SMA―13温拌沥青玛蹄脂碎石在不同击实方式下的性能研究

1、SMA-13温拌沥青玛蹄脂碎石在不同击实方式下的性能研究摘要：为了研究温拌SMA13的降温幅度，综合采用旋转压实法（SGO和沥青混合料和易 性试验仪法确定其最佳拌和与击实温度，并按照该温度在试验路上铺筑SMA13上面层，从拌 和站取样成型试件以检验其路用性能。结果表明：SGC法与和易性试验仪法的最佳降温幅度 分别为28 和30 °C；在最佳拌和温度下，温拌沥青混合料的各项路用性能均能满足规范 要求。关键词：温拌沥青混合料；SMA13：降温幅度；路用性能中图分类号：U414.1文献标志码:B0引言温拌沥青混合料（WMA）与传统的热拌沥青混合料（HMA）相比，其拌和与压实温度相对 较低，

2、具有耗能低、性能好且环保等诸多优点。热拌沥青混合料由于温度较高，在拌和及摊 铺过程中会产生大量的烟雾和有害气体，影响施工环境，特别是在空间封闭的隧道里，烟尘 和高温使施工环境更为恶劣。另外，温拌沥青混合料在工程施工时仅根据经验或用传统的马 歇尔方法在热拌的基础上降低30 C左右，以达到温拌的温度。目前还没有1个有效、科学 的方法确定温拌沥青混合料的最佳拌和与压实温度。基于此，本文以陕西某高速公路隧道项 目为依托，综合采用旋转压实法（SGC）和沥青混合料和易性试验仪法，分析在不同温度下温 拌和热拌沥青混合料的体积参数，推荐适合于温拌沥青混合料SMA13的降温幅度；同时，通 过铺筑试验路段，并取样

3、进行室内路用性能试验，进一步验证了该设计方法具备良好的路用 性能。1温拌沥青混合料室内试验研究由课题组的研究成果可知，马歇尔击实法不适合用于评价乳化型温拌沥青混合料的降温 效果，而旋转压实法和沥青混合料和易性试验仪法能客观、准确地反应乳化型温拌沥青混合 料的实际降温能力。因此，选用旋转压实法与和易性试验仪法确定试验路的最佳拌和及压实 温度。采用SGC法与和易性试验仪法确定上而层SMA13的最佳拌和与击实温度的试验结果分别 见表1、2。根据表1绘制出混合料空隙率与击实温度的关系曲线，如图1所示。由图1可知，采用 SGC法成型的热拌SMA试件随着击实温度的降低，试件空隙率增大，且随着击实温度的持续

4、 降低，空隙率增大的幅度加大。采用SGC法成型的温拌SMA试件，当击实温度为120。 160 c时，空隙率受温度的影响较小，几乎成一水平直线；而当击实温度低于120 °C时，空 隙率有显著增大的趋势。由此可见，在一定温度范I制内，温拌SMA的可工作性对温度的敏感 性大大降低，形成不敏感温度区域，使目标空隙率的击实温度范围明显扩大。因此，温拌SMA 的击实温度可低至120 -Co以空隙率为评价指标，热拌SMA在160 击实温度下的空隙率 为363机采用内插法，温拌SMA达到此空隙率时对应的击实温度为132 C,也就是说，采用 SGC法评价温拌SMA的降温幅度为28 o根据表2绘制出混合

5、料和易性指数与拌和温度关系曲线，如图2所示。由图2可看出， 当温拌沥青混合料拌和温度为145 C时，其和易性指数与热拌沥青混合料在175 C时相当， 因此，采用和易性试验仪法确定的温拌SMA的降温幅度为302温拌试验路室内路用性能分析1 .1试验方案以陕西某高速公路为依托，沥青采用SBS改性沥青，路面结构为4 cm上而层SMA13。采 用的温拌剂为西安公路研究院生产的HHX乳化型温拌剂。选择2个试验路方案，方案一：岔 口铺互通C匝道，温拌上面层SMA13拌和温度较热拌沥青混合料低20 ：方案二：岔口铺 互通E匝道，温拌上面层SMA13拌和温度较热拌沥青混合料低30 °C。2 . 2室

6、内试件成型方法（1）直接从运料车取样，装入保温桶。（2）用四分法分料，取所需质量混合料备用。（3）在室内试验中，温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的击实温度应该保持一致，将 热拌和温拌SMA13沥青混合料在175 °C的恒温烘箱中保持1 h以上。（4）上面层的击实温度分别采用160 C、140 C、130 三种，按标准方法成型试件。2. 3混合料配合比上面层SMA13混合料级配检测结果如表3和图3所示。 从以上试验结果可以看出，温 拌沥青混合料不会对级配和油石比产生影响,这是因为整个过程只降低了施工各环节的温度, 而没有改变其他条件。2. 4浸水马歇尔试验采用浸水马歇尔试验残留稳定度评价

7、温拌沥青混合料的水稳定性,试验结果如表4所示。浸水马歇尔试验是评价沥青混合料水稳定性的重要试验方法，从以上试验结果可以得出 如下结论。（1）采用160 成型的试件试验时，温拌SMA13马歇尔试件的空隙率为34驶，比热拌 SMA13降低了 012舟；采用140 °C、130 C成型的试件试验时，温拌SMA13马歇尔试件的空隙 率分别为417k 420队比热拌SMA13分别提高了 056$、059%。表明在相同的击实温度下，温 拌SMA13具有更好的压实效果。这是因为提高了温拌SMA13的击实温度后，温拌SMA13除具 有同热拌SMA13 一致的和易性外，温拌沥青混合料内部分温拌剂的有效

8、成分能提高沥青混合 料的和易性，因此在相同击实温度下，温拌沥青混合料的空隙率较小。而在较低的击实温度下，温拌机理已丧失，温拌沥青混合料的空隙率偏大，故在室内成型温拌试件时，宜采用同 热拌沥青混合料相同的击实温度。（2）采用160 成型的试件试验时，温拌SMA13的残留稳定度为961$,比热拌SMA13 提高了约3%：采用140 、130 c成型的试件试验时，温拌SMA13的残留稳定度分别为858%、 821%比热拌SMA13分别降低了约7%、11乐均大于规范中热拌混合料大于80研勺要求。由此 可见，温拌沥青混合料具有良好的抗水损害性能。2. 5冻融劈裂试验冻融劈裂试验的试验条件较为苛刻，但能更

9、准确地反映沥青混合料抵抗水损害的能力， 因此还采用了冻融劈裂试验来评价温拌沥青混合料的水稳定性，试验结果如表5所示。由表5知，采用160 C成型的试件试验时，温拌沥青混合料冻融劈裂抗拉强度比为923乐 同热拌沥青混合料相当，然而采用140 C、130 成型的温拌沥青混合料时，其TSR下降严 重。冻融劈裂试验再次说明，在室内成型乳化型温拌马歇尔试件时，温拌试件的成型温度应 与热拌试件一致。从浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验可以看出，温拌沥青混合料的水稳定性较好，优于同 类型的热拌沥青混合料。2. 6车辙试验采用车辙试验评价沥青混合料的高温稳定性，车辙试验结果如表6所示。由表6可知，当温拌沥青混合料车

10、辙板成型温度为160 C时，其动稳定度和热拌沥青混 合料差别不大，都接近8 000次?mm-1左右，远远大于要求值5 000次?rnm-1；当成型温度 为140 、130 时，动稳定度有所下降，但也高于要求值。由此可见，温拌沥青混合料的 高温稳定性不受影响，主要是由于温拌剂并不改变沥青本身的性质，在160 °C环境下，温拌 沥青混合料的流动性同热拌沥青混合料一致，因此其动稳定度差别也不大。总之，温拌沥青 混合料具有同热拌沥青混合料相当的高温稳定性。3结语通过本文研究，得出以下结论。（1） SGC法与和易性试验仪方法都能较好地评价温拌剂降温效果，通过试验表明温拌 沥青混合料的最佳降温幅

11、度分别为28 和30 °C。（2）温拌SMA13在最佳拌和与击实温度下，温拌沥青混合料的各项路用性能均能满足 规范要求。（3）在与热拌SMA13同一击实温度下，温拌SMA13具有更好的压实效果。参考文献:1郭平，祁峰，弥海晨.温拌沥青混合料的路用性能J.长安大学学报：自然科学版， 2010, 30 (3)： 1013.2廉向东，陈拴发，付其林，等.温拌沥青混合料路用性能研究J.长安大学学报：自 然科学版，2010, 30 (6)： 1115.刘薇，张捷，林柯，等.温拌沥青混合料SMA13路用性能研究J.筑路机械与施工机 械化，201b 28 (1)： 6365.4韦佑坡，孙志军，高林.温拌