SMA沥青玛蹄脂碎石面层、高模量沥青混凝土面层材料要求及配合比设计

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。SMA沥青玛蹄脂碎石面层、高模量沥青混凝土面层材料要求及配合比设计SMA沥青玛蹄脂碎石面层、高模量沥青混凝土面层SMA沥青玛蹄脂碎石面层、高模量沥青混凝土面层材料要求、配合比设计王勇（十九局三处）11.2材料要求SMA沥青玛蹄脂碎石面层中的材料好坏是决定面层施工质量的根本。如何确保各档原材料能够达到质量要求，是目前施工单位应引起高度重视的首要工作项目。对SMA沥青玛蹄脂碎石面层的原材料做如下规定：粗集料：上面层SMA沥青玛蹄脂碎石混合料中的粗集料应采用抗滑、耐磨的玄武岩或辉绿岩石料，集料形状应接近立方体

2、，并具有良好的嵌挤能力，具有一个破碎面颗粒含量应达到100%，具有2个或两个以上破碎面颗粒含量应90%。石料要求采用大型反击式破碎机加工成具有良好的颗粒形状。面层用粗集料如果粉尘含量较大，应进行水洗，玄武岩粗集料以及4.75-9.5mm的石灰岩集料应采用轴破二次加工。SMA混合料上面层粗集料的规格见下表：SMA面层用粗集料规格筛孔尺寸（mm）沥青混凝土面层是本项目施工的重点和关键工程，根据设计及施工要求制定专项施工方案如下：一、材料要求1、沥青沥青路面的中、上面层选用SBS改性沥青，下面层采用70号道路石油沥青。各种沥青的技术指标详见SBS改性沥青和道路石油沥青技术要求表。SBS改性沥青和道路

3、石油沥青技术要求表技术指标 沥青种类SBS改性沥青70号沥青针入度25，100g，5s(0.1mm)5060-80针入度指数PI-0.2-1.5-+1.0延度5，5cm/min(cm)45延度10，5cm/min(cm)25延度15，5cm/min(cm)100软化点TRKB()7045含蜡量（蒸馏法）（%）2.260动力粘度（pa.s）160135运动粘度（pa.s）3闪点（COC）()230260溶解度（三聚乙烯）（%）9999.5离析，软化点差()2.5弹性恢复25（%）85薄膜烘箱试验TFOT(或RTFOT)后残留物质量损失（%）1.00.8针入度比25（%）6061延度5（cm）25

4、延度10(cm)62、粗集料上面层SMA-13L型沥青玛蹄脂碎石混合料中粗集料采用抗滑、耐磨的玄武岩石料，集料形状应接近立方体，并具有良好的嵌挤能力，具有一个破碎面颗粒含量应达到100%，具有2个或2个以上破碎面颗粒含量应90%， 路面中、下面层粗集料采用优质石灰岩石料。所有面层石料要求采用大型反击式破碎机加工成具有良好的颗粒形状。应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。面层粗集料应进行水洗，玄武岩粗集料以及4.75-9.5mm的石灰岩集料采用轴破二次加工。粗集料的质量应符合沥青面层用粗集料质量技术要求表中的规定。沥青面层用粗集料质量技术要求指标单位表面层石料压碎值，不大于%2

5、2洛杉矶磨耗损失，不大于%28表观相对密度，不小于2.6吸水率，不大于%2.0与沥青粘附性，不小于改性沥青（级）5坚固性，不大于%8针片状颗粒含量（混合料），不大于%10水洗法0.3mm部分），不大于%12含泥量（小于0.075mm的含量），不大于%3砂当量，不小于%60亚甲蓝值，不大于g/kg25棱角性（流动时间），不小于s304、填料面层用填料必须采用由石灰岩磨制的矿粉。矿粉必须保持干燥、洁净，能从石粉仓中自由流出，沥青混凝土拌和站除尘装置回收的粉尘不得作为填料使用。面层用矿粉的技术要求表项目表观密度（t/m3）含水量(%)亲水系数外观塑性指数加热安定性粒度范围（%）0.6mm0.15mm

6、0.075mm指标2.51.01.0无团粒结块4实测10090-10075-1005、纤维稳定剂SMA混合料中采用木质纤维，要求其吸附沥青的能力强，施工分散性好，掺量按沥青混合料总量的质量百分率计，木质素纤维用量为混合料总量的0.3%。长度大于300米的大桥在桥面铺装表面层SMA混合料中同时掺加木质纤维素和聚酯纤维，木质素纤维的用量为混合料总量的0.25%，聚酯纤维用量为混合料总量的0.1%。木质纤维素质量应符合下表要求： SMA用木质素纤维质量技术要求表检测项目纤维长度灰分含量（%）含水率（%）PH值吸油率（倍）性能指标6mm185，57.51.05SMA用聚酯纤维质量技术要求表项目指标项目

7、指标化学成分聚酯熔点温度（）249纤化类型束状单丝燃点温度（）556直径（mm）0.020.005断裂延伸率（%）40长度(mm)61.5抗拉强度（Mpa）517比重1.360.04颜色白色质量标准和试验检测 1、正式施工前，应严格检测SBS改性沥青的各项技术指标，使其符合我省SBS改性沥青的技术指标要求。生产过程中，每日上、下午各一次抽取试样检测，确保生产出来的SBS改性沥青的针入度、延度、软化点、弹性恢复等技术指标符合技术要求，严禁不合格的改性沥青用于路面工程施工中。2、我省SBS改性沥青的技术指标（SBS改性剂内掺5）沥青种类技术指标SBS改性沥青针入度25，100g，5s（0.1mm）

8、50针入度指数PI-0.2延 度5，5cm/min （cm）45软化点TR&B（）70运动粘度135（Pa.s）3闪 点（COC）（）230溶解度（三氯乙烯）（%）99离析，软化点差（）2.5弹性恢复25（%）85旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）后残留物质量损失（%）1.0针入度比25（%）60延 度5 （cm）253、SBS改性沥青加工过程中对时间和温度的要求SBS改性沥青加工过程一般包括改性剂融胀、研磨分散、孕育三个阶段，每一阶段的加工温度和时间是关键因素，一般控制温度为：融胀温度165175，时间为1530分钟为宜。研磨是改性沥青生产过程中最主要的环节，其细度和均恒度直接影响到沥青的改性指

9、标。温度应控制在175左右为宜，时间由试生产决定（每罐混合料每次研磨时间大约8-10分钟）。孕育阶段，温度可控制在170左右，时间大约40分钟左右；在储存过程中，温度控制在155160左右。沥青面层分则本节适用于经监理工程师验收合格的封层（其它沥青面层上或桥面防水层）上，铺筑沥青混凝土面层。1、工程内容普通沥青混凝土面层、SBS改性沥青混凝土面层、SMA改性沥青混凝土表面层所需的人员、机具、材料、施工工艺以及试验检测等要求。2、技术标准中华人民共和国行业标准公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）中华人民共和国行业标准公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）中华人民共和国行

10、业标准公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中华人民共和国行业标准公路工程质量检验评定标准（土建部分）（JTG F80/-2004）中华人民共和国国家标准环境空气质量标准（GB 3095-1996）辽宁省高速公路项目招标文件（路面部分）施工设计图3、施工准备本章节仅包括施工前各项技术准备、组织准备、摊铺现场的人员、机具、场地和作业时间的内容，关于场地规划建设、试验室建设、项目经理部建设及拌和站、试验室的人员、机具等的要求按第二章驻地建设章节进行，关于材料质量标准按材料细节执行。材料 1、质量要求a 粗集料SMA沥青玛蹄脂碎石面层粗集料采用抗滑、耐磨的优质玄武岩或辉绿岩石料。

11、碎石应有良好的颗粒形状，具有一个破碎面颗粒的数量不小于100%，具有2个及2个以上破碎面颗粒的数量不小于90%，应洁净、干燥、表面粗糙、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。SMA表面层5.6-8mm、8-11.4mm、11.4-16mm三种规格碎石应采用轴破方式进行加工，必须水洗，多孔玄武岩不得用于SMA路面。粗集料的质量技术指标和矿料的单规格级配范围应符合表2、表3、表4的要求。各档料单级配组成应保持一致性，不能有较大变化。 中、下面层粗集料技术指标表 表2项 目单位指 标试验方法石料压碎值不大于24T 0316洛杉矶磨耗损失不大于30T 0317表观相对密度不小于t/m32.50T

12、0304吸水率不大于2.0T 0304坚固性不大于8T 0314针片状颗粒含量（混合料）不大于其中粒径大于9.5mm不大于其中粒径小于9.5mm不大于151218T 0312水洗法0.075mm颗粒含量不大于2T 0310软石含量不大于3T 0320黏附性其中改性沥青不小于基质沥青不小于级级54T 0616T 0663注：压碎值增加热稳定性指标：在250烘箱加热1h之后，其压碎值与加热前的差值应不大于2%。 中、下面层粗集料规格指标表 表3-1规格(mm)通 过 下 列 筛 孔（mm） 的 质 量 百 分 率（）37.531.526.519.016.013.29.54.752.364.759.

13、510080-1000-200-59.513.210080-1000-200-513.21610080-1000-200-51619.010080-1000-200-51926.510080-1000200526.537.510080-10002005注：每档料主规格料必须占总量的70%以上。 SMA-13L玄武岩粗集料技术指标表 表3-2项 目单位指 标试验方法石料压值不大于22T 0316洛杉矶磨耗损失不大于28T 0317表观相对密度不小于t/m32.60T 0304吸水率不大于2.0T 0304坚固性不大于8T0314针片状颗粒含量不大于10T 0312水洗法0.3mm部分)不大于8T

14、 0340砂当量不小于60T 0334亚甲蓝值不大于g/kg25T 0349棱角性、粗糙度(流动时间)不小于s30T 0345 机制砂规格指标表 表6 规格(mm)水洗法通过各筛孔的质量百分率()9.54.752.361.180.60.30.0750.0751.1810080100508020500101.182.3610085100015052.364.751008510001005注：每档料主规格料必须占总量的70%以上。c 填料 填料必须采用由石灰石磨细的矿粉，矿粉必须保持干燥、洁净，能从矿粉仓中自由流出。拌和站应将水泥和矿粉分设提升仓，确保剂量准确。沥青混凝土拌和站除尘装置回收的粉尘不

15、得作为填料使用，回收粉尘应集中存放、运输出场外，建立台账，以备检查。填料的质量技术要求，应符合表7。 沥青混合料用矿粉质量要求 表7 项 目单 位指标试验方法表观相对密度不小于t/m32.50T 0352含水量不大于1T0103 烘干法粒度范围 0.6mm0.15mm0.075mm100901007090T 0351外观无团粒结块筛分、目测亲水系数1T 0353塑性指数30001500冻融劈裂残留强度 (%)8075弯曲试验破坏应变 -10，50mm/min()28002300渗水系数(ml/min)120120矿料间隙率VMA2 13.515.513.515.5旋旋转压实的压实度初始压实次数

16、N=9不大于89不大于89初始压实次数N=205不大于98不大于98 SMA混合料试验配合比设计技术要求表 表12 试验项目单位技术要求试验方法使用改性沥青马歇尔试件尺寸mm101.6mm63.5mm 63.5mmT 0702油石比不小于70马歇尔试件击实次数1两面击实50次T 0702马歇尔空隙率VV23.54.5T 0705矿料间隙率VMA2不小于18.0T 0705粗集料骨架间隙率VCAmix 3 不大于VCADRCT 0705沥青饱和度VFA7585T 0705稳定度4不小于kN6.0T 0709流值mmT 0709谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失不大于0.15T 0732肯塔堡飞散试验

17、的混合料损失或浸水飞散试验不大于15T 0733 SMA配合比设计检验指标要求表 表13检验项目技术要求试验方法车辙试验动稳定度（次mm）5500T0719水稳定性残留马歇尔稳定度(%)85T0709冻融劈裂试验残留强度比(%)80T0729渗水系数（mlmin）80T0730构造深度（mm）1.01.311.3配合比设计高模量沥青混凝土面层1、材料要求2 配合比设计2 . 1 原材料分析主要是从以下两个方面来控制碎石的质量：l ）碎石的固有特性试验，如真实密度、吸水性、洛杉矶、微的瓦尔、磨光强度等；2 ) 生产特性，主要包括粒径、扁平率、棱角性、洁净度。对于用于BB - Ma , BB 州旧

18、，E 州E2 用碎石，扁平率不大于20 % ，表面清洁度不大于2 。为了保证工期要求和沥青路面的施工质量，我们在贝勒姆碎石场建立了自己的碎石加工场，安装了2 台碎石机和l 台制砂机。外加剂PR PLA 引，S 和PR Pl 沪万r MODULE 可以提高抗车辙强度、模量和耐水性，可降低路面层的厚度。不过要增加混合料的拌合时间。沥青使用的是40 / 50 级更坚硬的沥青。2 . 2 施工配合比设计采用的配合比为：O 左：2 / 6 : 6 八O , 10 / l4 ：沥青：矿粉：外加剂二28 . 25 20 . 72 20 . 72 : 22 . 13 : 5 . 27 , 2 . 35 , 0

19、 . 56 。众所周知沥青混合料的温度控制是质量的保证，由于我们添加了外加剂，就要求有充分的拌合时间和严格的温度范围。EN 任卫拌合时间干拌12 , , 侧半34 , ，总的拌合时间为46 ，。骨料加热温度为180 一190 ；沥青加热温度为巧O 160 ，出料温度为170 190 （175 一185 最佳），弃料温度大于100 。2、配合比设计：摘要：高模量沥青混凝土在国内尚无成熟的施工工艺和相应权威的检测标准。本文结合阿尔及利亚东西高速高模量沥青混凝土的施工经验，对高模量沥青混凝土在施工中的应用做如下总结，为类似工程提供积极的借鉴意义。关键词：高模量沥青混凝土 施工工艺 检测指标 0 引言

20、 高模量的沥青混凝土，按照法国NFP98-140中的定义，是指通过采用高模量外加剂使沥青混凝土的复数模量（15，10Hz）14000Mpa的沥青混凝土。该材料广泛运用在高等公路建设之中，在阿尔及利亚东西高速公路项目中取得不错的效果。 1 工程概况 阿尔及利亚东西高速公路项目分东段、中段和西段三部分，其中中标段共有M1M7七个标段。M7标段位于东西高速公路中标段西部，基本沿东西方向布设。路段起自LimOuestWChief，终止于Chief，线路全长24Km。 1.1 自然条件 地形、地貌：CHLEF省地形外貌差异非常大，包括北部的DAHRA山区高地和南部的OUARSENIS低山丘陵。CHELI

21、FF河流将其分割开来，并形成了狭长的盆地地貌。从东向西有一条很长的洼地，高程大致在128308m，为冲积平原及低缓丘陵组成。地势较缓，渐渐增高，向南逐渐过渡，与南部地势起伏较大的白垩土相连接。 气象、水文、环境：CHLEF地区气候恶劣，平均温度为19；月最高温度在八月份，超过40；最低温度，在一月份是9.4。年降雨量4001000毫米。11月至次年3月为雨季，一月份温度最低，有降雪、结冰。该区河流发源于撒哈阿特拉斯山，向北汇入地中海。河流流量季节变化较大，冬春涨水，夏末枯水，地表水缺乏。管区内环境污染主要是由风和沙土引起的粉尘。 地质、地震：线路穿越褶皱碎裂石灰层、新近冲积和崩积土覆盖的白垩纪

22、岩层地带、移位岩石山区内的盆地、受CHLEF平原强地震频率影响而变形的第四纪地区、沉积地带和不稳定倾斜地带等。线路所经地区岩性主要为灰白色、浅黄、凝灰结构，块状构造的石灰质凝灰岩，表层多形成厚度13m钙质硬壳；地质构造上，属阿特拉斯阿尔卑斯褶皱带，地震多发地带，地震灾害相对严重。 1.2 技术指标 该高速公路的技术标准采用法国技术标准，双向六车道高速公，路基顶宽度为32m，路面横向布置1m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+1m。路面结构层为：3.5cm沥青混凝土BBMa（磨耗层），5cm沥青混凝土BBME（连接层），9cm高模量沥青混凝土EME2（

23、基层），10cm高模量沥青混凝土EME2（底基层），40厘米厚031.5mm级配碎石垫层。 2 原材料配合比设计要求 2.1 集料 本项目EME2高模量沥青混合料中使用的骨料规格为：02mm，26.3mm，6.310mm，1014mm四种。法国规范和技术标准，对路面石料要求比较严格。控制混合料的级配的关键是控制好原材料的级配，对于级配我们主要控制2D，1.58D，(D+d)/2，d，0.63d等几个关键筛孔的通过量（d和D分别表示骨料的最小和最大尺寸）。碎石的质量主要是从以下两个方面来控制的：第一是碎石的固有特性试验，如真实密度、吸水性、洛杉矶、微的瓦尔、磨光强度等；第二是生产特性，主要包括粒

24、径、扁平率、棱角性、洁净度。对于用于BBMa，BBME，EME2的碎石，扁平率20%，表面清洁度2%。由于当地碎石场生产规模比较小，生产质量低，无法满足沥青路面用料要求。为了保证工期要求和沥青路面的施工质量，因此我们在Rouina建立了自己的碎石加工场，主要生产各种粒径的石灰石碎石和机制砂，石料呈灰黑色，主要矿物成分为方解石、少量白云石，强度较高。本料场所产碎石和机制砂完全满足路面各层的技术要求。 2.2 沥青 结合本项目气候特点，采用SBS聚合物改性沥青，其中基质沥青采用4050号硬质沥青。 2.3 外加剂 外加剂的外形为颗粒状，颜色为暗灰色，尺寸为23mm，密度为0.930.965g/cm

25、3，熔点175，可直接投入拌合站的拌锅中进行搅拌，生产温度控制在17510。这种外加剂在我国还没有运用到施工中。根据法国规范，只有使用硬沥青或改性沥青才能获得坚硬的高模量的沥青混凝土。 3 施工工艺 3.1 施工准备 封层验收完毕后,进行测量放线工作，每10米1根钢钎（曲线段加密5米1根），采用钢丝绳引导的高程控制方法，10cmEME2沥青混合料的松铺系数通过试验段得出为1.25，（9cmEME2、5cmBBME、 3.5cmBBMa层采用平衡梁法施工）摊铺碾压设备提前就位。 3.2 混合料的拌合 混合料的拌合采用意大利玛莲尼拌合站，型号为3500，额定功率为320t/h，由于掺加有PLAST

26、外加剂要求有充分的拌合时间和严格的温度范围，EME2拌合时间，干拌12秒，湿拌34秒，总的拌合时间为46秒。骨料加热温度为180190，沥青加热温度为150160，出料温度为170190（175185最佳）弃料温度大于190。在此拌合时间和温度下，能够使沥青混合料搅拌均匀，可以观测到外加剂溶化后的细丝状。 3.3 混合料的运输 沥青混合料的运输采用25T的自卸车，在装料前，安排专人把车箱底板及侧板清洗干净，并刷一簿层油水（用含柴油量为20%油水）。沥青混合料装入车箱时，分三次进行，先装车箱前部，再装车箱后部，最后装车箱中部，以减少沥青混合料离析现象。沥青混合料从装车点到施工点之间的运输时间应该

27、小于2小时。每辆运输车都要备有棉篷布，在运输过程中进行保温和防尘。 3.4 混合料的摊铺 沥青混凝土10cm EME2的宽度为12.595m，9cmEME2的宽度为12.345m摊铺采用一台摊铺机单幅全宽摊铺，用一台摊铺机能够避免纵向热接缝，可以提高平整度。5cmBBME和3.5cmBBMa采用2台福格勒super2100-2型摊铺机并列梯队摊铺，两台摊铺机前后距离1530m，纵向热接缝，要保证沥青混合料温度均匀，一次摊铺完成，同时做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，禁止随意变换速度或中途停顿。摊铺的最佳速度可根据混合料供给能力、摊铺厚度和宽度等按公式求得 式中：Q拌合站产量，V摊铺机速度（m/

28、min），H压实后的摊铺厚度，C工作效率系数（C值根据材料供应，运输能力等配套情况确定，正常取值0.60.8），W摊铺宽度，p沥青混合料压实后形成的密度。一般摊铺速度应控制在每分钟24m，并保持摊铺速度恒定（根据供料情况，保持不停机为最低原则），摊铺机瞬时作业速度的变化，直接影响路面的平整度。速度不匀，面层粗糙度不匀；速度过快，面层变得粗糙，且每次振动间隔增大，必然造成平整度下降。因此摊铺机的工作速度一经选定，应保持恒定均匀，不得随意换速度。 在摊铺机收料斗涂刷少量柴油防止粘料。摊铺机在开工之前提前0.5-1小时对熨平板进行预热，温度不低于100。在正式开始摊铺前应保证3辆以上的料车，以保证摊

29、铺的连续进行，避免停机待料现象的发生。卸料时，运输车在沥青混凝土摊铺机前30cm停止，靠摊铺机向前推动运输车辆前进。摊铺机的左右配有工人进行边角及坑槽处理，混合料的摊铺温度不低于165。摊铺机配备熨平板自控装置，能通过传感器控制标高和平整度，使摊铺机能铺筑出理想的纵横坡度。传感器应由参考线与滑撬式基准板操作。横坡控制器应能让熨平板保持理想的坡度，精度控制在0.1%范围内。 3.5 混合料的碾压 沥青混合料的碾压应当遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，按照先轻后重、由低向高的顺序进行。为了防止胶轮压路机的温度下降，用帆布把胶轮保护起来，能够保持胶轮的温度，特别是在有风的天气下碾压效果很明显，不

30、容易出现粘轮，减少了人工涂刷隔离剂。沥青混合料开始碾压时，轮胎压路机碾压6次，钢轮振压1次，钢轮静压2次，钢轮静压1次收面，碾压时轮胎压路机尽量紧跟在摊铺机后面，保证作业组的跟进长度为最小，该长度与气候有关，确保摊铺机的压实平台与最后一台压路机之间的距离不超过60米。可以减少摊铺后的温度损失，开始碾压时的混合料的内部温度不低于160，在碾压期间，相邻碾压带应重叠1/31/2的碾压轮宽度，为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机；碾压路线及方向不应突然改变；压路机起动、停止必须减速缓行，不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。施工机械和车辆不得在未冷却的沥青混合料上停放，防止油料、润滑脂、汽油或其他杂质在压路机操作或停放期间掉落在路面上。 3.6 接缝处理 为提高平整度，一般采用切割成垂直面的方法，可在改性沥青路面完工后，稍停一停，在其尚未冷却之前，就切割好。具体做法为：将3m直尺沿路线纵向靠在