碎石质量对SMA－10组成设计的影响探讨

李彩霞

（广西路桥工程集团有限公司，广西 南宁 530011）

0 引言

调查数据表明，细粒式SMA具有更好的抵抗车辙能力，沥青路面对抗高温车辙变形来说，需依赖中下面层，所以将细粒式SMA置于沥青结构层的下层，可以发挥其较好的抗车撤能力优势。细粒式SMA的另一个潜在优势在于它可以降低渗透性，这对于需要严密防止路表水下渗的“白改黑”工程来说是有帮助的。在给定空隙率的条件下，细粒式SMA混合料公称最大粒径降低时，其渗透性也随之降低，例如SMA－10就是具备这样特点的细粒式沥青马蹄脂路面结构。一般情况下，碎石的压碎值和粉含量对沥青混合料成型试件的试验指标有一定的影响。而细粒式SMA－10这类路面混合料的碎石颗粒小、层厚薄，不同碎石的压碎值和粉含量对其试验指标产生的影响程度，不仅是保证施工质量过程中需要弄清的问题，也是控制碎石原材料质量的指标依据。所以，本文以广西沿海高速公路南间至北海路面改建工程（南间至钦州）段项目№4合同段为依托工程，试图通过对细粒式SMA－10的碎石原材料组成的研究，找到合理的碎石原材料质量控制依据。

1 工程概况

广西沿海高速公路南间至北海路面改建工程（南间至钦州）段NO.4合同段起止桩号为K2065＋300～K2093＋995.322，全长25.510km。改建后为水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层双向六车道高速公路，路基宽33.5m，即2×0.5m土路肩＋2×2.75m硬路肩＋2×3×3.75m行车道＋3m中间带＋2×0.75路缘带。主要结构为：处治合格后的原水泥混凝土路面＋对缝3mm厚度防裂卷材＋3cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA－10＋8cm改性沥青混凝土AC－20C＋4cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA－13，每一个路面结构层均施工黏层。路肩结构为：处治后硬路肩＋11㎝沥青稳定碎石ATB－25＋4cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA－13。其中3cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA－10就属于细粒式的SMA结构层。

2 不同碎石质量的对比分析及结论

为了更好地了解碎石原材料对细粒式SMA－10组成设计的影响情况，本文选择了两种条件下成型试件进行马歇尔指标检测。（1）0～3mm中0.075以下粉含量大小对SMA－10沥青混合料的影响；（2）3～5mm碎石的压碎值及集料针片状含量对SMA－10沥青混合料的影响。通过不同3～5mm碎石的压碎值及集料针片状含量和0～3mm中0.075以下不同粉含量情况下进行马歇尔试验，比较其得到的试验结果，分析其影响程度。

（1）按照6～11mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉∶木质素纤维＝69∶6∶15∶10∶0.3的矿料用量比例和6.1%油石比不变、采用相对密度为1.038的SBS改性沥青、165℃两面各锤击50次等的要求，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20－2011）的规定分别使用0.075以下含粉量分别为9.5%和15.5%的机制砂先后进行马歇尔试验和车辙试验。其中车辙试验方法采用T0719－2011，60℃下试验60min，试验轮速度42次／min、轮压0.7 MPa，分别记录45min位移和60min位移。通过对试验数据的记录和统计分析，得出统计表（见表1）。

从表1可以看出：在相同条件下，随着粉含量增大，试件的孔隙率VV增大，矿料间隙率VMA增大，粗集料间隙率增大，稳定度和动稳定度减小。高含粉量的机制砂在该类型混合料中会使稳定度和动稳定度减小，降低混合料的品质进而影响路用性能。

表1 机制砂含粉量对SMA－10混合料的影响数值表

所以，如果使用高含粉量的碎石拌制沥青混凝土混合料，实际施工中容易出现由于间隙过大造成无法形成骨架嵌挤，摊铺和碾压中推移现象出现的几率将增大。所以在原材料选取时就应该尽可能地降低含粉量，这不仅体现在混合料性能指标上对施工有利，而且在经济性上也体现得比较明显，最直接的就是降低粉含量后可以降低碎石用量的损耗。

（2）按照6～11mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉∶木质素纤维＝69∶6∶15∶10∶0.3的矿料用量比例和6.1%油石比不变、采用相对密度为1.038的SBS改性沥青、165℃两面各锤击50次等的要求，按照JTG E20－2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的规定使用针片状含量分别为8.5%和14.9%的粗集料先后进行马歇尔试验和车辙试验。其中车辙试验方法采用T0719－2011，60℃下试验60min，试验轮速度42次／min、轮压0.7 MPa，分别记录45min位移和60min位移。

通过对试验数据的记录和统计分析，得出以下统计表：

表2 碎石针片状含量对SMA－10混合料的影响数值表

从表2可以看出：

（1）集料的针片状含量对集料压碎值和混合料的马歇尔体积指标和路用性能有很大的影响。针片状含量与石料压碎值之间有密切的关系，随着针片状含量的增大，集料压碎值随之增大，岩石自身的特性对压碎值的影响要大于针片状含量的影响。

（2）在相同条件下，随着集料针片状含量增大，试件的孔隙率VV增大，矿料间隙率VMA增大，粗集料间隙率增大，动稳定度减小，冻融劈裂残留强度比减小。在混合料中，集料的针片状含量对混合料的性能有极为明显的影响。

针片状增多后对碎石级配的影响也很大，在针片状含量达到一定程度时，碎石级配将难以满足要求。在实际施工中，如果出现此类情况，将不得不调整级配以使级配曲线符合预期。

（3）针片状含量高直接影响了混合料的空隙率和间隙率，使其增大，对骨架的形成也有影响。而且，在压碎值不足的前提下，碾压过程中容易将混合料内部的针片状碎石压碎，将对强度和平整度产生影响。偏大的空隙率还会造成早期车辙，不利于施工质量的控制。

3 结语

以上的试验数据来源于工地试验室进行的相关试验，所选择的试验数据及分析具有一定的代表性，能够为一般施工条件下调整拌和及施工提供参考。但试验的内容尚不够丰富，没有完全基于给定条件下进行各项技术指标的试验，这也是笔者下一步继续努力的方向，希望此文章能对读者有小小的参考和启发。

［1］JTG E20－2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.

［2］JTG F40－2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.