BMA在A30浦東段工程應用案例研究

包 霞

（昆山市公路工程試驗檢測中心，江蘇 昆山 650000）

1 概述

BMA是布敦（BUTON）海底天然瀝青的簡稱。布敦海底天然瀝青產自印度尼西亞的布敦島，是瀝青礦開采后破碎而成的細顆粒再經加工而成的黑色粉末，表面是純瀝青，其瀝青含量一般在22%～32%之間。而近年來，改性瀝青以其較好的性能得到了廣泛的應用，常用的改性劑有橡膠類SBR、樹脂類EVA、PE、熱塑性體SBS及天然瀝青等。

在常用的改性劑中：天然瀝青性質較為穩定，與基質瀝青混合不易離析，并且較一般的聚合物改性瀝青造價略低，而聚合物改性瀝青改性時對設備和工藝要求均比較高。由此可見，采用天然瀝青作為改性劑，是一種經濟、簡便可行的選擇。目前，急需解決的是天然瀝青的改性工藝，包括基質瀝青的選擇、天然瀝青的材料要求等。

2 以往應用

2001年9月，北京市公路局在北京市（110國道）延慶段鋪筑了1.5km的巖瀝青試驗段，該公路是北京市與西北各省聯絡的主干道。其后，巖瀝青相繼在北京的京張高速公路、河北～山西的石太高速公路等工程中予以應用，同時在全國各地的各種等級道路中也陸續得到了應用，并取得較好的成效。2001年，在上海外環線西北段3.3標同濟路立交工程，包括兩段機動車道和一段高架匝道，進行了巖瀝青試驗段的鋪筑，這是上海地區首次對巖瀝青改性瀝青在工程實踐中予以應用。試驗路段至今已經經受了重載交通的考驗，顯示出良好的路面性能，路面無明顯車轍，縱橫向平整度很好，無裂縫、坑洞、泛油、推移等病害。

表1 A級道路石油瀝青技術要求

表2 BMA天然瀝青的技術要求

2006年11月，A30浦東段工程經過若干次召集專家及各有關部門進行討論及研究，最終決定在K17+000～K19+000路段進行巖瀝青試驗段的鋪筑。

3 瀝青混凝土面層設計

在路面結構設計中，巖瀝青改性瀝青混凝土在材料抗壓回彈模量、剪切模量等方面的取值均與其它改性瀝青混凝土類似，因此，可按照常規的路面結構設計方法進行設計。本工程為高速公路，按照預測交通量計算得出的路面容許彎沉為：Lr=24.3（0.01mm）。擬定路面結構如下：

層位 結構層材料名稱 厚度（cm）1 改性瀝青SMA 4 2 中粒式瀝青混凝土 5 3 粗粒式瀝青混凝土 6 4 石灰粉煤灰碎石 45 5 石灰土 15 6土基 30

經計算新建路面各結構層及土基頂面竣工驗收彎沉值如下：

表3 AC-20配合比設計檢驗結果

表4 SMA-13配合比設計檢驗結果

表5 BMA改性瀝青混合料各工序控制溫度

第1層路面頂面彎沉值LS=23.8（0.01mm）

第2層路面頂面彎沉值LS=25.8（0.01mm）

第3層路面頂面彎沉值LS=28.5（0.01mm）

第4層路面頂面彎沉值LS=31.8（0.01mm）

第5層路面頂面彎沉值LS=271.2（0.01mm）

由此可見，擬定的路面結構滿足路面容許彎沉的要求。故在試驗段及其它路段均采用上述路面結構，所不同的是，其它路段上面層SMA采用SBS改性瀝青，而試驗段采用BMA（布敦巖瀝青）改性瀝青。同時，為充分體現BMA改性瀝青的優點，提高路面的使用質量，試驗段中面層（AC-20）亦采用BMA改性瀝青。

4 瀝青混合料材料要求

4.1 基質瀝青

基質瀝青宜采用A級道路石油瀝青，瀝青標號為70號瀝青。各項技術指標見表1。

4.2 天然瀝青

天然瀝青改性劑技術要求，在我國無具體的技術規范，天然瀝青的技術要求可參照出產國（印尼）的技術標準，同時借鑒香港等地一些成功的應用經驗，對天然瀝青的瀝青含量要求適當提高（印尼為≮18）。

4.3 其它材料要求

BMA改性瀝青混合料在粗集料、細集料、礦粉、纖維等方面的要求與一般的改性瀝青混合料相同，在此不再贅述。

5 瀝青混合料配合比設計

配合比設計采用馬歇爾試驗，參考同類瀝青混合料用量，按0.5%變化選擇5種瀝青用量，其中基質瀝青與BMA天然瀝青的比例為3:1（即BMA占瀝青總量的25%）。選取基質瀝青/BMA為3.2%/1.07%、3.7%/1.23%、4.2%/1.4%、4.7%/1.57%、5.2%/1.73%，進行馬歇爾試驗。

根據試驗結果，得出AC-20的最佳瀝青用量為4.22%，BMA用量1.41%。0～5mm集料:5～15mm集料:15～25mm集料 :礦 粉 =35:36:25:4；SMA-13的 最 佳瀝青用量為6.2%，BMA用量2.1%。0～5mm集料:5～15mm集料:15～25mm集料:礦粉=13:36:41:10。采用此瀝青用量及集料配比，對成型瀝青混合料進行車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗以及滲水試驗，結果如表3表4。

6 瀝青混凝土的施工

6.1 混合料拌和

天然瀝青的拌和比較方便簡單，無需增加專用設備。其拌和工藝與普通瀝青混凝土基本相同，僅增加了一道投入BMA顆粒的工序。即：先將集料加熱至160～180℃，加入BMA攪拌10～20s，（天然瀝青顆粒投入時本身不需加熱），再按比例加入普通石油瀝青，濕拌時間不小于40s，拌和均勻即可。

6.2 施工溫度

BMA改性瀝青混合料的各工序控制溫度應在普通瀝青混合料的基礎上適當提高，詳見表5，具體可根據混合料拌和時間、施工要求、試驗段攤鋪情況綜合分析確定。

6.3 攤鋪及碾壓

BMA改性瀝青混合料的粘稠性較普通瀝青混凝土大，因此保證較高的施工溫度是保證壓實度最重要的關鍵技術之一。溫度較低時，混合料在攤鋪機內的再次拌和不可能均勻。所以BMA改性瀝青混合料的攤鋪溫度不應低于140℃。其余攤鋪要求與普通瀝青混凝土相同。

BMA改性瀝青混合料的碾壓可采用靜力式鋼板光面壓路機，初壓溫度不低于130℃。壓路機碾壓速度如下：

初壓時碾壓速度：1.5～2.0km/h。最大為3.0km/h；

復壓時碾壓速度：2.5～3.5km/h。最大為5.0km/h；

終壓時碾壓速度：2.5～3.5km/h。最大為5.0km/h。

結語

從各種試驗結果可知，BMA改性瀝青的優點不僅在于能夠顯著提高瀝青混合料的高溫穩定性，從而提高抗車轍能力，而且在施工工藝方面也較為簡單，另外在經濟技術指標方面較一般的進口改性瀝青有一定的優勢，因此，這種材料有一定的推廣意義。但由于BMA改性瀝青混凝土在材料技術要求、配合比設計、施工要求等方面均未形成相對統一的規范和標準，因此本人認為可對此類改性瀝青混凝土的設計標準尚可以進行進一步的摸索，以求設計更為標準化、成熟化。本文僅是針對BMA這種材料在工程中的具體應用作一個簡單的回顧與介紹（文章中部分試驗數據引自瀝青混凝土施工單位的實驗室成果），積累實踐經驗，從而有利于這種材料在今后工程中的推廣和應用。

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