【正文】 砂巖 石灰?guī)r 規(guī)范值（高速、一級公路） 洛杉機磨耗損失 % 壓 碎 值 % 磨 光 值 吸 水 率 % 視 密 度 g/cm3 細長扁平顆粒含量 % 含 泥 量 ≤ 30 ≤ 28 46 50 37 ≥ 42 ≤ 2 ≥ ≤ 15 ≤ 1 從上表可知，三種石料中除砂巖的細長扁平顆粒超出規(guī)范要求值外，其余指標均滿足要求，綜合考慮三種石料的各種指標，結(jié)合文獻 [6]成果，宜選用玄武巖，本次試驗采用的是與玄武巖性能近似的輝綠巖。 1998 年 AASHTO 規(guī)范建設(shè)要求采用機制砂，因為機制砂有良好的棱角性和嵌擠性能，能更好地形成嵌擠結(jié)構(gòu)， 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 10 頁 共 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 對于 SMA 的高溫穩(wěn)定性有利，因此，一般要求要有一半為機制砂。本項目為使 SMA 形成較好的嵌擠結(jié)構(gòu)，經(jīng)料場反復(fù)加工、最終篩選，最終全部采用人工砂。 集料基本性能測試值 表 3 指 標 單 位 檢測結(jié)果 技術(shù) 要求 30~20 19~ 20~10 10~5 5~0 石料壓碎值 % ≧24 洛杉磯磨耗損失 % ≧28 對瀝青的粘附性（基質(zhì)瀝青） 級 5 ≦4 細長扁平顆粒含量 % —— ≧12~18 水洗 % () ≧1(10) 細集料的棱角性（間隙率）法） % —— —— —— () ≦(45) 砂當量 % —— —— —— () ≦(60) 注：括號中數(shù)據(jù)為細集料數(shù)據(jù)。用于瀝青混合料的填料最好采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強 基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，生產(chǎn)礦粉的原石料中泥土雜質(zhì)應(yīng)清除。 填料采用磨細礦粉，技術(shù)指標結(jié)果見表 6。應(yīng)此在SMA 混合料中必須具有足夠數(shù)量的粗集料形成骨架嵌擠，互不干涉的體積結(jié)構(gòu)，在進行配合比設(shè)計時，首先應(yīng)考慮的因素是與集料級配有關(guān)的體積 結(jié)構(gòu)參數(shù) (1) 粗集料骨架間隙率 VCA 粗集料間隙率是指粗集料實體之間的空間體積占整個試件體積的百分率，用于評價按照嵌擠原則設(shè)計的骨架型瀝青混合料的體積特征，主要用于 SMA 混合料或 OGFC 混合料的組成設(shè)計。 VCADRC=﹙ 1ρ∕ρ b﹚ 100% 式中： VCADRC— 搗實 狀態(tài)下粗集料骨架間隙率， %； ρ — 搗實法測定的粗集料裝填密度， g∕ cm179。 b. 瀝青混合料試件的粗集料骨架以外的體積占整個試件體積的百分率，采用式（ 320）計算。 VCAmix=（ 1ρ b Pca247。ρ w） 100% 式中： VCAmix— 瀝青混合料粗集料骨架間隙率， %。； ρ b— 瀝青混合料實測毛體積密度， g∕ cm179。 SMA 混合料是按照骨架嵌擠原則設(shè)計的，為了充分發(fā)揮 SMA 混合料中粗集料石 石骨架的嵌擠作用，在壓實狀態(tài)下，瀝青混合料中的粗集料間隙率 VCAmix 必須滿足式（ 321）的要求。當不能滿足式（ 321）的條件時，混合料的粗集料骨架實際上是被所填充瀝青瑪?shù)壑瑩伍_了，表明在混合 料中或瑪?shù)壑^多，或粗集料骨架間隙過小。 VCAmix≤ VCADRC 式中： VCAmix— 壓實狀態(tài)下瀝青混合料中的粗集料間隙率， %； VCADRC— 搗實狀態(tài)下粗集料骨架間隙率， %。由于在 SMA 混合料中瀝青用量高于普通瀝青混合料，所以對其礦料間隙率的要求較大。瀝青用量過大會導(dǎo)致路面的泛油和車轍等，瀝青用量過小，瀝青路面的耐久性不足。由于 SMA混合料的粗級配及高瀝青用量特征，較低的空隙率將導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)油斑，泛油或發(fā)生車轍，而空隙率過大會降低 SMA 混合料的耐久性。我國現(xiàn)行規(guī)范《公路工程瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（ JTJ01497）中建議： SMA混合料的空隙率 VV 宜控制在 3%4%，在實際使用時，應(yīng)根據(jù)氣溫和荷載情況綜合確定。瀝青用量過大會導(dǎo)致路面的泛油和車轍等，瀝青用量過小，瀝青路面的耐久性不足。馬歇爾試驗的目標是檢測試件的各項體 積結(jié)構(gòu)參數(shù)，以確定 SMA 混合料的礦料級配。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 14 頁 共 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ SMA混合料的配合比設(shè)計方法 SMA 混合料的配合比設(shè)計原則體現(xiàn)在兩個方面：一是粗集料顆?；ハ嗲稊D組成高穩(wěn)定性的“石 石骨架”結(jié)構(gòu)；二是由細集料，瀝青混合料和穩(wěn)定添加劑組成的瀝青瑪?shù)壑畛洹肮羌堋遍g隙，并將“骨架”膠結(jié)在一起，瀝青瑪?shù)壑瑧?yīng)略有富余，以使混合料獲得較好的柔韌性和耐久性。 確定 SMA混合 料的初級級配 調(diào)整各種集料用量比例設(shè)計 3組不同的初級級配， 3組級配在 （如果是 SMA10，則為 ，以下相同）篩的通過率應(yīng)分別為設(shè)計級配范圍的中值177。 3組級配的礦粉數(shù)量最好相等，使 10%左右，在其它篩孔上， 3個級配必須符合所選擇的級配范圍的要求。 用搗實 法測定 以上粗集料的裝填密度，計算各組初試級配在搗實狀態(tài)下粗集料骨架間隙率 VCADRC (2)制作馬歇爾試件 馬歇爾試件擊實次數(shù)為：雙面各擊 50次。 (3)試件體積參數(shù)的測試 采用表干法測試 SMA混合料試件的毛體積密度。若采用實測法有困難或難以得到準確結(jié)果時，也可以采用 SMA混合料的理論最大密度代替實測最大毛體積密度。當有 1組以上的級配同時滿足要求時，以 ，且 VMA較大的級配為設(shè)計級配為設(shè)計級配。然后測試密度，并計算試件空隙率等各項體積參數(shù)指標。 在炎熱地 區(qū)可選擇表 330規(guī)定的空隙率上限值，在寒冷地區(qū)可選擇靠近空隙率中，下限值。 SMA混合料必須進行車轍試驗，驗證混合料的高溫抗車轍能力。 采用輪輾法成型 SMA混合料試件，進行表面的滲水系數(shù)和構(gòu)造深度檢驗。 初試級配礦料 摻配比例 表 8 材料規(guī)格 (mm) 10～ 20 5～ 10 0～ 5 礦粉 級配 1 59 15 17 9 級配 2 62 13 16 9 級配 3 66 15 10 9 確定設(shè)計級配 采用旋轉(zhuǎn)壓實的方法成型 150mm100mm 的圓柱體試件，集料加熱溫度 185℃ ，改性瀝青加熱溫度 170℃ ，混合料拌和溫度 185℃ ，試模預(yù)熱溫度 120℃ ，壓實溫度 165℃ ，旋轉(zhuǎn)100次。根據(jù)試驗結(jié)果，按 VCAmix＜ VCADRC及 VMA≥% 的要求，當有 1 組以上的級配同時符合要求時，以粗集料骨架分界集料通過率大且 VMA較大的級配為設(shè)計級配，因此確定級配 3為設(shè)計級配。 SMA20級配合 表 10 通過百分率 SMA20 合成級配 篩孔尺寸 20～ 30 10～ 20 5～ 10 0～ 5 礦粉 上限 下限 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 19 100 100 100 100 90 16 100 100 100 92 72 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 17 頁 共 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 100 100 100 82 62 100 100 100 55 40 100 30 18 100 22 13 100 20 12 100 16 10 100 14 9 13 8 12 8 比例（ %） 圖 1 SMA20級配 確定最佳油石比 （方案一） %抗車轍劑 +普通瀝青 +%纖維 （方案二）改性瀝青 +%纖維 （方案三）改性瀝青 +%纖維 根據(jù)確定的設(shè)計級配和初試油石 比試驗結(jié)果，以 %為間隔，按 5個油石比 %、 %、%、 %、 %，制作試件，按期望的設(shè)計空隙率 %， 最終確定了上面層 SMA20三種方案的最佳油石比。 最佳油石比 試驗結(jié)果 表 11 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 18 頁 共 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 方案 最佳油石 比（ %） 毛體積相 對密度 最大理論相對密度 空隙率（ %） 間隙率（ %） 飽和度（ %） 1 2 3 技術(shù)要求 ≥ % 70～ 80 4 高溫性能研究 瀝青路面高溫性能 高溫天氣對車轍形成 具有 影響極大。近幾年夏季高溫的情況似乎比以前更嚴重，經(jīng)常遇到幾十年一遇的高溫天氣，且持續(xù)時間特別長。根據(jù)統(tǒng)計，高速公路的車轍發(fā)生在夏季高溫季節(jié)，又是僅僅發(fā)生在最高氣溫的幾天里，而低于某個溫度，路面幾乎不會發(fā)生流動變形。氣溫低于 30℃一般不會有大的車轍，甚至氣溫低于 35℃，即路表溫度低于 55℃情況下，車轍能夠限制在幾毫米的范圍內(nèi)，而氣溫超過 38℃，車轍就會很快增長，如果氣溫連續(xù)超過 40℃，幾天就會使路面發(fā)生嚴重的車轍損壞。根據(jù)檢測，路面內(nèi)的溫度是隨路面深度逐漸降低的， 按照各層的平均溫度，可以計算得出各層瀝青混合料的勁度模量，隨著溫度下降，勁度模量從 600～ 1000MPa下降到不足 200MPa，幾乎下降 5倍。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 19 頁 共 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊