路面罩面材料比选论证研究

何竑沛

摘 要：研究路面罩面的种类，结合具体某工程来比较不同罩面的优点和不足，在常用沥青罩面的混合料有密级配AC-13、SMA-13、AC-16中，在该工程项目中SMA-13为最佳方案。

关键词：沥青路面;罩面;材料比选

在交通工程不断完善的现代社会，国家对道路交通路面工程质量也有较高要求，在这样的背景下，对罩面材料比选研究，有利于在道路施工中选择合适的材料，从而有利于在道路施工中选择合适的罩面材料，从而保障路面平整度和流畅性，对提升道路工程使用年限及路面工程质量都具有重要作用。

目前常用于沥青罩面的混合料有密级配AC-13、SMA-13、AC-16等类型，考虑广东省当地，持续高温时间长，雨季持续时间长降雨量大，冬季低温时间短，最低温也在10℃左右，因此主要考虑沥青混合料的高稳定性，抗滑性，水稳定性，渗水性。综合这类地质气候考虑，主要在密级配沥青混凝土（AC-13）和沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13）中进行比选。

1 沥青罩面的选擇

沥青罩面在使用中产生的反射裂缝不仅导致路表水下侵，影响路基的强度和稳定性，而且在行车荷载的反复作用下和周期性变化的外界环境影响中，通车导致路面裂缝快速向周边扩散，从而降低路面使用寿命。为防止反射裂缝产生，目前国内在路面罩面中主要采用以下方案：

1.1 旧面板破碎冲击振动压实+半刚性（或刚性）基层+沥青罩面层。

1.2 旧板病害处理+沥青调平层+土工布+沥青罩面层。

1.3 旧板病害处理+STRATA应力吸收层+沥青罩面层。

1.4 旧板病害处理+沥青调平层+玻纤格栅+沥青罩面层。

本文采用第一种方案进行论述，用冲击锤将旧水泥路面板破碎成混凝土块，灌入水泥砂浆，振动压路机碾压成形，铺筑水泥稳定级配碎石，不仅能起补强作用，还能吸收基层的反射裂缝，再铺筑沥青罩面层。

2 沥青罩面的种类

2.1 密级配沥青混凝土（AC-13）

密级配是沥青混凝土混合料是各种粒径的颗粒级配连续、相互嵌挤密实的矿料，与沥青结合料拌和而成，压实后剩余空隙率小于10%的沥青混合料。它具备以下特点：沥青混合料具有良好的力学性质和路面性能，铺筑的路面平整无接缝，减振吸声，行车舒适。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。路表具有一定的粗糙度，且无强烈反光，有利于行车安全;沥青路面可全部采用机械化施工，有利于施工质量控制，施工后即可开放交通;便于分期修建和再生利用。

连续密级配的沥青混凝土是我国沥青混合料的主要类型，目前也是我国公路工程中使用量最大的一类沥青混合料。沥青混凝土具有较高的强度和密实度，但它们在常温或者高温下具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，具有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好。从国内外的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路和城市道路的路面材料已经相当普遍。

在国内热拌热铺沥青混凝土技术规范中，连续密级配沥青混凝土细分为Ⅰ型和Ⅱ型。I型空隙率为3%（或2%）～6%，属密实继配，常用于抗滑表层，它用料中中细型料较多，混合料的空隙率较低，因此水稳定性和耐久性表现良好。Ⅱ型为6%～10%，属于半开级配型，它在I型继配基础上偏粗，细集料比例较少。该混合料其优点表现为较强的表面纹理，抗滑性能良好，但空隙率也较大。公路实践中，常常对两种型号混凝土进行混合使用，即在保留Ⅱ型级配粗集料较多的构成条件下，加大细集料的比例，目的在于降低该混合料的空隙率。

2.2 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）

沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Mastic Asphalt，SMA），是一种由沥青结合料、矿粉、纤维与少量的细集料组成的沥青玛蹄脂结合物填充在间隙的粗集料骨架间隙所形成的沥青混合料，属于骨架密实结构。简单地说，SMA是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两大部分组成的。其组成特征主要包括两个方面：含量较多的粗集料互相嵌锁组成高稳定性（抗变形能力强）的结构骨架;细集料矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将骨架胶结一起，并填充骨架空隙，使混合料有较好的柔性及耐久性。

SMA的结构组成可概括为“三多一少，即：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。具体讲：SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗集料比例高达70%～80%，矿粉的用量达7%～13%，（“粉胶比”超出通常值1.2的限制）。由此形成的间断级配，很少使用细集料;为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂;沥青用量较多，高达6.5%～7%，粘结性要求高，并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青（最好采用改性沥青）。

沥青玛蹄脂碎石混合料是当前国际上公认（使用较多）的一种抗变形能力强，耐久性较好的沥青面层混合料。由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力，同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。添加纤维稳定剂，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好。间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好。同时混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，从而全面提高了沥青混合料的路面性能。

3 材料的优点比选

多年工程实践经验表明，我国传统的Ⅰ型密级配沥青混合料适用于二级及二级以下公路基本可以，但当用于渠化交通的高速公路和一级公路，却存在着高温稳定性和抗滑性能不足的缺点，特别是对重载公路以及长坡路段。这是因为Ⅰ型级配为非常明显的悬浮结构，所以抗车辙能力性能较为不足。Ⅱ型沥青混合料相比Ⅰ型虽然采用了较多的粗集料，但因此必然空隙率偏大，在工地现场的空隙率更是普遍超过10%，易出现水损害，在多雨潮湿地区的路面不适于使用。

SMA混合料与AC混合料相比，在相同粒径范围情况下，SMA混合料里粗集料比例更高（对于SMA，大于4.75mm的颗粒被定义为粗集料），粗集料含量较多因此形成了更为稳定的骨架结构，相比于沥青混凝土，SMA混合料中还含有更多的填料，正是大量的填料和沥青胶结料填充了SMA的骨架空隙，因此形成了密室型结构。正是因为SMA混合料中的粗集料含量更多，形成了较为明显的骨架结构，所以相比于普通的AC路面，SMA路面拥有更大的构造深度，防滑性能更好。也是因为大量粗集料形成的完整骨架结构，SMA的抗车辙性能更为优异。

大量工程实践表明，相较于传统的AC沥青路面，SMA具有非常良好的路用性能和表面功能：抗高温、抗滑、减少低温开裂、抗车辙、平整度高、减少低温开裂、平整度高、噪音小、能见度好等特点。SMA同时还具备路面抗变形能力强、使用寿命长、不透水、维护养护少等优点，方便施工易于维修。综上所述，沥青玛蹄脂具备诸多优点，目前作为高等级路面材料在高等级公路建设中已经被广泛应用。

4 结语

随着经济高速发展，对运输交通方面的需求量在进一步增加。选取SMA-13作为上面层材料虽然经济造价较AC-13要高，但SMA-13的路用性能相较AC-13会更好，抗病害能力更强，并结合广东省，高温持续时间长，低温时间十分短暂，存在较长时间雨季，降雨量高等气候特点，SMA-13路面维修少易养护，使用年限也相比AC-13路面使用年限长，最终经济收益相比AC-13要高。

参考文献：

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