SMA瀝青混合料耐久性研究

【摘要】瀝青路面的使用壽命受到很多因素的影響，其中一個關鍵的影響因素就是瀝青混合料的耐久性。瀝青瑪蹄脂碎石（Stone Matrix AsPhalt ， 簡稱sMA）以其優良的耐久性和抗車轍性而被廣泛使用在瀝青路面結構中。本文對SMA瀝青混合料耐久性的一系列影響因素進行相關的試驗分析和探討。

【關鍵詞】SMA瀝青混合料，耐久性能，瀝青瑪蹄脂

本文簡單介紹了相關試驗方案以及試驗方法，在此基礎上對SMA瀝青混合料耐久性的眾多影響因素進行了一系列的試驗與分析。

1試驗方案及方法

1.1原材料試驗

通過對瀝青混合料、礦料、纖維、水泥、消石灰以及抗剝落劑進行相關的技術性質試驗，使之均滿足相關的技術要求。

1.2 SMA耐久性的試驗

1.2.1 SMA瀝青混合料的耐久性與混合材料的水穩性相關，同時還與混合材料的抗疲勞能力相關。因此，應該對其進行相關的疲勞性試驗以及水穩定性試驗，并在此基礎上，在各項性能保持最佳時確定出瀝青的最佳用量和瀝青的級配。

1.2.2 通過對填料類型、粉膠比的分析研究，分析其對瑪蹄脂耐老化前后的三大指標（延度、軟化點以及針入度）的影響。試驗方案如下。

圖1耐老化試驗

1.2.3水穩定性試驗 對SMA瀝青混合料水穩定性的試驗應該通過凍融劈裂試驗來進行，另外SMA瀝青混合料水穩定性還應該通過相關的浸水馬歇爾試驗來測試。通過SMA瀝青混合料的填料類型、填料與填料之間不同的空隙率、4.75mm篩孔通過率、SMA瀝青混合料中的礦粉含量以及不同的瀝青用量以及采取基質瀝青還是改性瀝青等不同的瀝青類型的一系列的試驗，全面綜合地分析和探討SMA瀝青混合料水穩定性因素。

1.3 試驗方法

對SMA瀝青混合料的耐久性進行研究的相關試驗除了上述的凍融劈裂試驗等，還包括車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、肯塔堡飛散試驗、疲勞性能試驗、謝倫堡瀝青析漏試驗、滲水試驗等等。

2原材料配合比

SMA瀝青混合料同傳統的瀝青相比，其瀝青的含量更高，礦粉的含量也較高，且混合料中的粗集料較多。應該嚴格控制SMA瀝青混合料中粗骨集料與細骨集料的數量配合比，如果粗骨集料過少，則SMA瀝青混合料的結構骨架不能有效形成，如果細骨集料過少，將會影響SMA瀝青混合料的密實程度，從而最終影響SMA瀝青混合料的耐久性。

瀝青混合料的技術性應該符合一定的要求，如能與集料較好地粘附在一起，粘度較高，與瀝青瑪蹄脂的性能要求相互適應等等。

本次試驗SMA瀝青混合料中采用SBS改性瀝青SK90#，在混合料中共摻入0.3%含量的墾特萊松散木質素纖維，混合料的粗集料和細集料分別選用角閃片麻巖和石灰巖機制砂。通過計算瀝青用量，確定SMA瀝青混合料的級配以及該級配條件下混合料的最佳油石比。

3 SMA瀝青混合料的耐久性研究

3.1瑪蹄脂耐老化性研究

3.1.1瀝青材料的老化分主要體現在路面投入使用后的長期使用過程中的老化和SMA瀝青路面的施工過程中的老化兩個階段。預測和評價SMA瀝青混合料耐久性具有多項指標，其中較為重要的一項指標就是瀝青的抗老化性能。瑪蹄脂是SMA瀝青混合料數量較多的填料，它的抗老化性能在很大程度上決定著瀝青路面的耐久性，對SMA瀝青混合料的耐久性影響比較顯著。瀝青瑪蹄脂在混合料中起著膠結和填充密實粗集料和填充骨架空隙的重要作用，它主要由瀝青、礦粉、細骨集料、各種纖維組成。瀝青瑪蹄脂同時還是一種粗膠泥，成分包括細膠泥和少量細集料。其中瀝青、礦粉和穩定劑組成了瀝青瑪蹄脂中的細膠泥。因為粗膠泥的能夠通過細膠泥的特征進行推測判斷，因此可以將細膠泥作為代表。通過對瑪蹄脂老化前后的三大指標（即軟化點、延度以及針入度）的相關試驗數據結果進行綜合全面的對比分析可知，粉膠比與瑪蹄脂老化前后針入度呈現線性關系，與瑪蹄脂老化前后的延度也呈現線性關系，瀝青瑪蹄脂針入度和瀝青瑪蹄脂的延度均隨著粉膠比的增大而顯著減小，瀝青瑪蹄脂的軟化點則隨著粉膠比的增大而呈顯著增大。

3.1.2通過對瑪蹄脂老化前后的軟化點、延度以及針入度的一系列相關試驗可知，SMA瀝青混合料的不同填料類型雖能在一定程度上影響瀝青瑪蹄脂的軟硬特征，但是不能明顯影響瀝青瑪蹄脂的針入度。瀝青瑪蹄脂耐老化性能最好的填料類型是消石灰十礦粉。通過有關的試驗可知混合料的變形能力受到填料類型的影響，消石灰十礦粉的填料類型的混合料具有最差的變形能力，而普通礦粉比水泥十礦粉類填料類型的混合料的具有較強的的變形能力。

3.2水穩定性研究

3.2.1 4.75mm通過率影響。通過試驗可知，4.75mm篩孔通過率的越大，則混合料的凍融劈裂強度越小，混合物的殘留穩定度也逐漸減小。3.2.2 瀝青用量和類型。通過試驗對比幾種不同類型的瀝青可知，SMA混合料的水穩定性最好的是SBS改性SKA-90瀝青，最差的是用SKA-90#瀝青。在實際施工中，應該根據具體的工程情況以及經濟條件選擇使用改性瀝青或者混合瀝青等。

3.2.3 SMA混合料的水穩定性受礦粉用量的影響也比較明顯。其中SMA混合料的水穩定性能最好的礦粉用量的粉膠比為1.8～2.0。超出 這個范圍，礦粉用量過大或者過小都會使混合料水穩定性能降低。

3.2.4 填料類型影響 通過相關的試驗數據可知，SMA瀝青混合料中礦料與瀝青之間的粘附作用可以通過摻加適量的高質消石灰進行改善，另外也可以加入一定比例的水泥，進而使SMA瀝青混合料的水穩定性及其耐久性均得到有效的改善和提高。

3.2.5 孔隙率影響 孔隙率也與SMA瀝青混合料的水穩定性有一定的關系，試驗表明，兩者之間呈線性關系。在孔隙率和混合料的水穩定性的線性方程中，兩者的相關系數非常之高，達0.98以上，說明孔隙率對SMA混合料的水穩定性具有十分明顯的影響。

3.3耐疲勞性研究

通過試驗數據可知，當SMA瀝青混合料混合材料中的4.75mm篩孔通過量越大時，SMA混合料的耐疲勞性越差。在保持外界條件不變時，改性瀝青類型的SMA混合料的疲勞壽命比基質瀝青的大。瀝青用量與SMA混合料存在一個最佳油石比，此時SMA混合料具有最好的抗疲勞性。孔隙率越小，則SMA混合料疲勞壽命越長，耐疲勞性得到提高。

結語：本文主要對影響SMA瀝青混合料的耐久性進行了一系列的試驗研究和分析，對4.75mm篩孔通過率、瀝青用量和類型、粉膠比、填料類型、孔隙率對SMA瀝青混合料的耐久性的影響等做了簡單介紹。在實際施工中，應該進行更加深入的研究和分析，力求全面有效地提高SMA瀝青混合料的耐久性。

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