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摘要：通过对沥青玛蹄脂碎石混合料 （SMA）各项物理力学指标的试验分析，找到最佳油石比为5.7%—6.0%之间、纤维添加量为4‰，应用到国道G205线骆湖至佗城段三级路原有沥青公路罩面维修工程中获得成功，效益明显。
关键词：沥青路面; 罩面; 维修;试验
国道G205线骆湖至佗城段，全长40多KM，是河源连接梅州、汕头的重要通道，对河源的发展具有重要的政治、经济意义。
该路于2017年7月开始施工，主线为双向2车道，沥青路面宽2×3.5m。根据统计分析，其单车道累计交通量（换算成标准车轴BZ-100）已达8千车次。由于多年行车荷载作用加上自然因素的影响，其表面层的沥青已严重老化，经检测沥青残余针入度仅为16×0.1mm，接近临界状态;且工程所在地为南方多雨地区，夏季高温持续时间长，路面普遍存在坑槽、车辙等多种病害，其表面的服务功能衰减，直接影响到行车的安全。为了恢复路面的服务水平，公路局机械公司管理者们决定在原路面基础上进行全线的保护性罩面处理。
基于SMA优越的抗车辙和抗渗水性能，公路局机械公司设计方案研讨会的与会专家一致认同沥青玛蹄脂碎石混合料 （SMA）为罩面层材料，由公路局监理公司与河源市公路局监理公司联合监理，由河源市公路局质检站试验室进行了沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料配合比设计和路用性能的试验，为施工提供理论依据。考虑到广东地区主要为花岗岩等酸性石料，灰绿岩、玄武岩等碱性石料贮量不大，本次试验采用花岗岩石料，路安特改性沥青，并对西安奥利新公司生产的BA3型抗剥落剂的物理力学及路用性能进行了检测与评价。
1、配合比设计
1.1 集料
广东河源生产的花岗岩石料的各项物理力学指标汇总如下：
不同沥青掺加不同抗剥落剂后花岗岩石料粘附性试验结果比较如下：
以上试验结果表明：集料的物理力学指标均满足设计及规范要求，掺入0.4%的抗剥剂后路安特改性沥青与花岗岩石料的粘附性等级均有所提高，但BA-3和TW-1两抗剥落剂的效果优于AR-68。经比较确定采用西安奥利新材料有限公司生产的BA-3型液体抗剥落剂，并掺矿粉用量一半的水泥以巩固抗剥落效果。
1.2 集料级配及配合组成
表面层用花岗岩集料筛分试验结果如下表：
按照SMA设计方法的要求，以4.75mm孔径为控制点，在各孔径通过率均满足级配规范要求的前提下，调整各矿料用量，使4.75mm筛孔的通过率分别接近级配范围的上限（级配一），中限（级配二）及下限（级配三）。进行级配合成后，SMA-13的合成级配和各矿料的配合比例分别如下：
1.3 确定设计级配及最佳油石比
通过选定初试沥青用量5.8%分别对三个级配成型马歇尔试件，进行各项体积指标的检测后可以看出：三条级配曲线的粗骨架间隙均满足VCAmix≤VCADRC的基本要求，级配一的矿料间隙略低于17%，但级配二、级配三在5.8%的油石比情况下（由于花岗岩集料吸附沥青膜较薄，5.8%的油石比从拌和出的混合料看明显感到偏大（木质素纤维用量3‰））沥青混合料马歇尔试件的空隙率仍然偏大，同时为减少施工过程中离析的发生，选择级配一作为SMA-13的设计级配。其不同油石比条件下马歇尔试件体积指标结果汇总如下：
2、配合比检验
2.1 析漏试验检验
当油石比为5.7%，木质素纤维用量为3‰时，析漏率为0.075%，满足设计及规范≤0.1%的要求;当油石比为6%，纤维用量为3‰时，析漏率为0.28%。不能满足设计规范≤0.1%的要求;采用6%的油石比，4‰的木质素纤维时，析漏率为0.068%，满足要求。因此，从析漏指标看，要增加沥青用量必然增加纤维用量，同时从沥青和纤维两方面增加工程造价。
2.2 沥青混合料高温车辙试验检验
当油石比由5.7%增加至6.0%，纤维用量由3‰增加至4‰时，沥青混合料车辙试验动稳定度分别为6351（次/mm）和6424（次/mm），几乎没有产生变化，均满足设计及规范要求。
2.3 水稳定性检验
现行规范是用测定沥青混合料冻融劈裂残留强度来评价沥青混合料的水稳定性的。但对SMA而言，双面击实50次的试件的空隙率为3～4%，如此小的空隙率条件下水分难以进入到试件内部，经过冻融后不会对试件的劈裂强度产生多大的影响。因此对SMA拟按美国ASTMT283试验方法进行。实验时按双面击实25次成型冻融劈裂试件，同时比较不同水泥参量情况下SMA-13沥青混合料抗水损害能力的变化趋势，试验结果见下表：
试验结果表明：随着水泥掺量的增加，SMA-13沥青混合料冻融劈裂残留强度比（TSR）逐渐增加，但沥青混合料更难于压实，但其不同水泥掺量条件下的SMA-13的TSR均满足设计及规范要求。
2.4 试验段检验
2017年9月20日，维修工程项目组对所选定的配合比在骆湖段10公里处进行试验段的摊铺。试验段选择为205国道骆湖段现行路面状况代表性路段，施工前对局部坑槽和松散、麻面较为严重的路面先进行调平层施工，然后再进行罩面作业。施工过程中及施工完成后，对沥青混合料、压实度、路面摩擦系数、构造深度及平整度进行检测，结果如表（1）所示。
从施工后的检测结果来看，各参数均符合设计要求，取得预期的效果。施工中同时发现，由于罩面层厚度较薄，混合料摊铺时温度散失较快，碾压过程容易造成推移，压路机必须紧跟在摊铺机后面碾压，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。实践证明，当压实遍数相同时，采用压路机并列成梯队的方式比首位相接的纵列方式能获得更好的压实效果。
3、结束语
我们知道沥青是一种感温性材料，其在各个不同的温度段体现出不同的粘度。通过用Brookfield旋转粘度计分别测定路安特改性沥青在135℃、165℃175℃条件下的相对粘度及不同的施工阶段所对应的粘度范围及得出的各施工工艺温度控制范围如下表：
通过对以上各施工工艺的温度控制后摊铺形成的罩面层试验段来看，采用6%的油石比时，结构表面层较黑，颜色较亮，沥青膜较厚，有利于路面的耐久性。而采用5.7%的油石比时颜色较淡，沥青膜较薄，但不易形成油斑。为了既有利于耐久性的要求，又不致于产生油斑而在高温季节泛油，施工时油石比以控制在5.7%—6.0%之间较好，同时增加纤维用量到4‰并添加准确，同时适当增加拌和时间保证拌和均匀。
根据试验配合比设计结果和试验段取得的数据，205国道骆湖至佗城段三级路历青罩面维修工程已如期在2017年7月中旬开始施工，2018年1月春运前完成通车。
参考文献：
1、《公路改性沥青路面施工技术规范》JTJ036—98人民交通出版社
2、《改性瀝青与SMA路面》 沈金安编著人民交通出版社
3、《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》 JTJ052—2000 人民交通出版社
4、《公路工程集料试验规程》 JTJ058—2000人民交通出版社
5、《沥青路面施工及验收规范》 GBJ 92—96 人民交通出版社
关键词：沥青路面; 罩面; 维修;试验
国道G205线骆湖至佗城段，全长40多KM，是河源连接梅州、汕头的重要通道，对河源的发展具有重要的政治、经济意义。
该路于2017年7月开始施工，主线为双向2车道，沥青路面宽2×3.5m。根据统计分析，其单车道累计交通量（换算成标准车轴BZ-100）已达8千车次。由于多年行车荷载作用加上自然因素的影响，其表面层的沥青已严重老化，经检测沥青残余针入度仅为16×0.1mm，接近临界状态;且工程所在地为南方多雨地区，夏季高温持续时间长，路面普遍存在坑槽、车辙等多种病害，其表面的服务功能衰减，直接影响到行车的安全。为了恢复路面的服务水平，公路局机械公司管理者们决定在原路面基础上进行全线的保护性罩面处理。
基于SMA优越的抗车辙和抗渗水性能，公路局机械公司设计方案研讨会的与会专家一致认同沥青玛蹄脂碎石混合料 （SMA）为罩面层材料，由公路局监理公司与河源市公路局监理公司联合监理，由河源市公路局质检站试验室进行了沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料配合比设计和路用性能的试验，为施工提供理论依据。考虑到广东地区主要为花岗岩等酸性石料，灰绿岩、玄武岩等碱性石料贮量不大，本次试验采用花岗岩石料，路安特改性沥青，并对西安奥利新公司生产的BA3型抗剥落剂的物理力学及路用性能进行了检测与评价。
1、配合比设计
1.1 集料
广东河源生产的花岗岩石料的各项物理力学指标汇总如下：
不同沥青掺加不同抗剥落剂后花岗岩石料粘附性试验结果比较如下：
以上试验结果表明：集料的物理力学指标均满足设计及规范要求，掺入0.4%的抗剥剂后路安特改性沥青与花岗岩石料的粘附性等级均有所提高，但BA-3和TW-1两抗剥落剂的效果优于AR-68。经比较确定采用西安奥利新材料有限公司生产的BA-3型液体抗剥落剂，并掺矿粉用量一半的水泥以巩固抗剥落效果。
1.2 集料级配及配合组成
表面层用花岗岩集料筛分试验结果如下表：
按照SMA设计方法的要求，以4.75mm孔径为控制点，在各孔径通过率均满足级配规范要求的前提下，调整各矿料用量，使4.75mm筛孔的通过率分别接近级配范围的上限（级配一），中限（级配二）及下限（级配三）。进行级配合成后，SMA-13的合成级配和各矿料的配合比例分别如下：
1.3 确定设计级配及最佳油石比
通过选定初试沥青用量5.8%分别对三个级配成型马歇尔试件，进行各项体积指标的检测后可以看出：三条级配曲线的粗骨架间隙均满足VCAmix≤VCADRC的基本要求，级配一的矿料间隙略低于17%，但级配二、级配三在5.8%的油石比情况下（由于花岗岩集料吸附沥青膜较薄，5.8%的油石比从拌和出的混合料看明显感到偏大（木质素纤维用量3‰））沥青混合料马歇尔试件的空隙率仍然偏大，同时为减少施工过程中离析的发生，选择级配一作为SMA-13的设计级配。其不同油石比条件下马歇尔试件体积指标结果汇总如下：
2、配合比检验
2.1 析漏试验检验
当油石比为5.7%，木质素纤维用量为3‰时，析漏率为0.075%，满足设计及规范≤0.1%的要求;当油石比为6%，纤维用量为3‰时，析漏率为0.28%。不能满足设计规范≤0.1%的要求;采用6%的油石比，4‰的木质素纤维时，析漏率为0.068%，满足要求。因此，从析漏指标看，要增加沥青用量必然增加纤维用量，同时从沥青和纤维两方面增加工程造价。
2.2 沥青混合料高温车辙试验检验
当油石比由5.7%增加至6.0%，纤维用量由3‰增加至4‰时，沥青混合料车辙试验动稳定度分别为6351（次/mm）和6424（次/mm），几乎没有产生变化，均满足设计及规范要求。
2.3 水稳定性检验
现行规范是用测定沥青混合料冻融劈裂残留强度来评价沥青混合料的水稳定性的。但对SMA而言，双面击实50次的试件的空隙率为3～4%，如此小的空隙率条件下水分难以进入到试件内部，经过冻融后不会对试件的劈裂强度产生多大的影响。因此对SMA拟按美国ASTMT283试验方法进行。实验时按双面击实25次成型冻融劈裂试件，同时比较不同水泥参量情况下SMA-13沥青混合料抗水损害能力的变化趋势，试验结果见下表：
试验结果表明：随着水泥掺量的增加，SMA-13沥青混合料冻融劈裂残留强度比（TSR）逐渐增加，但沥青混合料更难于压实，但其不同水泥掺量条件下的SMA-13的TSR均满足设计及规范要求。
2.4 试验段检验
2017年9月20日，维修工程项目组对所选定的配合比在骆湖段10公里处进行试验段的摊铺。试验段选择为205国道骆湖段现行路面状况代表性路段，施工前对局部坑槽和松散、麻面较为严重的路面先进行调平层施工，然后再进行罩面作业。施工过程中及施工完成后，对沥青混合料、压实度、路面摩擦系数、构造深度及平整度进行检测，结果如表（1）所示。
从施工后的检测结果来看，各参数均符合设计要求，取得预期的效果。施工中同时发现，由于罩面层厚度较薄，混合料摊铺时温度散失较快，碾压过程容易造成推移，压路机必须紧跟在摊铺机后面碾压，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。实践证明，当压实遍数相同时，采用压路机并列成梯队的方式比首位相接的纵列方式能获得更好的压实效果。
3、结束语
我们知道沥青是一种感温性材料，其在各个不同的温度段体现出不同的粘度。通过用Brookfield旋转粘度计分别测定路安特改性沥青在135℃、165℃175℃条件下的相对粘度及不同的施工阶段所对应的粘度范围及得出的各施工工艺温度控制范围如下表：
通过对以上各施工工艺的温度控制后摊铺形成的罩面层试验段来看，采用6%的油石比时，结构表面层较黑，颜色较亮，沥青膜较厚，有利于路面的耐久性。而采用5.7%的油石比时颜色较淡，沥青膜较薄，但不易形成油斑。为了既有利于耐久性的要求，又不致于产生油斑而在高温季节泛油，施工时油石比以控制在5.7%—6.0%之间较好，同时增加纤维用量到4‰并添加准确，同时适当增加拌和时间保证拌和均匀。
根据试验配合比设计结果和试验段取得的数据，205国道骆湖至佗城段三级路历青罩面维修工程已如期在2017年7月中旬开始施工，2018年1月春运前完成通车。
参考文献：
1、《公路改性沥青路面施工技术规范》JTJ036—98人民交通出版社
2、《改性瀝青与SMA路面》 沈金安编著人民交通出版社
3、《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》 JTJ052—2000 人民交通出版社
4、《公路工程集料试验规程》 JTJ058—2000人民交通出版社
5、《沥青路面施工及验收规范》 GBJ 92—96 人民交通出版社