两种沥青混合料性能比较

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两种沥青混合料性能比较
作者:纪国亮,王丽丽
来源:《科技传播》2011年第23期
摘要 SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料和ARHM13(W)沥青混合料适用于高等级沥青路面,具有很好的路用效果。

对比这两种沥青混合料各项性能指标,高温稳定性和低温抗裂性能相差不多,都能满足规范要求,考虑经济性性能ARHM13(W)则更能体现出优势。

关键词沥青胶结料;合成级配;验证试验;经济效益
中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)56-0142-02
0 引言
橡胶沥青混合料是采用干拌或湿拌工艺生产的沥青混合料。

干拌工艺是将废胎胶粉与沥青、矿料一起投放到拌和楼里拌和;湿拌工艺是将废胎胶粉和沥青加工形成橡胶沥青后,再与矿料拌和。

橡胶沥青混合料主要类型有:ARHM(W)湿拌法橡胶沥青混凝土密级配(《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》);AR-AC13湿拌法富沥青断级配橡胶沥青混合料。

SMA是由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成沥青玛蹄脂碎石结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。

SMA材料结构特点为“三多一少”——粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。

SMA路面结构不仅具有高温重载条件下很好的抗车辙性能,而且低温性能良好。

1 SMA-13和ARHM13(W)的比较
本文就SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料和ARHM13(W)沥青混合料从材料选择、合成级配、最佳沥青用量、验证试验、经济效益五个方面论证的加以比较。

1.1 材料选择
选择材料是生产优质沥青混合料的关键步骤。

沥青混合料的原材料包括沥青和矿料。

SMA-13选用符合规范[1]要求的SBS改性沥青;ARHM13(W)选择符合规范[1]规定70号沥青掺入20%橡胶粉。

试验指标满足技术要求。

矿料是沥青混合料的关键材料之一,其力学性能、颗粒形状直接关系到沥青混合料的抗车辙能力。

两种沥青混合料对于矿料的选择基本相同,都必须符合规范[1]各项指标要求。

在本次试验中,对于两种沥青混合料集料均选用玄武岩,矿粉采用石灰石矿粉。

各种矿料的技术指标都满足要求。

为了提高沥青混合料的路用性能,在SMA-13沥青混合料中掺加0.3%的聚酯纤维。

本次试验选用BST聚酯纤维,其各项指标满足要求。

为了提高集料的抗剥落性能,掺加沥青用量0.4%的抗剥落剂,本次试验选用的是JY-K1型沥青抗剥落剂。

1.2合成级配
表1沥青混合料矿料级配组成和通过率
对于沥青混合料来说,在材料相同的前提下,组合特性影响着沥青路面性能。

SMA-13粗集料骨架占70%以上,粗集料之间的接触面大,交通荷载主要由粗集料骨架支撑,有较强的抵抗荷载变形能力及高温抗车辙能力。

ARHM13(W)矿料级配符合《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》的要求,构成合成矿料的嵌挤密实结构,以其铺筑的沥青路面具有较高的抗车辙能力和低温抗裂性能。

两种沥青混合料的合成级配和要求详见表1和图1。

SMA-13级配曲线图
ARHM13(W)级配曲线图
图1
1.3最佳沥青用量
SMA-13采用马歇尔击实法通过击实成型试件测算试件的各项体积和力学指标。

设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。

沥青用量过多,将造成粗骨料之间的分离,易产生油斑;沥青用量过少,混合料将难以压实,空隙率过高,骨料之间的沥青膜过薄,从而影响其耐久性。

ARHM13(W)采用马歇尔击实法成型试件,空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率进行的沥青混合料的组成设计。

湿拌法则先将胶粉与沥青搅拌均匀,再与集料一起拌和,湿拌法橡胶沥青混合料抗老化、抗裂性能较好,且具有较明显的降低行车噪音效果,因此一般用于上面层。

SMA-13 和ARHM13(W)沥青混合料按照规范要求,估计沥青用量为中值,以0.5%间隔配置五种不同的沥青用量成型试件,依据技术标准确定最佳沥青用量。

由两种沥青混合料试
验结果可知,SMA-13的最佳沥青用量为5.6%,小于ARHM13(W)的最佳沥青用量6.1%,目标空隙率均为4%。

1.4 验证试验
采用马歇尔击实法进行配合比试验得到的沥青混合料,规范[1]要求进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等各种性能检验。

SMA沥青混合料还需进行飞散和析漏试验验证。

两种沥青混合料分别根据配制的合成级配和确定的最佳沥青用量进行性能验证试验,可知,两种沥青混合料的各项性能指标均能满足技术要求,而且数值相近。

其中,SMA-13动稳定度要略好于ARHM13(W),也就是说抗车辙能力好于ARHM13(W)。

由于SMA-13采用的是间断级配,所以摩擦系数和构造深度要大于ARHM13(W),其路面抗滑性能好于ARHM13(W)。

2结论
SMA-13和ARHM13(W)两种沥青混合料均适用于高等级沥青面层,尤以高温稳定性好、构造深度大,能够很好的满足路用性能。

两种沥青混合料的各项性能指标数值相近。

由于SMA-13沥青混合料掺入聚酯纤维,在其它材料相同的情况下,SMA-13混合料单价要高于Sup-13。

在满足路用性能同时从经济角度考虑,选用ARHM13(W)更具有优势。

ARHM13(W)将废胎胶粉用于铺设沥青路面,一方面可利用大量废橡胶,减少对环境的污染,起到保护环境的作用;另一方面能节约沥青材料,替代价格高昂的高分子改性剂作为沥青改性剂,从而使改性沥青路面的生产及维修成本降低,且能增强沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性。

使用ARHM13(W)具有很好的社会效益和经济效益。

参考文献
[1]公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)[S].人民交通出版社,2000.
[2]橡胶沥青及混合料设计施工技术指南[S].人民交通出版社,2008,12.
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