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

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，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)	≥50	60-80
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(℃)	≥70	≥45
含蜡量（蒸馏法）（%）		≤2.2
60℃动力粘度（pa.s）		≥160
135℃运动粘度（pa.s）	≤3
闪点（COC）(℃)	≥230	≥260
溶解度（三聚乙烯）（%）	≥99	≥99.5
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（%）	±1.0	±0.8
针入度比25℃（%）	≥60	≥61
延度5℃（cm）	≥25
延度10℃(cm)		≥6

2、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		%	22
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<0.075mm颗粒含量，不大于		%	1
软石含量，不大于		%	1
磨光值(PSV)不小于			42

注：（1）、表中磨光值指标是抗滑表层石料的控制指标，石灰岩可不作控制指标。

（2）、表中括号外数字适用于上面层SMA-13L，括号内数字适用于中、下面层。

（3）、粗集料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%。

3、细集料

所有面层4.75mm以下的细集料采用石灰岩机制砂。机制砂宜采用10-20mm的石灰岩碎石用专用的制砂机生产制造。碎石重点控制压碎值、吸水率和粘附性指标。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质或其他有害物质。其质量技术应符合沥青面层用细集料质量技术要求表中的相关规定。

项目	单位	指标
表观相对密度，不小于	-	2.50
坚固性（>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/kg	25
棱角性（流动时间），不小于	s	30

4、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（%）
							<0.6mm	<0.15mm	<0.075mm
指标	≮2.5	≯1.0	<1.0	无团粒结块	<4	实测	100	90-100	75-100

5、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	≤6mm	18±5，	≤5	7.5±1.0	≥5

SMA用聚酯纤维质量技术要求表

项目	指标	项目	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）	0.02±0.005	断裂延伸率（%）	＞40
长度(mm)	6±1.5	抗拉强度（Mpa）	＞517
比重	1.36±0.04	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）	≥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）	≥25

3、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165℃～175℃，时间为15～30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155℃～160℃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。

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	％	24	T 0316
洛杉矶磨耗损失不大于	％	30	T 0317
表观相对密度不小于	t/m3	2.50	T 0304
吸水率不大于	％	2.0	T 0304
坚固性不大于	％	8	T 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	％ ％ ％	15 12 18	T 0312
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于	％	2	T 0310
软石含量不大于	％	3	T 0320
黏附性 其中改性沥青不小于 基质沥青不小于	级 级	5 4	T 0616 T 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（％）
	37.5	31.5	26.5	19.0	16.0	13.2	9.5	4.75	2.36
4.75～9.5						100	80-100	0-20	0-5
9.5～13.2					100	80-100	0-20	0-5	－
13.2～16				100	80-100	0-20	0-5	－
16～19.0			100	80-100	0-20	0-5	－
19～26.5		100	80-100	0－20	0－5
26.5～37.5	100	80-100	0－20	0－5

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	％	22	T 0316
洛杉矶磨耗损失不大于	％	28	T 0317
表观相对密度不小于	t/m3	2.60	T 0304
吸水率不大于	％	2.0	T 0304
坚固性不大于	％	8	T0314
针片状颗粒含量不大于	％	10	T 0312
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于	％	1	T 0310
软石含量不大于	％	1	T 0320
黏附性不小于	级	5	T 0663
磨光值不小于	BPN	42	T0321

注：抗滑层应采用质地坚硬，表面粗糙，形状接近立方体，具有良好的嵌挤能力的破碎集料

SMA-13L表面层粗集料各档料规格要求       表4

规格

（mm）	通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）
	19.0	16.0	11.4	8.0	5.6	2.36
5.6～8.0		——	100	80～100	0～10	0～5
8.0～11.4	——	100	80～100	0～15	0～5
11.4～16.0	100	80－100	0～20	0～5

注：每档料主规格料必须占总量的70%以上。

b 细集料

4.75mm以下的细集料必须采用优质石灰岩生产的机制砂，机制砂宜采用10-20mm的石灰岩碎石用专用的制砂机生产制造，碎石重点应控制压碎值、吸水率和粘附性指标，细集料应洁净、坚硬、干燥、无风化、无杂质或其它有害物质，严禁采用石屑替代机制砂。

机制砂的质量技术要求、规格及级配要求，应符合表5、表6的要求。

               机制砂质量技术标准表                表5

项         目	单位	指   标	试验方法
表观相对密度不小于	t/m3	2.50	T 0328
坚固性(>0.3mm部分)不大于	％	8	T 0340
砂当量不小于	％	60	T 0334
亚甲蓝值不大于	g/kg	25	T 0349
棱角性、粗糙度(流动时间)不小于	s	30	T 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(％)
	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.075
0.075～1.18			100	80～100	50～80	20～50	0～10
1.18～2.36		100	85～100	0～15	0～5
2.36～4.75	100	85～100	0～10	0～5

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/m3	2.50		T 0352
含水量不大于	％	1		T0103   烘干法
粒度范围 <0.6mm <0.15mm <0.075mm	％ ％ ％	100 90～100 70～90		T 0351
外观		无团粒结块	筛分、目测
亲水系数		<1	T 0353
塑性指数		<4	T 0354
加热安定性		实测记录	T 0355

d 沥青

    沥青采用重交道路石油沥青，下面层采用AH-70号沥青，中、上面层采用SBS改性沥青，改性沥青用基质沥青采用AH-90号道路石油沥青。

    现场改性沥青的生产按照第六章《改性沥青生产工艺》进行生产和控制。

SBS改性沥青中SBS改性剂的剂量为内掺5％，基质沥青、SBS改性沥青的技术指标应符合表8，沥青技术指标，特别是针入度、粘度、软化点、延度等指标应符合表中要求。此外,改性沥青应重点检测离析试验指标。

         SBS改性沥青和道路石油沥青技术指标表       表8

指   标	单位	SBS改性沥青(内掺5%)	AH-90/AH-70	试验方法[1]
针入度 25℃,100g,5s	dmm	50-70	80-100/60-80	T 0604
针入度指数PI		大于-0.2	-1.5～+1.0	T 0604
延度（5℃，5cm/min）	cm	不小于45
延度（10℃，5cm/min）	cm		不小于30∕25
延度（15℃，5cm/min） 5℃,5cm/min不小于 10℃,5cm/min不小于 15℃,5cm/min不小于	cm	45	不小于100 30/25 100	T 0605
含蜡量（蒸馏法）	％		不大于2.2
软化点 TR&B不小于	℃	70	44/45	T 0606
动力粘度[1]60℃不大于			140/160	T 0619
运动粘度[1]135℃不大于	Pas	3		T 0625
闪点不小于	℃	230	245/260	T 0611
溶解度不小于	％	99	99.5	T 0607
软化点差不大于	℃	2.5		T 0606
弹性恢复25℃不小于	％	85	－	T 0662
粘韧性不小于	N·m	－	－	T 0624
韧性不小于	N·m	－	－	T 0624
离析,软化点差 不大于	℃	2.5	无改性剂明显析出、凝聚	T 0661
薄膜烘箱试验或旋转薄膜烘箱后残留物
质量变化不大于	％	0.8	0.8	T 0610 T 0609
针入度比25℃不小于	％	60	57/61	T 0604

延度5℃不小于	cm	25	－	T 0605
延度10℃不小于	cm		8∕6	T 0605

e木质素纤维  沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）采用优质木质素纤维，掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，用量为混合料总量的0.3%，剂量误差为±2%。木质素纤维外观应均匀分散、无杂质，不得受潮结团，其质量技术要求应符合表9的规定。       

               

SMA用木质素纤维质量技术要求表            表9

检测项目	纤维长度	灰分(%)	含水率(%)	pH值	吸油率(倍)
性能指标	≤6mm	18±5，无挥发物	≤5	7.5±1.0	≥5

f改性剂  改性剂应符合设计及《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）第4.6节的相关要求。

2、备料

成立由项目总工或试验室主任领导，由材料设备部、工程部、质量部、试验室等部门组成的备料组织机构，按要求组织进行碎石、机制砂、矿粉、水泥、沥青、改性剂、木质纤维素等原材料的备料工作。

用于沥青路面的原材料(含半成品、成品)，必须是符合本规程规定的合格材料，承包人在材料的订购或自采加工之前，须外委具有甲级资质的公路或地矿部门试验检测机构试验合格、承包人自检合格、监理中心试验室抽检合格，书面报请经监理工程师审核批准，并经业主书面同意方可进场和使用。

承包商宜自行加工或联合工程所在地具有生产许可证的碎石生产厂加工碎石和机制砂。石料采用大型反击式破碎机加工生产，同时在生产过程中采用除尘措施。

在沥青混合料下面层摊铺前，要求各种规格碎石和机制砂备料达到总用量的90%，SBS改性剂、木质素纤维备料达到总用量的100%，一般情况沥青冬季储备达到10000吨。

集料

a 施工单位应在采石场派驻专职试验人员和配置试验仪器，对毛石的含泥量、杂质含量，碎石和机制砂的规格、粉尘含量进行常规检测，现场指导集料的生产，及时检查和更换筛网、夯锤，严控集料混堆和混料。

b 粗细集料运输到拌和站，经拌和站试验检测人员目测含泥量、粉尘含量、杂质含量和规格合格方可卸料，粗集料堆放在拌和站已经规划好的料池中，机制砂堆放在防雨棚中，同时设立标示牌，表明集料的名称、规格、产地、用途等。

c 粗集料必须分层堆放，以减少集料的离析，机制砂须覆盖。

d 在料源确定、配合比试验前、进料过程中须定期按集料的试验项目进行一次各项技术指标的全面检测。每进料2000m3须进行一次集料规格的筛分、外观、针片状及粉尘含量试验。

沥青

a 沥青必须按品种、标号分开存放，在贮运、使用及存放过程中应有良好的防水措施，避免雨水或加热管道蒸汽进入沥青中。沥青在储罐中的贮存温度不得高于150℃。

b 每车进场的基质沥青必须进行针入度、软化点、延度三大指标的检测，检测合格后方可泵入沥青储罐，同时留样封存。建立沥青检测、留样封存和使用台账，主要包括货物的名称、标号、数量、到货时间、检测结果、使用日期和层次等。

c 每批基质沥青进场前、首批现场生产的改性沥青以及配合比试验前均须对基质沥青和改性沥青进行全套指标试验，外委具有公路甲级资质的试验机构、施工单位试验室、总监办中心试验室三方检测。

填料 在料源确定、配合比试验前和进料过程中，定期须按矿粉的试验项目进行一次各项技术指标的检测。每日进料须进行一次外观、细度、含水量检测，检测合格方可泵入矿粉储罐。

改性剂、木质素纤维 应存放在室内或有棚盖的地方，要有防火和防潮措施，同时对改性剂的品牌、数量建立进场数量和消耗数量台账。

改性沥青 按照《改性沥青生产工艺》中改性沥青章节执行。

●配合比设计、试验路

1、配合比设计

沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比设计验证三个阶段，通过配合比设计，确定沥青混合料所用的材料品种、矿料级配和最佳沥青用量，配合比设计的各个阶段都须进行马歇尔试验。

本规程工程设计级配范围见表10，上、中、下面层的级配在规范的基础上进行了调整。

             沥青混凝土用矿料组成范围表             表10

	筛孔(方孔筛) (mm)	通过质量百分率（%）
		上面层SMA-13L型
级 配 范 围	37.5
	31.5
	26.5
	19.0	100
	16.0	95～100
	13.2	—
	11.4	76～95
	9.5	54～75
	8.0	40～59
	5.6	20～35
	4.75	18～32
	2.36	17～25
	1.18	15～23
	0.6	12～18
	0.3	10～16
	0.15	9～14
	0.075	8～10
最低油石比（％）		7.0

目标配合比设计    目标配合比设计阶段。用工程实际使用的材料按《公路沥青路面施工技术规范》JTG  F40—2004附录B（密级配沥青混凝土）、附录C（SMA）的方法，在保证最低沥青用量的情况下，优选矿料级配、符合配合比设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标配合比，供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。

矿料级配的初步设计按体积法设计，应采用插捣法选取最小间隙率。集料比例采用逐级填充应达到最小间隙率，作为不同粒径间形成嵌挤密实结构时的组成比例的主要依据。同时通过插捣试验得到的逐级组成比例与间隙率的关系曲线，综合各种试验手段对应的测试结果，确定合理的松方密度及对应的间隙率，选出形成最密实嵌挤结构时的一组数据作为粗集料的最终级配组成比例。

生产配合比设计  首先应选择适宜的筛孔尺寸和安装角度，尽量使各热料仓的供料大体平衡。按目标配合比及各热料仓的集料级配确定各热料仓的集料用量比例，供拌和机控制室使用。并取目标配合比设计的最佳沥青用量OAC、OAC±0.3％等3个沥青用量进行马歇尔试验和试拌，取样进行室内试验综合确定生产配合比及最佳沥青用量，由此确定的生产配合比、最佳沥青用量。

生产配合比验证  生产配合比验证阶段。拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样检测实际空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比的矿料合成级配中，至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率应作为主要控制筛孔。对确定的标准配合比，宜再次进行车辙试验和水稳定性检验，该配合比为标准配比，是生产控制和质量检验的标准，同时应确定施工级配允许波动范围，由此确定实际生产控制配合比范围，原有设计参考级配范围不再作为实际施工质量评定的合格标准。

           中、下面层沥青混合料技术指标             表11                                        

指标                                 

层位		改性沥青面层	普通沥青面层
击实次数(次)		两面各75次	两面各75次
试件尺寸（mm）		φ101.6mm×63.5mm	φ101.6mm×63.5mm
稳定度(kN)		≥9	≥8
流值(0.1mm)		20－50	20－40
马歇尔空隙率 (%)		3．5-5．5	3．5-5．5
沥青饱和度 (%)		65-75	65-75
浸水马歇尔试验(48h)残留稳定度(%)		≮85	≮80
动稳定度 (次/mm)		3000	>1500
冻融劈裂残留强度  (%)		≮80	≮75
弯曲试验破坏应变 -10℃，50mm/min(με)		≥2800	≥2300
渗水系数(ml/min)		≤120	≤120
矿料间隙率VMA[2] ％		13.5－15.5	13.5－15.5
旋旋转压实的压实度％	初始压实次数N=9	不大于	不大于
	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	mm	φ101.6mm×63.5mm 63.5mm	T 0702
油石比不小于	％	7．0
马歇尔试件击实次数[1]		两面击实50次	T 0702
马歇尔空隙率VV[2]	％	3.5～4.5	T 0705
矿料间隙率VMA[2]不小于	％	18.0	T 0705
粗集料骨架间隙率VCAmix [3]   不大于		VCADRC	T 0705
沥青饱和度VFA	％	75～85	T 0705
稳定度[4]不小于	kN	6.0	T 0709
流值	mm	－	T 0709
谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失	％	不大于0.15	T 0732
肯塔堡飞散试验的混合料损失 或浸水飞散试验	％	不大于15	T 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）		＞5500	T0719
水稳定性	残留马歇尔稳定度(%)	≥85	T0709
	冻融劈裂试验残留强度比(%)	≥80	T0729
渗水系数（ml／min）		≤80	T0730
构造深度（mm）		1.0～1.3

11.3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，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 . 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

        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M1～M7七个标段。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。CHELIFF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128～308m，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400～1000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1～3m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（基层），10cm高模量沥青混凝土EME2（底基层），40厘米厚0～31.5mm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：0～2mm，2～6.3mm，6.3～10mm，10～14mm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40～50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2～3mm，密度为0.93～0.965g/cm3，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175℃±10℃。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180～190℃，沥青加热温度为150～160℃，出料温度为170～190℃（175～185℃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15～30m，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/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0.6～0.8），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2～4m，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1/3～1/2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已施工段的端都，伸出端部的直尺呈悬臂状；以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除废料，并用水将接缝处冲洗干净；下次施工前将接缝断面清扫干净并刷粘层油后进行摊铺。摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺，当摊铺机起步后，人工用铁锹铲除原路面上的混合料，漏出接口为止，碾压接缝时，用双钢轮压路机横向碾压，前进静压，后退振压，碾压宽度为20cm，双钢轮压路机20cm的位置在新铺的混合料上碾压，当压路机通过以后人工清除原有路面上的混合料，漏出接口，用3m直尺监测接缝位置，高的部位要铲除，低的部位用筛子筛细料填补，直到用3m直尺监测合格后正常碾压。接缝时速度要快，防止温度下降过快，影响接头平整度及压实度等质量。

        3.7 封闭交通 每天施工完成的路段应封闭交通，禁止任何车辆通行，直至成型路面完全冷却至常温以下。必要时可采取洒水车洒水降至50℃以下后开放交通。

        4 施工质量检测控制

        4.1 厚度、空隙率控制 现场厚度和空隙率采用钻芯取样的方法进行试验，根据规范要求现场空隙率95%的点要小于6%，现在力争控制在3%～5%。厚度通过测量毎300m为一个批次进行检查，路面上每10m检测3个点（在路面行车层理论边缘及中心线处），相对理论厚度（e）的允许误差为：BBMa和BBME要求97.5%的检测点大于e-1cm；EME2要求97.5%的检测点大于e-1.5cm。

        4.2 水准控制 通过测量毎300m为一个批次进行检查，和厚度合格性检查一样，也是取相同的检测点做检查。相对于理论标高的允许误差为：100%的检测点，BBMa和BBME要求在理论标高的±0.5cm之间；EME2要求在理论标高的±1cm之间.。

        4.3 平整度 路面体各层表面平整度通过点状测量对现场进行检查，使用3m直尺，沿着线路走向或路面边缘平行线方向以300m为一个区间进行，同时横向沿着与路面中心线垂直的方向进行。

        4.4 粗糙度 对于BBMa要进行粗糙度控制，在每300m的区域内平均取20个点检测，允许误差：最小HSV≥0.7mm。

        5 结语

        高模量沥青混凝土在本项目的运用是比较成功的，达到了预期的效果，为以后大面积推广使用起到了积极的作用。对于高模量沥青混凝土施工应特别重视材料质量、施工温度和压实工序的管理，使混合料充分压实。在以后的施工中，我们要注意紧密结合本地的交通和气候状况，不断总结经验教训，不断进行改进，使新技术充分发挥出作用。