BMA在A30浦东段工程应用案例研究

包 霞

（昆山市公路工程试验检测中心，江苏 昆山 650000）

1 概述

BMA是布敦（BUTON）海底天然沥青的简称。布敦海底天然沥青产自印度尼西亚的布敦岛，是沥青矿开采后破碎而成的细颗粒再经加工而成的黑色粉末，表面是纯沥青，其沥青含量一般在22%～32%之间。而近年来，改性沥青以其较好的性能得到了广泛的应用，常用的改性剂有橡胶类SBR、树脂类EVA、PE、热塑性体SBS及天然沥青等。

在常用的改性剂中：天然沥青性质较为稳定，与基质沥青混合不易离析，并且较一般的聚合物改性沥青造价略低，而聚合物改性沥青改性时对设备和工艺要求均比较高。由此可见，采用天然沥青作为改性剂，是一种经济、简便可行的选择。目前，急需解决的是天然沥青的改性工艺，包括基质沥青的选择、天然沥青的材料要求等。

2 以往应用

2001年9月，北京市公路局在北京市（110国道）延庆段铺筑了1.5km的岩沥青试验段，该公路是北京市与西北各省联络的主干道。其后，岩沥青相继在北京的京张高速公路、河北～山西的石太高速公路等工程中予以应用，同时在全国各地的各种等级道路中也陆续得到了应用，并取得较好的成效。2001年，在上海外环线西北段3.3标同济路立交工程，包括两段机动车道和一段高架匝道，进行了岩沥青试验段的铺筑，这是上海地区首次对岩沥青改性沥青在工程实践中予以应用。试验路段至今已经经受了重载交通的考验，显示出良好的路面性能，路面无明显车辙，纵横向平整度很好，无裂缝、坑洞、泛油、推移等病害。

表1 A级道路石油沥青技术要求

表2 BMA天然沥青的技术要求

2006年11月，A30浦东段工程经过若干次召集专家及各有关部门进行讨论及研究，最终决定在K17+000～K19+000路段进行岩沥青试验段的铺筑。

3 沥青混凝土面层设计

在路面结构设计中，岩沥青改性沥青混凝土在材料抗压回弹模量、剪切模量等方面的取值均与其它改性沥青混凝土类似，因此，可按照常规的路面结构设计方法进行设计。本工程为高速公路，按照预测交通量计算得出的路面容许弯沉为：Lr=24.3（0.01mm）。拟定路面结构如下：

层位 结构层材料名称 厚度（cm）1 改性沥青SMA 4 2 中粒式沥青混凝土 5 3 粗粒式沥青混凝土 6 4 石灰粉煤灰碎石 45 5 石灰土 15 6土基 30

经计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值如下：

表3 AC-20配合比设计检验结果

表4 SMA-13配合比设计检验结果

表5 BMA改性沥青混合料各工序控制温度

第1层路面顶面弯沉值LS=23.8（0.01mm）

第2层路面顶面弯沉值LS=25.8（0.01mm）

第3层路面顶面弯沉值LS=28.5（0.01mm）

第4层路面顶面弯沉值LS=31.8（0.01mm）

第5层路面顶面弯沉值LS=271.2（0.01mm）

由此可见，拟定的路面结构满足路面容许弯沉的要求。故在试验段及其它路段均采用上述路面结构，所不同的是，其它路段上面层SMA采用SBS改性沥青，而试验段采用BMA（布敦岩沥青）改性沥青。同时，为充分体现BMA改性沥青的优点，提高路面的使用质量，试验段中面层（AC-20）亦采用BMA改性沥青。

4 沥青混合料材料要求

4.1 基质沥青

基质沥青宜采用A级道路石油沥青，沥青标号为70号沥青。各项技术指标见表1。

4.2 天然沥青

天然沥青改性剂技术要求，在我国无具体的技术规范，天然沥青的技术要求可参照出产国（印尼）的技术标准，同时借鉴香港等地一些成功的应用经验，对天然沥青的沥青含量要求适当提高（印尼为≮18）。

4.3 其它材料要求

BMA改性沥青混合料在粗集料、细集料、矿粉、纤维等方面的要求与一般的改性沥青混合料相同，在此不再赘述。

5 沥青混合料配合比设计

配合比设计采用马歇尔试验，参考同类沥青混合料用量，按0.5%变化选择5种沥青用量，其中基质沥青与BMA天然沥青的比例为3:1（即BMA占沥青总量的25%）。选取基质沥青/BMA为3.2%/1.07%、3.7%/1.23%、4.2%/1.4%、4.7%/1.57%、5.2%/1.73%，进行马歇尔试验。

根据试验结果，得出AC-20的最佳沥青用量为4.22%，BMA用量1.41%。0～5mm集料:5～15mm集料:15～25mm集料 :矿 粉 =35:36:25:4；SMA-13的 最 佳沥青用量为6.2%，BMA用量2.1%。0～5mm集料:5～15mm集料:15～25mm集料:矿粉=13:36:41:10。采用此沥青用量及集料配比，对成型沥青混合料进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及渗水试验，结果如表3表4。

6 沥青混凝土的施工

6.1 混合料拌和

天然沥青的拌和比较方便简单，无需增加专用设备。其拌和工艺与普通沥青混凝土基本相同，仅增加了一道投入BMA颗粒的工序。即：先将集料加热至160～180℃，加入BMA搅拌10～20s，（天然沥青颗粒投入时本身不需加热），再按比例加入普通石油沥青，湿拌时间不小于40s，拌和均匀即可。

6.2 施工温度

BMA改性沥青混合料的各工序控制温度应在普通沥青混合料的基础上适当提高，详见表5，具体可根据混合料拌和时间、施工要求、试验段摊铺情况综合分析确定。

6.3 摊铺及碾压

BMA改性沥青混合料的粘稠性较普通沥青混凝土大，因此保证较高的施工温度是保证压实度最重要的关键技术之一。温度较低时，混合料在摊铺机内的再次拌和不可能均匀。所以BMA改性沥青混合料的摊铺温度不应低于140℃。其余摊铺要求与普通沥青混凝土相同。

BMA改性沥青混合料的碾压可采用静力式钢板光面压路机，初压温度不低于130℃。压路机碾压速度如下：

初压时碾压速度：1.5～2.0km/h。最大为3.0km/h；

复压时碾压速度：2.5～3.5km/h。最大为5.0km/h；

终压时碾压速度：2.5～3.5km/h。最大为5.0km/h。

结语

从各种试验结果可知，BMA改性沥青的优点不仅在于能够显著提高沥青混合料的高温稳定性，从而提高抗车辙能力，而且在施工工艺方面也较为简单，另外在经济技术指标方面较一般的进口改性沥青有一定的优势，因此，这种材料有一定的推广意义。但由于BMA改性沥青混凝土在材料技术要求、配合比设计、施工要求等方面均未形成相对统一的规范和标准，因此本人认为可对此类改性沥青混凝土的设计标准尚可以进行进一步的摸索，以求设计更为标准化、成熟化。本文仅是针对BMA这种材料在工程中的具体应用作一个简单的回顾与介绍（文章中部分试验数据引自沥青混凝土施工单位的实验室成果），积累实践经验，从而有利于这种材料在今后工程中的推广和应用。

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