差異改性瀝青路面的瀝青配合比設計及施工質量控制

王小慶 展洪斌

(中鐵四局集團第五工程有限公司 江西九江 332000)

瀝青混凝土道路的病害往往發生于夏季溫度較高及冬季溫度較低時，溫差的變化將會嚴重影響道路的安全性、耐久性，并直接影響著道路運輸能力[1]。常規瀝青混凝土路面無法有效應對這種惡劣天氣，改性瀝青摻入材料以及合理的瀝青混合料配合比能顯著提升其高溫穩定性、低溫抗裂性及耐久性。因此，選擇路用性能強大的改性瀝青并設計其合理的配合比具有重大意義。

近年來，隨著汽車工業的迅速發展，廢舊橡膠輪胎的數量日益增多，每年數億條的廢舊橡膠輪胎不僅占用了大量土地，并且對自然環境帶來極大的污染。為了解決廢舊輪胎造成的黑色污染，將廢舊輪胎變廢為寶，橡膠粉改性瀝青應運而生，將廢舊的橡膠輪胎研磨成粉加入瀝青中制作成橡膠粉改性瀝青，橡膠粉改性瀝青的高溫穩定性、低溫抗開裂性能和水穩定性能都得到顯著提高，且施工完成的路面在行車舒適度、降低路面噪音等方面都具有顯著的優勢[2]。據此，南寧市鳳嶺北路-高速環路立交工程主要選用ARSMA-13細粒式橡膠改性瀝青瑪蹄脂混凝土作為改善路面使用性能的主要材料。針對SMA-13細粒式橡膠改性瀝青瑪蹄脂混合料以及AC-20C、AC-25C和ARAC-10F的配合比設計和其在路面的瀝青上面層的應用、施工質量的技術要求進行探討，為后期的瀝青路面施工及養護提供參考。

1 工程背景

南寧市鳳嶺北路-高速環路立交工程（二期工程）位于南寧市鳳嶺片區，南寧東站東南角，南寧市青秀區鳳嶺北路與高速環路相交處。立交總體方案為“半定向、半苜蓿葉蝶型、全互通立交”型，立交共三層，設計地面道路系統即為第一層，高速環路為第二層，鳳嶺北路作為立交的第三層。立交包括鳳嶺北路、高速環路兩條主線道路；鳳嶺北路東西走向，起點位于高坡嶺路，接鳳嶺北路二期工程，樁號為FLBL K4+807.522，終點樁號為FLK6+018.46，接鳳嶺北路東延長線工程。高速環路南北走向，設計起點樁號為GS K3+240 ，設計終點樁號為GS K5+000，其中GS K3+240～ GS K3+600段利用現狀高速環路及現狀屯里大橋，僅對路面進行銑刨加鋪；GS K3+600～ GS K5+000主線利用現狀道路，在舊路兩側進行拓寬設計。

鳳嶺北路設置1處圓曲線，半徑為1000m；高速環路設計范圍內設置2處圓曲線，半徑分別為1150m、4500m。

2 集料的選擇

2.1 石料

根據南寧市內道路路面的筑路材料調查情況，選用石灰石集料作為路面中、下面層瀝青混合料所用集料，輝綠巖碎石作為路面上面層瀝青混合料所用集料，所選用的粗集料應滿足表1所列技術性能要求如下。

表1 粗集料技術要求

表2 稀漿封層粗集料技術要求

表3 瀝青混合料生產配合比

上面層瀝青混凝土所用石料為保證路面表面的抗滑能力和瀝青混合料中骨料的嵌擠，粗集料應滿足表1所示的技術要求。

稀漿封層應選擇堅硬、粗糙、耐磨、潔凈的集料。所用粗集料檢測結果見表2。

2.2 礦粉

采用符合規范技術要求的石灰石礦粉，施工中應保持礦粉干燥無結團，成團的礦粉不得直接使用。

2.3 抗剝落劑

為保證瀝青混合料中石料與瀝青的粘附性，在石料與瀝青的粘附性達不到4級或4級以上的條件下，需使用抗剝落劑來改善其間的粘附性。

表4 馬歇爾試驗指標值

表5 瀝青混合料的高溫性能指標

表6 瀝青混合料的水穩定性指標

應選用質量優良，長期抗剝落性能較好的抗剝落劑；也可以采取摻加一定量的石灰代替礦粉來提高石料與瀝青的粘附能力。

3 配合比設計

3.1 生產配合比設計

本工程中所采用的瀝青混合料級配類型共有四種，分別為：上面層SMA-13、中面層AC-20C、下面層AC-25C和應力吸收層ARAC-10F。

由于ARSMA-13SMA細粒式橡膠改性瀝青瑪蹄脂混凝土為新型面層混合料，SMA瀝青混合料是一種抗變形能力強、混合料孔隙小、耐久性較好的瀝青面層混合料，SMA路面比普通瀝青混凝土路面具有較大優越性，也將是今后的發展趨勢[3]。

為了保證其配合比的準確性，必須保證施工過程的嚴謹，其施工要求如下：瀝青瑪蹄脂(Mastic)是由瀝青、礦粉、纖維及少量細集料組成的混合物。SMA路面是按照內摩擦角最大的原則配制間斷級配的粗集料，使其形成相互嵌擠鎖結的骨架，然后用足量的瀝青瑪蹄脂(細集料、礦粉、瀝青和纖維穩定劑組成)填充其骨架空隙的一種路面結構。

油石比推薦范圍6%～7.0%，5mm以上的粗集料，用量60%～80%，礦粉填料用量8%～13%，木質素纖維穩定劑占混合料總重為0.3%～0.5%。粗集料、細集料和木質素纖維穩定劑等材料以及實驗配合比設計須滿足《公路瀝青路面施工技術規范JTG F40-2004》中要求，道路等級采用一級公路等級。

SMA生產流程為：備料——改性瀝青生產——瀝青混合料生產——混合料運輸——攤鋪——碾壓——保養。

3.2 馬歇爾試驗

確定瀝青混凝土級配后，制作馬歇爾試件，試件尺寸為Φ101.6×63.5mm，檢測馬歇爾試件的體積指標，根據體積指標初步確定橡膠瀝青混凝土最佳油石比[4]，其各項技術指標如表4所示。

3.3 高溫及水穩性能檢測

橡膠改性瀝青混凝土的高溫穩定性通過車轍試驗的動穩定度和相對變形量兩個指標來評價。車轍試件應按照瀝青混凝土現場實際的壓實度成型，實驗條件為60℃，荷載為0.7MPa。

本工程所處地區為潮濕區，因此對于穩定性的要求較高。瀝青混合料的水穩定性通過在規定實驗條件下進行的瀝青與礦料粘附性實驗、浸水馬歇爾實驗和凍融劈裂實驗來評價，結果如表5所示。

4 結語

南寧市鳳嶺北路-高速環路立交工程主要選用ARSMA-13細粒式橡膠改性瀝青瑪蹄脂混凝土作為改善路面使用性能的主要材料。針對SMA-13細粒式橡膠改性瀝青瑪蹄脂混合料以及AC-20C、AC-25C和ARAC-10F的配合比設計和其在路面的瀝青上面層的應用、施工質量的技術要求進行探討，為后期的瀝青路面施工及養護提供參考。