VMA對SMA瀝青瑪蹄脂碎石路用性能的影響研究

王華

摘要：針對SMA瀝青瑪蹄脂碎石，通過變化吸水率、纖維類型、4.75mm通過率和油石比4項因素來分析VMA變化對混合料路用性能的影響。結果表明：VMA值對SMA路用性能影響顯著，當VMA值在16.7%以上時，SMA混合料體現出的高低溫性能和水穩定性均較好。試驗結果可為工程試驗人員提供一定的借鑒。

關鍵詞：SMA；VMA；纖維類型；路用性能

中圖分類號：U416.2

文獻標志碼：B

引言

VM人（礦料間隙率）是SMA混合料設計中重要的體積指標，但中國關于VMA與路用性能相關關系的研究開展得較晚，目前還處在定性的水平上。規范中規定SMA瀝青混合料的VMA值不小于17%，卻沒有根據不同的氣候和交通量等具體條件提出不同的要求。因此，有必要進一步研究VMA值與混合料路用性能關系，以確定合適的VMA指標。本文通過正交試驗，綜合4項因素，研究VMA隨混合料級配變化時對SMA路用性能的影響規律。

1 試驗方案

采用SMA-13級配，通過改變集料吸水率、纖維類型、4.75mm通過率和油石比4項因素形成不同混合料級配。其中纖維類型取聚酯纖維、木質素纖維和礦物纖維三個水平；油石比取5.7%、5.9%和6.1%三個水平；吸水率取0.5%、1.O%和1.5%三個水平（即輝綠巖，吸水率0.18%；蛇紋巖，吸水率0.95%；輝長巖，吸水率l.41%）；4.75mm篩孔通過率取24%、26%和28%三個水平。采用L9（34）正交表進行正交試驗。

2 對高溫穩定性的影響研究

SMA-13混合料正交試驗的高溫性能試驗結果見表l。各因素與動穩定度的關系如圖l所示。

由試驗結果分析可知以下幾點。

（l）集料吸水率、纖維類型、油石比和4.75mm通過率4個因素，每個單因素的變化都會導致SMA混合料高溫性能的變化。當采用組合l（集料吸水率0.5%、聚酯纖維、油石比5.7%、4.75mm通過率24%）和組合8（集料吸水率1.5%、木質素纖維、油石比5.7%、4.75mm通過率28%）時，混合料的車轍動穩定度值較高，高溫穩定性能較好。此時，混合料的VM人值分別為l6.4%和15.5%。

（2） VMA值在16.0%～17.O%之間時，混合料高溫性能均遠高于規范要求的3000次·mm^-1。

3 對水穩定性的影響研究

SMA-13混合料正交試驗的水穩定性試驗結果見表2、3。各因素與殘留穩定度的關系如圖2所示，與殘留強度比的關系如圖3所示。

由試驗結果分析可知以下幾點。

（l）集料吸水率、纖維類型、油石比和4.75mm通過率4個因素，每個單因素的變化都會導致SMA}昆合料浸水馬歇爾試驗殘留穩定度和凍融劈裂試驗的殘留強度比的變化，且2個試驗指標的變化基本一致。當采用組合2（集料吸水率0.5%、木質素纖維、油石比5.9%、4.75mm通過率26%）和組合3（集料吸水率0.5%、礦物纖維、油石比6.1%、4.75mm通過率28%）時，混合料的兩項水穩定性指標達到最大值。此時，混合料的VMA值分別為16.7%和15.8%。

（2）9種級配均能滿足規范對混合料水穩定性的要求，但混合料VM人值均小于規范中的17.0%。VMA值在16.O%～17.O%之間時，混合料水穩定性均較好。

4 對低溫抗裂性的影響研究

SMA-13混合料正交試驗的低溫抗裂性試驗結果見表4。各因素與低溫彎曲破壞應變的關系如圖4所示。

由試驗結果分析可知以下幾點。

（l）集料吸水率、纖維類型、油石比和4.75mm通過率4個因素，每個單因素的變化都會導致SMA混合料低溫彎曲破壞應變的變化。當采用組合2（集料吸水率0.5%、木質素纖維、油石比5.9%、4.75mm通過率26%）和組合7（集料吸水率1.5%、聚酯纖維、油石比6.1%、4.75mm通過率26%時，混合料的低溫指標達到較大值，此時，混合料的VMA值分別為16.7%和l5.3%。

（2）VMA值在16.0%0～16.5%之間時，混合料低溫性能較差；VMA值為16.7%時，混合料低溫性能達到峰值。

5 結語

通過本文研究，得到以下結論。

（l）通過正交試驗，發現VMA變化對SMA路用性能影響顯著，且集料吸水率、纖維類型、4.75mm通過率和油石比4項因素對VMA的影響明顯。

（2） VMA值在16.O%～l7.O%之間時，混合料高溫性能均遠高于規范要求的3000次·mm^-1，且水穩定性均較好；VMA值在16.O%～l6.5%之間時，混合料低溫性能較差，在VM人為16.7%時混合料低溫性能達到峰值。

（3）VMA取值在16.7%以上時，SMA混合料的高低溫性能和水穩定性均較好；VMA值在16.5%附近時，SMA混合料的高溫和水穩定性較好，低溫性能一般；VMA值在16.3%附近時，SMA混合料水穩定性較好，高溫性能一般，低溫性能較差。endprint