SMA沥青混合料耐久性研究

SMA 沥青混合料耐久性研究

【摘要】沥青路面的使用寿命受到很多因素的影响，其中一个关键的影响因素就是沥青混合料的耐久性。沥青玛蹄脂碎石（Stone Matrix AsPhalt ，简称sMA ）以其优良的耐久性和抗车辙性而被广泛使用在沥青路面结构中。本文对SMA 沥青混合料耐久性的一系列影响因素进行相关的试验分析和探讨。

【关键词】SMA 沥青混合料，耐久性能，沥青玛蹄脂本文简单介绍了相关试验方案以及试验方法，在此基础上对SMA 沥青混合料耐久性的众多影响因素进行了一系列的试验与分析。

1 试验方案及方法

1.1 原材料试验通过对沥青混合料、矿料、纤维、水泥、消石灰以及抗剥落剂进行相关的技术性质试验，使之均满足相关的技术要求。

1.2 SMA耐久性的试验

1.2.1 SMA沥青混合料的耐久性与混合材料的水稳性相关，同时还与混合材料的抗疲劳能力相关。因此，应该对其进行相关的疲劳性试验以及水稳定性试验，并在此基础上，在各项性能保持最佳时确定出沥青的最佳用量和沥青的级配。

1.2.2 通过对填料类型、粉胶比的分析研究，分析其对玛蹄脂

耐老化前后的三大指标（延度、软化点以及针入度）的影响。试验方案如下。

图1 耐老化试验

1.2.3 水稳定性试验对SMA 沥青混合料水稳定性的试验应该通过冻融劈裂试验来进行，另外SMA 沥青混合料水稳定性还应该通过相关的浸水马歇尔试验来测试。通过SMA 沥青混合料的填料类型、填料与填料之间不同的空隙率、4.75mm 筛孔通过率、SMA 沥青混合料中的矿粉含量以及不同的沥青用量以及采取基质沥青还是改性沥青等不同的沥青类型的一系列的试验，全面综合地分析和探讨SMA 沥青混合料水稳定性因素。

1.3 试验方法

对SMA 沥青混合料的耐久性进行研究的相关试验除了上述的冻融劈裂试验等，还包括车辙试验、浸水马歇尔试验、肯塔堡飞散试验、疲劳性能试验、谢伦堡沥青析漏试验、渗水试验等等。

2 原材料配合比

SMA 沥青混合料同传统的沥青相比，其沥青的含量更高，矿粉的含量也较高，且混合料中的粗集料较多。应该严格控制

SMA 沥青混合料中粗骨集料与细骨集料的数量配合比，如果粗

骨集料过少，则SMA 沥青混合料的结构骨架不能有效形成，如果细骨集料过少，将会影响SMA 沥青混合料的密实程度，从而最终影响SMA 沥青混合料的耐久性。沥青混合料的技术性应该符合一定的要求，如能与集料较好地粘附在一起，粘度较高，与

沥青玛蹄脂的性能要求相互适应等等。

本次试验SMA沥青混合料中采用SBS改性沥青SK90# 在混合料中共掺入0.3%含量的垦特莱松散木质素纤维，混合料的粗集料和细集料分别选用角闪片麻岩和石灰岩机制砂。通过计算沥青用量，确定SMA沥青混合料的级配以及该级配条件下混合料的最佳油石比。

3 SMA 沥青混合料的耐久性研究

3.1 玛蹄脂耐老化性研究

3.1.1 沥青材料的老化分主要体现在路面投入使用后的

长期使用过程中的老化和SMA沥青路面的施工过程中的老化两个阶段。预测和评价SMA沥青混合料耐久性具有多项指标，其中较为重要的一项指标就是沥青的抗老化性能。玛蹄脂是SMA沥青混合料数量较多的填料，它的抗老化性能在很大程度上决定着沥青路面的耐久性，对SMA沥青混合料的耐

久性影响比较显著。沥青玛蹄脂在混合料中起着胶结和填充密实粗集料和填充骨架空隙的重要作用，它主要由沥青、矿粉、细骨集料、各种纤维组成。沥青玛蹄脂同时还是一种粗胶泥，成分包括细胶泥和少量细集料。其中沥青、矿粉和稳定剂组成了沥青玛蹄脂中的细胶泥。因为粗胶泥的能够通过细胶泥的特征进行推测判断，因此可以将细胶泥作为代表。通过对玛蹄脂老化前后的三大指标（即软化点、延度以及针入度）的相关试验数据结果进行综合全面的对比分析可知，粉胶比与玛蹄脂老化前后针入度呈现

线性关系，与玛蹄脂老化前后的延度也呈现线性关系，沥青玛蹄脂针入度和沥青玛蹄脂的延度均随着粉胶比的增大而显著减小，沥青玛蹄脂的软化点则随着粉胶比的增大而呈显著增大。

3.1.2 通过对玛蹄脂老化前后的软化点、延度以及针入度的一系列相关试验可知，SMA 沥青混合料的不同填料类型虽能在一定程度上影响沥青玛蹄脂的软硬特征，但是不能明显影响沥青玛蹄脂的针入度。沥青玛蹄脂耐老化性能最好的填料类型是消石灰十矿粉。通过有关的试验可知混合料的变形能力受到填料类型的影响，消石灰十矿粉的填料类型的混合料具有最差的变形能力，而普通矿粉比水泥十矿粉类填料类型的混合料的具有较强的的变形能力。

3.2 水稳定性研究

3.2.1

4.75mm 通过率影响。通过试验可知，4.75mm 筛孔通过率的越大，则混合料的冻融劈裂强度越小，混合物的残留稳定度也逐渐减小。3.2.2 沥青用量和类型。通过试验对比几种不同类型的沥青可知，SMA 混合料的水稳定性最好的是SBS改性SKA-90沥青，最差的是用SKA-90#沥青。在实际施工中，应该根据具体的工程情况以及经济条件选择使用改性沥青或者混合沥青等。

323 SMA混合料的水稳定性受矿粉用量的影响也比较明显。其中SMA 混合料的水稳定性能最好的矿粉用量的粉胶比为1.8〜

2.0。超出这个范围，矿粉用量过大或者过小都会使混合料水稳定性能降低。

3.2.4填料类型影响通过相关的试验数据可知，SMA沥青混合料中矿料与沥青之间的粘附作用可以通过掺加适量的高质消石灰进行改善，另外也可以加入一定比例的水泥，进而使SMA沥青混合料的水稳定性及其耐久性均得到有效的改善和提高。

3.2.5孔隙率影响孔隙率也与SMA沥青混合料的水稳定性有一定的关系，试验表明，两者之间呈线性关系。在孔隙率和混合料的水稳定性的线性方程中，两者的相关系数非常之高，达0.98以上，说明孔隙率对SMA混合料的水稳定性具有十分明显的影响。

3.3 耐疲劳性研究

通过试验数据可知，当SMA沥青混合料混合材料中的

4.75mm筛孔通过量越大时，SMA混合料的耐疲劳性越差。在保持外界条件不变时，改性沥青类型的SMA混合料的疲劳寿命比基质沥青的大。沥青用量与SMA 混合料存在一个最佳油石比，此时SMA 混合料具有最好的抗疲劳性。孔隙率越小，则SMA 混合料疲劳寿命越长，耐疲劳性得到提高。

结语：本文主要对影响SMA 沥青混合料的耐久性进行了一系列的试验研究和分析，对 4.75mm 筛孔通过率、沥青用量和类型、粉胶比、填料类型、孔隙率对SMA 沥青混合料的耐久性