广西不同岩性细集料SMA-13沥青混合料的性能对比分析

何军 陈宁

摘要：文章依托某高速公路，针对近几年广西高速公路在进行上面层SMA13沥青混合料细集料机制砂选择过程中存在的片面认识，对不同岩性细集料机制砂设计的SMA13沥青混合料性能进行对比研究，对比分析级配、油石比、析漏、飞散、水稳定性能、高温稳定性能以及路用抗滑性能等指标，为广西高速公路上面层SMA13沥青混合料细集料机制砂多元化的选择提供参考。

关键词：广西;岩性;细集料;SMA沥青混合料;性能对比

Based on a certain expressway，and regarding the unilateral understanding about the fine aggregate machinemade sand selection process of upperlayer SMA13 asphalt mixture for Guangxi expressways in recent years，this article conducts the performance comparison study of SMA13 asphalt mixture designed by different lithological fine aggregate machinemade sand，and compares and analyzes the gradation，oilstone ratio，leak，scattering，water stability，hightemperature stability and road antisliding performance indicators，thus providing the reference for the diversified selection of fine aggregate machinemade sand of upperlayer SMA13 asphalt mixture in Guangxi expressway.

Guangxi;Lithology;Fine aggregate;SMA asphalt mixture;Performance comparison

0 引言

广西高速公路建设正处于大规模发展阶段，截至2018年底，高速公路通车里程已达到5 650 km左右，前期所设计的新建高速公路路面上面层大多采用AC-13C沥青混合料形式。而随着对路面耐久性能要求的提高，近几年通车的部分高速公路（如：吴圩机场至大塘高速公路、柳州至南宁高速公路、南宁至北海高速公路）项目，上面层均采用SMA-13的沥青混合料形式。但对SMA-13沥青混合料采用何种岩性的机制砂仍存在一定的认识片面性：一种说法认为需采用黑色的石灰岩机制砂，保证路面通车后行车碾压不易泛白;另一种说法认为采用辉绿岩机制砂，保证路面通车后行车抗滑性能更佳。这两种认识均有一定的片面性：SMA-13混合料油石比较高，细集料用量相比AC-13C沥青混合料本身就偏少（一般只有AC-13C沥青混合料设计用量的一半，一般为12%～14%左右），并不会因为石灰岩细集料的使用使路面出现泛白;同时认为采用辉绿岩机制砂的SMA路面抗滑性能更优，但路面的抗滑性能主要依靠粗骨料来提供，与细集料采用何种岩性并无直接关联。

因此本文开展不同岩性细集料机制砂所设计的SMA-13沥青混合料性能对比研究，对比分析级配、油石比、析漏、飞散、水稳定性能、高温稳定性能以及路用抗滑性能等指标，为广西道路上面层SMA-13沥青混合料细集料机制砂多元化的选择提供参考;同时也是验证对于沥青路面所使用材料的选择，应该以沥青混合料的最终性能指标作为判断依据，不能依靠主观意识的判断。

1 不同岩性细集料SMA-13配合比设计结果对比研究

本次不同岩性细集料所设计的SMA-13沥青混合料，采用同一规格、岩性的辉绿岩粗集料（10～15 mm、5～10 mm、3～5 mm）;细集料分别采用石灰岩细集料和辉绿岩细集料;纤维均采用统一品牌的颗粒状木质素纤维（用量为0.4%）;沥青采用同一厂家、同一批次生产的SBS改性沥青，保证沥青指标的一致性。以上所使用的原材料各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》和《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》的相关要求。

两种不同岩性的细集料所设计的SMA-13沥青混合料矿料比例、合成级配以及马歇尔体积指标如表1～2所示。

从表1和表2的设计结果可知，采用不同岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料合成级配、油石比、矿料比例以及马歇尔体积指标均能满足《公路沥青路面施工技术规范》和《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》的相关要求。

2 不同岩性机制砂所设计的SMA-13沥青混合料性能对比

为对比两种不同岩性的机制砂对SMA-13沥青混合料性能的影响，分别按照表1中确定的混合料比例和油石比拌制沥青混合料，进行析漏、飞散、浸水马歇尔、冻融劈裂、车辙动稳定度试验，试验结果如表3～6所示。

从表3～6试验结果可知，采用不同岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料中，辉绿岩机制砂SMA-13沥青混合料的析漏、飞散指标略好于石灰岩机制砂SMA-13沥青混合料，而整体相差不大;而在水稳定性能和高温稳定性能上石灰岩机制砂SMA-13沥青混合料均略好于辉绿岩机制砂SMA-13沥青混合料。因此从混合料性能指标对比可知，两種机制砂在混合料性能上并无明显区别，两种不同岩性的机制砂均能用于SMA-13沥青混合料施工。

3 不同岩性机制砂所设计的SMA-13沥青混合料现场实体检测指标对比研究

为对比两种不同岩性的机制砂对SMA-13沥青混合料现场路用性能的影响，目前就现场铺筑的路段压实度（压实度的对比前提为两种混合料现场碾压组合一致）、构造深度、渗水系数、横向力系数等指标进行对比，具体结果如表7～10所示。

根据表7～10的数据结果可知，采用两种不同岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料碾压后路面压实度水平基本一致;从现场路面渗水系数指标对比可知，两种岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料碾压后路面压实度水平基本一致;从构造深度对比可知，两种岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料成型后的路面，石灰岩机制砂构造深度略好于辉绿岩;从交工横向力系数检测结果对比可知，两种岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料成型后的路面，石灰岩机制砂路面横向力系数略低于辉绿岩。因此，这也可说明两种机制砂均可用于SMA-13沥青混合料的设计与施工。

4 结语

通过对上述两种不同岩性的SMA-13混合料配合比进行设计对比、室内性能指标对比、现场实体指标对比，可得出以下结论：

（1）采用不同岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料合成级配、油石比、矿料比例以及马歇尔体积指标均能满足《公路沥青路面施工技术规范》和《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》的相关要求。

（2）采用不同岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料中，辉绿岩机制砂SMA-13沥青混合料析漏、飞散指标略好于石灰岩机制砂SMA-13沥青混合料，但整体相差不大;而在水稳定性能和高温稳定性能方面，石灰岩机制砂SMA-13沥青混合料均略好于辉绿岩机制砂SMA-13沥青混合料。

（3）采用不同岩性的机制砂所设计的SMA-13沥青混合料，在碾压组合方式一致的情況下，现场的压实度指标和渗水系数指标基本一致，并无明显区别;在现场的构造深度和横向力系数指标上，石灰岩机制砂SMA-13沥青混合料均略好于辉绿岩机制砂SMA-13沥青混合料，但整体并无数量级差异。

因此从上述的综合对比结果可知，两种机制砂（石灰岩和辉绿岩）的SMA-13混合料性能并无明显区别，两种不同岩性的机制砂均能用于SMA-13沥青混合料施工。

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