SMA-13与AC-13路面老化低温力学性能对比研究

论文THESIS110 China Highway近年来，我国高温多雨地区的新建高速公路沥青路面容易出现裂缝、坑槽、抗滑性能衰减较快等早期病害，对出行安全及行车舒适性造成了不利的影响，沥青混合料是造成早期病害最为显著的因素。

为了改善沥青混合料的路用性能，减少路面早期病害的发生，本文采用高温抗车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验和表面构造深度试验，通过实验研究了掺加聚酯纤维和玄武岩纤维的AC-13C、SMA-13沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗滑性，并分析了其作用机理，并对每种纤维的适用场合及特点进行了分析。

原材料技术指标及要求集料采用玄武岩，沥青为SBS 改性沥青，技术指标均满足相关规范及标准。

选用的SBS 改性沥青、玄武岩纤维及聚酯纤维材料的检测结果如表1、表2所示。

试验方案表3为AC-13C 和SMA-13两种常用级配，验证两种纤维对沥青混合料路用性能的改善效果。

两种纤维掺量纤维对沥青混合料性能影响试验分析文/广东冠粤路桥有限公司 刘志华均为0.2%，设置不掺加纤维沥青混合料的性能为对照组，共进行4组试验，每组试验进行5个平行试验，取平均值为最终结果。

鉴于混合料油石比相差较小，因此忽略油石比变化对沥青混合料路用性能的影响，每组试验的油石比如表4所示。

试验结果与分析高温稳定性能不同纤维种类、不同纤维掺量的沥青混合料的高温抗车辙性能试验结果如表5所示。

由表5可知，玄武岩纤维和聚酯纤维均可以有效提高两种混合料的动稳定度，与不添加纤维的混合料相比，添加玄武岩纤维后的AC-13C 和SMA-13混合料的动稳定度分别提高了43.7%和28.6%，掺加聚酯纤维后动稳定度分别提高了31.4%和11.9%，表明玄武岩纤维对沥青混合料高温性能的提升作用更加明显，且沥青玛蹄脂沥青混合料高温稳定性明显优于密级配沥青混合料。

玄武岩纤维与聚酯纤维均能提高沥青混合料的高温稳定性能，主要原因是由于纤维具有加筋作用，且可增强混合料内部抗拉作用，消耗或缓解部分行车荷载传递的应力。

0引言随着我国高速公路的蓬勃发展，沥青路面作为主要的铺装形式得到大面积推广。

由于我国交通运输量不断增加，在环境因素和持续重交通荷载量的作用下，沥青路面往往过早出现松散脱粒、车辙、水损害、开裂等病害现象，而沥青混合料掺入纤维材料后可有效提升其各项性能、防止路面病害的发生，该结论已得到相关文献的证实［1-3］。

纤维材料主要应用于SMA 沥青混合料中，起到减少路面破坏、延长道路使用年限的作用。

目前，纤维材料在SMA 沥青混合料中应用较多的主要是木质素纤维和玄武岩纤维。

刘福军［4］对比分析玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维改善AC-16C 、SMA-13两种沥青混合料性能的效果，得出结论：玄武岩纤维改善沥青混合料性能方面优于木质素纤维和聚酯纤维。

对于聚合物化学纤维的研究，也有大量的结论可供参考［5］。

矿物纤维和聚合物化学纤维造价成本较高，木质素纤维大部分取自原木，生长周期慢，并且为积极响应国家退耕还林及绿色生态环境环保的政策，应尽量采用绿色环保材料。

我国具有丰富的竹资源［6］，竹纤维是一种天然环保的有机纤维，具有良好的强度、韧性［7］、较高的耐磨性和良好的染色性。

鉴于竹纤维SMA 沥青混合料路用性能的研究较少，本文以包括竹纤维在内的3种纤维对SMA-13沥青混合料综合性能的影响进行对比分析，优选纤维种类，为工程实践的选择提供参考依据。

1原材料及配合比1.1沥青本文采用SBS 改性沥青作为胶结料，沥青为国产品牌，相关技术指标见表1。

表1SBS 改性沥青技术指标项目指标针入度（25℃，100g ，5s ）/（0.1mm ）软化点（℃）5℃延度（cm ）135℃运动黏度/（Pa·s ）25℃弹性恢复（%）闪点（℃）溶解度（%）密度/（g/cm³）TFOT 加热试验后质量损失（%）针入度比（%）5℃延度（cm ）试验结果5169281.58326099.61.0300.26920规范要求40~60≥60≥20≤3≥75≥230≥99实测±1≥65≥151.2矿料采用的集料来自广西来宾市某石场，粗集料为辉绿岩、细集料为石灰石石屑，矿粉为磨细石灰石粉，性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）的要求。

GAC-13与 AC-13沥青混合料抗滑性能对比分析张璐军【摘要】对断级配GAC-13与AC-13沥青路面抗滑性能开展试验，通过铺砂法、摆式仪法及激光纹理仪等试验方法，对比研究 GAC-13与 AC-13的抗滑性能及其变化规律，得出骨架密实型断级配 GAC-13的抗滑性能比密实悬浮型 AC-13的好，且衰减稳定后的各项抗滑指标都比AC-13的高。

【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P77-80)【关键词】公路;沥青路面;抗滑性能;GAC-13;AC-13;衰减率【作者】张璐军【作者单位】山西交通职业技术学院公路工程系，山西太原 030031【正文语种】中文【中图分类】U416.217张璐军(山西交通职业技术学院公路工程系,山西太原 030031)随着中国经济的快速发展、交通量的增大,对路面性能与安全性的要求越来越高,对提高沥青路面抗滑性能及耐久性的试验研究迫在眉睫,要求改变对传统级配设计的经验依赖,同时提高路面施工的经济效益。

试验研究表明,2.36mm颗粒集料对骨架密实结构有一定的破坏作用,为了保证路面结构的稳定性与耐久性,减少或不用该颗粒在级配结构上的应用是可取的。

CAVF法是一种使用便捷、有效、理论清晰、按体积设计的沥青混合料级配设计方法。

早在20世纪末,张肖宁教授首次提出了按体积设计的沥青混合料级配方法。

沥青路面的路用性能和力学性能随着内摩擦阻力的增大而增大,而集料之间的填充无疑可以增大混合料的内摩擦阻力,这就相当于是按体积设计的CAVF法。

在该设计方法中,主要采用粗集料的间隙率VCADRC来描述集料的体积状态: VCADRC=(1-ρsc/ρtc)×100式中:ρsc为主骨料的紧装密度;ρtc为主骨料的表观密度。

CAVF法以控制粗、细集料的比例来体现粗集料的嵌挤能力,用细集料、矿粉、沥青等来填充主骨料(粗集料)间隙。

控制变量法的计算公式如下:式中:qc、qf、qp分别为粗集料、细集料、矿粉质量百分数;ρsc为粗骨料紧装密度;VCADRC为粗集料的填装空隙率百分数;Vvs为沥青混合料设计空隙率; ρtf、ρtp分别为细料和矿粉的表观密度;qa为沥青用量质量百分数;ρa为沥青密度。

试验检测报告委托单编号0报告编号SMA-13改性沥青配合比设计一、概述：应XX公司的委托，HH公司为委托单位进行SMA-13沥青混合料目标配合比设计，试验所用原材料均由委托单位提供，本试验结果仅供委托单位参考使用。

二、试验依据：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E 20-2011《公路沥青路面施工技术规范》JTG F 40-2004《公路工程集料试验规程》JTG E 42-2005《公路沥青路面设计规范》JTG D 50-2006三、原材料试验：1．矿料：（1）集料为玄武岩，机制砂和矿粉的生产厂家是机制砂厂。

各种矿料检测结果表1注：木质素（掺量为混合料0.4%）和抗剥落剂（掺量为沥青质量的0.2%）生产厂家均为XX公司（2）各矿料筛分试验结果：2．沥青为XX提供的SBS改性沥青，试验结果见表3。

SBS改性沥青检测结果表3四、沥青混合料配合比设计：1. 矿料配合比设计：SMA-13沥青混合料级配设计表4图1 SMA-13合成级配曲线对比图2. 矿料配合比计算通过已确定SMA-13的三种级配（粗级配、中级配、细级配），4.75mm 筛孔通过率分别为24.5%，26.7%，28.6%，分别测定三种级配的VCA DRC 。

初试油石比为6.2%，制作马歇尔试件(两面击实75次)，进行马歇尔试验，测定VCA mix 及VMA 等指标，在满足VCA mix 小于VCA DRC 和VMA 大于16.5%的等条件的基础上确定级配，测试结果见下表。

VCA DRC 测试结果 表5初试级配的体积分析 表6级配。

3.马歇尔稳定度试验：按照级配2（中级配），计算初始油石比为6.2%，按初始油石比±0.3%，采取3种油石比制作马歇尔试件(两面击实50次)，进行马歇尔试验，试验结果如表7和图2所示：设计级配的马歇尔试验结果 表7注：木质素用量是沥青混合料总重量的0.4%；抗剥落剂用量是沥青重量的0.2%。

对重交通路段或炎热地区，空隙率可放宽到4.5%，VMA 可放宽到16.5%。

试验检测报告委托单编号0报告编号SMA-13改性沥青配合比设计一、概述：应XX公司的委托，HH公司为委托单位进行SMA-13沥青混合料目标配合比设计，试验所用原材料均由委托单位提供，本试验结果仅供委托单位参考使用。

二、试验依据：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E 20-2011《公路沥青路面施工技术规范》JTG F 40-2004《公路工程集料试验规程》JTG E 42-2005《公路沥青路面设计规范》JTG D 50-2006三、原材料试验：1．矿料：（1）集料为玄武岩，机制砂和矿粉的生产厂家是机制砂厂。

各种矿料检测结果表1注：木质素（掺量为混合料0.4%）和抗剥落剂（掺量为沥青质量的0.2%）生产厂家均为XX公司（2）各矿料筛分试验结果：2．沥青为XX提供的SBS改性沥青，试验结果见表3。

SBS改性沥青检测结果表3四、沥青混合料配合比设计：1. 矿料配合比设计：SMA-13沥青混合料级配设计表4图1 SMA-13合成级配曲线对比图2. 矿料配合比计算通过已确定SMA-13的三种级配（粗级配、中级配、细级配），4.75mm 筛孔通过率分别为24.5%，26.7%，28.6%，分别测定三种级配的VCA DRC 。

初试油石比为6.2%，制作马歇尔试件(两面击实75次)，进行马歇尔试验，测定VCA mix 及VMA 等指标，在满足VCA mix 小于VCA DRC 和VMA 大于16.5%的等条件的基础上确定级配，测试结果见下表。

VCA DRC 测试结果 表5初试级配的体积分析 表6级配。

3.马歇尔稳定度试验：按照级配2（中级配），计算初始油石比为6.2%，按初始油石比±0.3%，采取3种油石比制作马歇尔试件(两面击实50次)，进行马歇尔试验，试验结果如表7和图2所示：设计级配的马歇尔试验结果 表7注：木质素用量是沥青混合料总重量的0.4%；抗剥落剂用量是沥青重量的0.2%。

对重交通路段或炎热地区，空隙率可放宽到4.5%，VMA 可放宽到16.5%。

浅谈SMA-13沥青路面的质量控制摘要：SMA是一种新型沥青混合料,文章针对其独特的材料组成及施工生产环节要求较高的特点,详细说明SMA的特点,施工工艺,质量要求等重点,以保证工程质量。

关键词：SMA 混合料;质量控制Abstract: SMA is a new type of asphalt mixture, the article for its unique material composition and construction characteristics of production processes require higher, and detailed description of the SMA characteristics, construction technology and quality requirements, to ensure the quality of the project.Key words: SMA; mixture; quality control随着城市的定位及城市发展战略，在新一轮的城市基础设施建设中，进一步完善主城区城市路网，对促进引导城市进一步开发发展，提高城市形象，推动城市经济的发展，有着十分重要的意义。

对一个城市来说，城市道路状况的好坏，直接影响城市的形象，如何让提高城市道路的沥青路面质量，已经是摆在我们面前的重要问题，采用改性沥青和沥青马蹄脂碎石混合料，以解决路面抗滑和耐久性的矛盾，就是当前收到国内外普通重视和青睐的先进技术措施之一，我市从2005年开始推广SMA沥青路面施工以来，对SMA施工工艺和质量控制越来越成熟，本人结合外环东路快速化改造工程SMA-13沥青路面上面层施工技术进行探讨。

1、工程概况1.1外环东路快速化改造工程北起通吕三号桥南桥头，南至青年东路交叉口南侧，路线全长4.1km，由东南大学建筑设计研究院设计。

快速路（高架桥引道）道路结构上面层：4cm沥青玛蹄脂碎石（SMA-13）（改性沥青）中面层：6cm中粒式沥青砼（AC-20c）（改性沥青）下面层：7cm粗粒式沥青砼（AC-25c）（普通沥青）基层：36cm水泥稳定碎石底基层：20cm水泥、石灰土（水泥：石灰=4.8）路面总厚73cm（不含封层），基层顶面撒布透层和封层（改性乳化沥青）面层层间设置沥青粘层。

SMA-13改性沥青混凝土路面施工质量控制分析作者：零雪艳来源：《西部交通科技》2020年第03期摘要：改性沥青混凝土具有很好的抗高温稳定性、耐久性、抗滑性、低温抗裂性能，常用于高速公路沥青路面结构上面层，但其施工工艺比较复杂，施工过程中应采取科学合理的施工方案，加强重视各施工环节的施工质量控制。

文章结合工程实例，介绍了SMA-13改性沥青混凝土路面施工质量控制要点。

关键词：改性沥青混凝土;施工技术;质量控制0 引言沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）具有较一般沥青混合料更好的稳定性和低温抗裂性以及抗车辙和抗滑性能，并具有降低行车噪音等性能，在高速公路、重交通道路等工程中广泛应用。

尤其是SMA-13改性沥青混凝土采用SBS改性沥青，该结构为骨架密实型，具有很好的抗高温稳定性、耐久性、抗滑性、低温抗裂性能，常用于高速公路沥青路面结构上面层。

但SMA-13改性沥青混凝土施工工艺比较复杂，施工质量影响因素较多，如原材料选定、配合比设计、路面厚度的控制、压实度的控制、平整度的控制等，一旦某个环节出现问题，就容易产生渗水、裂缝、车辙等质量问题，影响路面的行车安全，并造成一定的经济损失和社会影响。

因此，在施工过程中，要结合工程实际情况，加强施工质量控制，确保路面厚度、压实度和平整度，保证施工质量，充分发挥SMA-13改性沥青混凝土路面的应用优势。

1 工程概况广西某改建高速公路项目路面结构采用复合式路面，由于受一座新桥梁的水位标高设计影响，整段的新旧路面标高变化较大，设计采用以下路面结构：4 cmSMA-13改性沥青混凝土上面层+改性乳化沥青粘层+6 cmAC-20C改性沥青混凝土中面层+改性乳化沥青粘层+24 cmAC-25C普通沥青混凝土下面层+热沥青粘层+水泥混凝土基层。

SMA-13改性沥青混凝土上面层为本工程施工难点，施工时要加强现场施工组织的控制，确保工程施工顺利进行。

2 施工质量控制要点2.1 原材料的选用2.1.1 沥青SMA采用的是SBS改性沥青，其针入度小、软化点高、温度稳定性好。

AC、SMA、OGFC三种沥青砼性能⽐较AC,SMA,OGFC三种沥青砼性能⽐较报告AC,SMA,OGFC均采⽤改性沥青配制，同时设计采⽤⾼黏度改性沥青配制OGFC，改善其路⽤性能，SMA和OGFC中添加0.3%的聚酯纤维以保证其结构稳定。

⾼黏度、改性沥的性能指标如下表所⽰。

⾼黏度改性沥的性能指标：3种沥青混合料的矿料级配及沥青⽤量见下表。

试验中沥青混合料的矿料级配2.路⽤性能A．耐久性和抗滑性能⽐较采⽤室内试验检测AC、SMA和OGFC的路⽤性能，同时应⽤现在OGFC制备中普遍使⽤的⾼黏度改性沥青改善其路⽤性能。

试验检测结果见表2。

表2：沥青混合料的路⽤性能采⽤室内试验检测AC、SMA和OGFC路⾯的路⽤性能。

试验结果表明，采⽤SBS改性沥青制备的3种沥青混合料中，AC的动稳定度和构造深度较低，抗车辙性能和抗滑性能不⾜；SMA和OGFC的抗滑性能明显优于AC，SMA和OGFC的浸⽔残留稳定度和冻融劈裂强度⽐均在80%以上，抗稳定性和抗冻融劈裂强度良好，但是IGFC的动稳定度和飞散损失都不够理想。

这与OGFC沥青混合料开级配设计的⼤空袭有关。

采⽤⾼黏度改性沥青配制的OGFC，不但⽔稳定性和抗冻性良好，均达到了90%，⽽且动稳定度达到了7000次/mm，飞散损失也降低了50%以上。

可见就耐久性和抗滑性能⽅⾯考虑，应选⽤SMA和⾼黏度改性沥青配制的OGFC沥青混合料。

B．阻燃性能⽐较①．试验⽅法模拟燃烧试验选⽤30cm*30cm*50cm的标准轮碾车辙试验（见图1），放扎起钢制挡板上，分别以50g、100g90#⼄醇汽油作为燃烧物。

温度变化采集点为试件表⾯中⼼和试件正上⽅30cm 处。

试件的表⾯温度利⽤红外线温度感应器测定，试件上⽅环境温度采⽤K型热电偶温度测试器测定。

燃烧时间采⽤秒表记录。

从点⽕开始计时，看不到明⽕为终⽌时间。

并分别在燃烧试件前后称取试件的质量，计算逃逸汽油量。

采⽤燃烧时间、逃逸汽油量、温度变化综合评价AC、SMA和OGFC的防⽕性能。