SMA改性瀝青混合料在市政道路養護中的應用

馮 向 偉

(山西長興路橋工程有限公司，山西 長治 046000)

1 工程概況

山西省長治市某市政道路，是該市主干道路之一，自西向東總長度為13.5 km，沿線有十幾條道路與其相交。該市政道路設計采用雙向八車道，中間設2 m寬分離帶，兩側設慢車道、人行道，道路全寬40 m。道路沿線有4座橋梁，且橋梁結構保持完好。該市政道路始建于2009年，運營使用期間交通量不斷增長，道路使用10年沒有大修，期間進行過多次小修，一次中修。

路面病害調查中發現瀝青路面存在大量龜裂、塊裂、車轍、沉陷和坑槽等病害，其中塊狀裂縫所占比例最大，車轍、龜裂、沉陷和坑槽等病害所占比例較小。道路破損面積占比達到路面總面積的22%，經過路面狀況指數PCI評價后確定道路等級為C。制定養護施工方案，采用HVA+SBS高粘復合改性SMA瀝青混合料對路面結構進行養護維修。

2 HVA+SBS高粘復合改性SMA瀝青混合料路面養護方案

2.1 道路結構形式設計

對主路路面結構進行銑刨作業，舊路面銑刨深度17 cm，加鋪新的瀝青面層結構。路面面層結構上面層設計采用4 cm厚7%HVA+SBS瀝青高粘復合改性SMA-13瀝青混合料。中面層采用6 cm抗車轍瀝青混合料KAC-20C(+RA)，中面層與上面層之間設置粘層。下面層采用8 cm厚ATB-25瀝青混凝土，中面層與下面層之間設1 cm橡膠瀝青防水粘結層，下設透層。

2.2 選配改性SMA-13混合料配合比

2.2.1原材料選配

瀝青選用SBS改性瀝青，細集料選用0 mm～5 mm石灰巖機制砂，粗集料選用5 mm～10 mm，10 mm～15 mm玄武巖。礦粉粒度、親水系數、塑性指數、含泥量應滿足要求，HVA高粘劑和SBS改性瀝青用量之比為93∶7，木質素纖維摻量不少于0.3%。

2.2.2級配組成設計

按照試驗規范要求，分別選取A,B,C三組骨料級配，如表1所示，分別進行馬歇爾擊實試驗，最終確定C級配為最優級配。

2.2.3最佳油石配比的確定

表1 試驗集料合成級配匯總表

根據級配曲線，分別確定三組油石比，分別為5.8%，6.0%，6.4%。分別制作馬歇爾試件，進行馬歇爾試驗，通過對測定穩定度和流值等技術指標進行對比分析，確定最佳油石比為6.1%。

2.2.4目標配比驗證

根據以上確定的瀝青混合料配合比，進行混合料性能試驗檢測，對目標配合比進行驗證，確定目標配合比如下：

1)礦料最優級配為級配C，試驗確定最佳油石比6.1%。

2)改性SMA-13瀝青混合料中HVA高粘劑和SBS改性瀝青用量之比為93∶7，木質素纖維摻量0.3%。

3 高粘復合改性SMA瀝青混合料路面施工質量檢測

3.1 瀝青混合料質量檢測

按照設計配合比制作馬歇爾試件，做馬歇爾試驗，檢測穩定度、流值、油石比等指標，檢測結果如表2所示。分析表2數據，實測值均在規定值允許范圍內，符合施工規范要求。

表2 高粘復合改性SMA瀝青混合料馬歇爾試驗檢測結果

3.2 路面平整度檢測

瀝青路面施工攤鋪完成后，首先檢查攤鋪質量，保證表面平整、無粗細集料集中現象，無裂縫、松散、推移現象。根據設計規范要求，在瀝青路面上、中、下面層分別選取測點檢測平整度，檢測結果如表3所示。平整度檢測結果表明，σ平均值均小于σ設計值，符合設計要求。

3.3 瀝青面層壓實度檢測

按照規范要求，SMA改性瀝青混合料路面壓實度應不低于97%。為保證瀝青路面壓實質量，分別選取5個測點檢測壓實度和密度，檢測結果如表4所示。檢測結果表明，各測點壓實度均高于97%，滿足設計要求。

表3 高粘復合改性SMA瀝青混合料路面平整度檢測結果

表4 高粘復合改性SMA瀝青混合料路面壓實度檢測結果

3.4 抗滑值試驗結果

分別選取3個測點對高粘復合改性SMA瀝青混合料路面的抗滑性能進行檢測，檢測結果如表5所示。試驗結果表明，抗滑值最小值為66 BPN，大于規定值50 BPN，滿足設計要求。

表5 高粘復合改性SMA瀝青混合料路面抗滑性能檢測結果 BPN

3.5 滲水試驗結果

為檢測高粘復合改性SMA瀝青混合料路面的抗滲性能，分別選取3個測點進行滲水試驗檢測，檢測結果如表6所示。試驗結果表明，滲水系數最小值為14 mL/min，小于規定值80 mL/min，滿足設計要求。

表6 高粘復合改性SMA瀝青混合料路面滲水試驗檢測結果 mL/min

4 經濟效益分析

統計采用高粘復合改性SMA瀝青混合料進行市政道路養護所耗費的人、料、機等費用，與原路面設計采用SMA-16瀝青混合料成本進行對比分析。本項目瀝青上面層采用高粘改性SMA-13瀝青混合料，原設計采用SMA-16瀝青混合料。施工中選取試驗段長度為1 km，瀝青路面上面層厚度為4 cm，290.5 m3，原設計SMA-16瀝青混合料用量為2.798 t/m3×290.5 m3=813 t，工程造價約58.1萬元；現設計采用高粘復合改性SMA-13瀝青混合料用量為2.451 t/m3×290.5 m3=712 t，工程造價約73.2萬元。以上計算是結合兩種類型瀝青混合料材料組成和施工區域原材料價格得出的，可知選用高粘復合改性SMA-13瀝青混合料成本每千米增加約15.1萬元。

實踐證明，選用高粘復合改性SMA-13瀝青混合料作為瀝青路面面層，可明顯提高路面使用性能。高粘復合改性SMA瀝青路面結構可有效減少早期病害，延長使用壽命5年～10年，按照全生命周期分攤成本可節約資金30%～50%。因此，盡快選用高粘復合改性SMA瀝青混合料前期投入成本較高，但可有效減少路面病害，降低養護費用，具有良好的經濟效益。

5 結語

基于某市政道路大修養護施工實踐，對高粘復合改性SMA瀝青混合料路面的施工技術、質量控制與質量檢測方法進行闡述，得出以下結論：

1)通過對高粘復合改性SMA瀝青混合料試件進行馬歇爾試驗，得出穩定度、流值等項目均滿足規范要求。

2)對路面平整度、壓實度、抗滑性能、抗滲性能等指標的檢測結果施工質量符合規范要求。

3)經濟效益分析結果表明，高粘復合改性SMA-13瀝青混合料雖前期資金投入較多，但可明顯降低養護費用，按全生命周期分攤成本可節約資金30%～50%，具有良好的經濟效益。