅，5 cm中粒式改性沥青混凝土（AC-16C），4 cm细粒式改性沥青混凝土（SMA-13）。

2 原材料[1,2]

2.1 沥青

试验段采用郑州市政总公司生产的SBS（I-D）改性沥青，各项技术指标试验结果见表1。

表1 SBS改性沥青试验结果

2.2 骨料

试验段粗细骨料采用贾峪地区的石灰岩，热料仓石料密度试验结果见表2。

表2 骨料密度试验结果

2.3 填料

试验段填料为新乡市的石灰岩磨细矿粉，矿粉的各项指标试验结果见表3。

表3 矿粉试验结果

2.4 稳定添加剂

试验段采用江苏盐城的木质素纤维。

3 生产配合比设计[3,4]

由于此次SMA-13使用的粗骨料石灰石压碎值为20.4，比常规SMA-13使用的辉绿岩及玄武岩的压碎值高，因此在进行目标配合比时，应合理设计配合比，选用合理的沥青用量、纤维用量和矿粉用量，以此达到增加沥青玛蹄脂胶浆的效果，同时增加骨架形成，这样能满足规范要求的空隙率。

此改进型的石灰石SMA-13具有较高的沥青玛蹄脂胶浆，在使用时确保碾压过程中石料不破碎，提高沥青路面的表观质量和延缓沥青路面表观色泽的耐久性。

按照目标配合比确定的各档骨料的比例输入拌合楼，冷料按此比例经拌和烘干、分筛，取各个热料仓的骨料进行筛分试验，合成级配曲线（图1）。

图1 试验段合成级配曲线

根据配合比设计确定的沥青最佳用油量为6.0%，木质素纤维用量为沥青混合料总量的0.4%。

4 沥青混合料的拌和工艺流程[5,6]

沥青混合料生产拌和工艺见图2。骨料和纤维干拌时间大于10 s，加入沥青后湿拌时间大于35 s，实际生产时，由于纤维输送装置的管径较小，矿粉输送装置功率较低，故干拌、湿拌时间略有延长。

图2 沥青混合料生产拌和工艺流程

5 沥青混合料的运输及施工

5.1 石灰石SMA-13沥青混合料的运输

（a）石灰石SMA-13沥青混合料的运输采用了大吨位的自卸车运输，装料前检查车辆各部位运转是否正常。车辆应干净，以免将污物带入铺筑现场。在拌和机旁设高台用喷雾器向车厢侧板和底板喷洒乳液类的防黏剂。

（b）为了防止运料车表面混合料温度降低，所有的运料车在运输过程中都严格按要求加盖篷布。

（c）为了保证连续摊铺，在摊铺开始时，现场待卸料车不宜少于3 辆。

5.2 石灰石SMA-13沥青混合料的摊铺

（a）石灰石SMA-13沥青混合料摊铺采用1 台固定式摊铺机摊铺；加宽段采用1 台伸缩式摊铺机跟进摊铺。

（b）为了保证路面的平整度，要按照规范要求做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。当日现场的摊铺速度小于3 m/min，符合要求。

5.3 石灰石SMA-13沥青混合料的碾压

（a）石灰石SMA-13结构料内部含有大量沥青玛蹄脂胶浆，黏度大，温度低时难以压实，必须确保摊铺碾压温度。

（b）为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，水中掺少量的防黏剂或其它适当的材料，但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。

（c）由于石灰石SMA-13沥青混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高，因而黏度大，不得使用胶轮压路机碾压。

（d）石灰石SMA-13的碾压遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则。初碾压温度160 °C，最低不得低于155 °C。石灰石SMA路面碾压方案应根据实验段碾压情况最终确定，初压采用钢轮压路机静压0.5 遍、复压采用钢轮压路机高频低幅振动碾压2.5～3.5 遍、收光采用钢轮压路机静压1～2 遍，终压温度不得低于80 °C，见表4。