高粘型SMA沥青混合料在东莞市平面交叉口路面中的应用

孙晓刚

摘要 高粘型SMA是采用高粘度沥青改性剂与SMA混合料进行混合而成，高粘剂采用EP材料，在集料搅拌时投放改性。本文介绍高粘型SMA混合料的特性、施工工艺、以及在交叉口路面结构中的使用、路面抗车辙检测等内容。

关键词：SMA沥青混合料高粘改性剂交叉口路面

中图分类号：TU57+1文献标识码：A 文章编号：

1.前言

东莞市位于夏炎热区，夏季高温多雨，最高气温为37.8℃，最低气温为3.1℃，属于长夏无冬的类型。因此，沥青混凝土路面的路用性能应主要考虑高温抗车辙能力和抗水侵害能力。

省道S120石排至桥头段是东莞市东北部的一条重要通道，由于路面破损严重，已无法适应当前的交通需要，制约了当地区域经济的发展。S120路面大修工程总长35.334km，设计车速80km/h，沿线经过石排镇、企石镇和桥头镇。大修工程的设计方案是采用旧水泥路面上加铺沥青混凝土面层，属于公路城市化的升级改造，平面交叉口共设立22个，原道路设计技术标准见表1所示。

表1 试验路段主要技术标准

平面交叉口路面改造工程选在企石至惠州方向与东岸大道交接处，桩号为K21+760~K21+857。主线行车道为双向四车道，总宽22.5m，原路面为水泥混凝土路面。

高粘型SMA是采用高粘度沥青改性剂与SMA混合料进行混合而成，高粘剂采用EP胶粒，掺量为混合料的0.1%。改性剂在集料搅拌时投放。施工工艺与SMA工艺相同。高粘剂胶粒熔点在170℃以上，把EP胶粒加入180℃集料搅拌，胶粒受热迅速熔解与细集料胶结。在含有EP的集料中注入沥青时，集料温度迅速下降， EP凝固使细集料胶结与粗集料形成骨架，从而增强细集料抵御车辙变形的能力。

2. 高粘型SMA沥青混合料路面设计

K21+760~K21+857交叉口上面层采用4cm SMA混合料路面，中面层采用6cm AC-20C（掺抗车辙剂）沥青改性混凝土，基层是经过补强修复完整的水泥混凝土路面。由于惠州至桥头方向运载砂石、泥土的超载、超重车太多，布满砂粒粉尘的路面被车轮滚动摩擦，沥青粘结料容易被磨掉。因此，桥头至惠州方向采用常规的SMA级配和沥青用量，惠州至桥头方向采用高粘型SMA面层，以增加路面的抗磨性。

2. 1 材料要求及配合比设计

2.1.1材料要求

（1）沥青纤维

纤维采用路强腈纶纤维，长度6mm，熔点260℃，掺量为0.3%。纤维规格见表2。

表2 路强腈纶纤维规格

（2） 集料

在配合比设计中，SMA-13沥青混合料所用集料为：11-16mm碎石、5-11mm碎石为深圳生产的辉绿岩集料；0-3mm、3~5mm石屑为珠海生产的花岗岩集料。

（3） 填料

矿粉采用博罗矿粉，掺量为矿料的2.0%.消石灰采用惠州龙门消石灰，掺量为矿料的10%。

2.1.2 配合比设计

SMA-13型沥青混合料试验室目标配合比组成比例为：11-16mm碎石：5-11mm碎石：3-5mm碎石：0-3mm碎石：消石灰：矿粉=25.0：47.5：3.5：12.0：2.0：10.0，配合比设计结果如表3所示。

表3SMA-13上面层配合比设计

注： 本配合比设计中，采用SBS改性沥青，最佳油石比为6.06%。

2.1.3 监控指标及检验项目

（1）高粘型 SMA-13及AC-20C（抗车辙剂）混合料控制指标

表4高粘型SMA-13及AC-20C（抗车辙剂）混合料控制指标

（2）SMA-13混合料路面检验项目

1）高粘型SMA-13沥青混合料车辙试验。

2）高粘型SMA-13路面成型后，在交叉口试验段路面切割车辙试验。

3）监理现场取料进行马歇尔稳定度、流值、残留稳定度试验。

4）监理实验室对成型路面抽芯取样进行密度、密实度试验，现场检测路面透水、平整度、宽度、面层构造深度和摩擦系数等试验。

（3）高粘型SMA混合料的质量检查

1）拌和温度：对于改性沥青的原材料和成品的温度、集料烘干加热温度、混合料拌和及出厂温度。应及时检查，作好记录。

2）矿料级配：拌和机取混合料进行两次取样，其与标准配合比的容许差应符合规范要求，纤维的质量误差不应超过要求数量的±10%。

3）沥青用量：拌和机取样进行抽提及筛分试验不少于一次，油石比误差不能超过±0.3%。

4）进行马歇尔试验：检测混合料试件的密度和空隙率，WMA、VCA、VFA等四大体积指标，同时检查马歇尔稳定值和流值。现场检查：包括压实度、厚度、平整度、宽度、面层构造深度和摩擦系数等。

2.2 施工要点

（1）高粘型SMA混合料的拌和

1）由于SMA为间断级配，粗集料用量多，细集料用量少，矿粉用量多，因此，在冷热料仓配置上数量应匹配。

2）为保证细集料配料数量准确，其不能露天堆放，宜加盖棚布，保持干燥、清洁。适当增加干拌和湿拌的时间，保证混合料的拌和均匀性。

3）高粘型SMA混合料必须在较高的温度下拌和，用改性沥青的沥青混合料出厂温度宜控制在170～175℃范围内。为方便投料，拌合前先将高粘剂按6Kg/包用塑料袋装好，投放时按混合料质量的0.1%投放。SMA集料加热温度在180~190℃，集料干拌时间比普通沥青混合料的拌合时间要长10s左右，接着喷入已加热到160~170℃的热沥青进行湿拌，湿拌时间大概为40s。控制混合料的出料温度为175~180℃。

4）高粘型SMA拌和料不宜长存，当天拌和的，必须当天使用完毕。

（2）高粘型SMA混合料的运输与摊铺

1）SMA混合料的粘性较大，在运料车厢及底板要涂刷较多的油水混合物，并应加盖苫布。

2) 高粘型SMA混合料的摊铺温度不应低于170℃。

3) 高粘型摊铺应做到缓慢、匀速、连续，摊铺速度一般不超过1m/min—2m/min，在该路段采用1.6m/min。

（3）高粘型SMA混合料的碾压

1) 碾压应遵循“紧跟、慢压、高频（率）、低振（幅）”的要求。禁止使用轮胎压路机，因为一是SMA混合料粘性大，易粘轮，二是轮胎搓揉碾压，会使玛蹄脂上浮，造成构造深度降低，甚至泛油。

2) 碾压应纵向进行，并由摊铺路幅的低边向高边低速行进碾压，相邻碾压重叠至少50cm：初压时始终让从动轮在后，避免由于温度高轮前易留下波浪，影响平整度；终压用光轮压路机以消除轮迹。碾压应均衡地进行，倒退时关闭振动，方向要渐渐地改变，不许拧着弯行走。

3) 压路机不允许在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置、突然刹车或停机休息；其他机械亦不能在未冷却结硬的路面上停留。

4) 该路段初压采用： 110双钢轮压路机压，碾压速度不超过5km/h，终压温度不低于120℃。

5)过度碾压会出现弹簧现象，混合料无法稳定，当发现构造深度减小，玛蹄脂有上浮现象时，应立即停止。

3 试验路段施工质量检测与分析

交叉口路段于2010年12月起施工，为检测交叉口的施工质量，沥青混合料摊铺前在交叉口放置一块面积大于300m×300mm的木板，并在施工后第二天将木板连同沥青混凝土切割成300m×300mm的车辙试件，同时对试验路进行钻芯抽样，然后按照JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程的要求分别进行车辙试验和马歇尔试验。试验检测结果如表5和表6所示。

表5 钻芯抽样试件马歇尔试验检测结果

表6 抽样车辙试验结果

在路面施工完成6个月后进行路面抗车辙检验，方法是采用3米直尺对交叉口路面横断面进行平整度检测，并与普通改性沥青混合料修建的其它交叉口路面做比较，检测结果如表7、及图1、图2所示。

表7 SMA-13方案交叉口横断面平整度抽查结果（cm）

高粘型SMA沥青交叉口路面

图1普通改性沥青交叉口路面平整度图

图2高粘型SMA-13方案交叉口路面平整度图

从以上的检测结果可知，高粘型SMA-13方案交叉口路面比普通改性沥青路面性能要好，掺入高粘剂后沥青混合料的高温抗车辙能力显著提高。

4总结

高粘型SMA-13沥青路面是一种高抗车辙强度的路面结构形式，适用于城市道路的平面交叉口、车站停车场、长坡路段等路面使用。本文通过省道S120交叉口路面的应用，获得良好的效果。其主要成果如下：

1. 采用高粘改性剂对沥青混合料进行抗车辙改性，能提高抗车辙2-3倍。

2. 采用高粘改性剂对SMA混合料改性，由于集料级配合理，沥青油石比较高，能保持路面表面的完整性，避免表面过早磨损。

3. 高粘型SMA混合料的拌合与普通沥青混合料相同，仅增加投放高粘改性剂的过程。路面的碾压成型与SMA路面施工方法相同。

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