基于不同纖維素摻加劑的SMA路面路用性能對比分析

纖維素摻加劑能夠提高SMA路面的路用性能。通過對同種級配SMA分別摻加礦物纖維和木質素纖維，得到了二者性能的對比關系。研究發現，摻木質素纖維比摻玄武巖礦物纖維SMA路面能力更好。同等體積條件下，摻木質素纖維的SMA混合料密度更低，有利于降低工程造價，具有良好的經濟效益

引言

SMA路面混合料具有“三多一少”的特點，即粗集料多、瀝青用量多、礦粉多及細骨料少，是一種具有間斷級配的緊密嵌擠骨架密實結構的瀝青路面面層，在高速路及城市主干道多有應用。使用性能優點在于具有強度高、耐磨耗、抗車轍能力強、抗疲勞開裂及良好的高低溫穩定性。由碎石骨架和瀝青瑪蹄脂結合料組成，但造價較高。試驗中采用纖維穩定劑對SMA路面的使用性能進行研究，以驗證兩種纖維穩定劑對SMA路面路用性能的影響。

SMA混合料試驗及測試

1.試驗準備

SMA路面必須采用纖維穩定劑，因為SMA使用較多的礦粉和瀝青結合料，纖維具有加筋、分散、吸附及穩定和增粘等作用，可以防止瀝青析漏目前，通常采用的纖維摻用量一般為瀝青混合料總質量的0.3%，不高于1%，本次摻加量定位0.4%，并采用玄武巖礦物纖維和木質素纖維作對比。其中木質素纖維易受潮成團，應控制其含水率小于5%，試驗測試其含水率為2%，并將其保持在干燥環境中，基本符合試驗條件的要求。試驗采用改性瀝青，溫度控制在150℃～160℃，控制油石比5.5%，采用石灰巖粗集料及石灰巖礦粉，按照標準馬歇爾試驗制作馬歇爾試件。

2.試驗數據及分析

經過室內系列實驗，兩種纖維分別采用做兩組試件，每組做10個標準馬歇爾試件，其中車轍為每組2個試件作對比，得到的試驗數據取均值結果如表1所示。

由表1可知，各項測試指標均符合規范要求，摻纖維索后，SMA路面的使用性能均有所提高。摻木質素纖維的路面密度更小，但二者在性能方面卻并不呈完全向一方的傾向優勢。摻木質素纖維的SMA路面在干燥路面條件下，強度明顯優于摻玄武巖礦物纖維的路面，以馬歇爾穩定度來衡量；路面在濕潤條件下，摻木質素纖維的SMA路面強度雖然仍舊比摻玄武巖礦物纖維效果好，但優勢已經不夠明顯。在有水損害條件下，摻木質素纖維的SMA路面強度降低，而摻玄武巖礦物纖維的SMA路面強度卻有所升高；摻木質素纖維的SMA材料抗剪切變形的能力遠遠低于摻玄武巖礦物纖維的SMA路面，二者相差達46.6%。對SMA瀝青混合料輪碾成型后，進行車轍試驗，結果發現車轍結果遠高于規范要求，說明摻纖維素后確實對SMA路面的使用性能有較大影響，摻木質素纖維的SMA路面抗車轍能力比摻玄武巖礦物纖維效果差，二者相差高達52.4%。

含纖維素SMA混合料的施工建議

1.SMA混合料的結構特點

SMA組成結構比較特殊，具有以下特點：

（1）由于SMA粗集料較多，粗集料形成嵌擠作用，使得SMA路面具有高溫抗變形能力、抗車轍的能力，能夠適應重載交通

（2）SMA路面表面粗糙，構造深度大，抗滑性能好

3.礦粉含量高，增強了集料間瀝青的粘結裹覆能力，為結構強度的穩定起到重要作用

（3）SMA混合料加入纖維穩定劑后，SMA路面抗低溫、抗疲勞開裂性能得到提高，抗老化、抗水損害以及耐久性能均得到加強：

2.含纖維素SMA混合料的施工補充建議

（1）瀝青混合料的拌制

瀝青混合料的拌制以瀝吉均勻裹覆集料為準，一般拌制不低于45s，本次施工對象為摻纖維的改性瀝青SMA瀝青混合料，拌合時間應延長5s以上，以保證纖維在混合料中充分分散、拌勻，SMA混合料限拌合后應當天使用。

（2）瀝青混合料的運輸

對于SMA混合料的運輸，除正常運輸外，如發現瀝吉混合料沿車廂板滴漏時，應立即采取措施予以避免。

（3）瀝青混合料的攤鋪

攤鋪機攤鋪速度應緩慢均勻，速度放慢至1～3m/min，如發現混合料出現離析、波浪、裂縫、拖痕時，應予以消除。特別是本次油較多，應注意泛油現象。

（4）瀝青混合料的壓實成型

由于本次油石比較高，達到5.5%，應采用鋼筒式壓路機碾壓。如發現SMA混合料高溫碾壓有擁推現象，應復查其級配是否合適。