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SHC_F40-01-2002_公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南.pdf

国公路建设的发展，破碎砾石的用量将会增加，优质粗集料乏的问题越来越突出。不过，用于 乐石的粒径至少应该大于50mm的才能用作破碎砾石的原料。

不同石料品种对混合料性能的影购

试验表明，无论是对于SMA或者AC哪一种混合料，无论沥青改性与否，辉绿岩石料的动稳定度都要大 于石灰岩混合料的动稳定度。尤其是采用石灰岩集料，无论沥青改性与否，SMA与AC混合料的动稳 定度几乎没有什么差别，根本看不出SMA混合料的优越性。当采用辉绿岩集料后，无论沥青改性与 否，SMA的动稳定度则比AC混合料的大得多，充分说明SMA混合料的优越性。这一点非常重要，说明 由于石灰岩集料的质地不坚硬，即使采用了SMA级配，但在反复荷载作用下，集料的棱角被磨掉了，嵌 挤作用根本就发挥不出来。所以象石灰岩这样的非坚硬石料是不适用于SMA混合料的。

石料致密的是不是就一定是好石料呢？也不一定。辽宁省某地玄武岩料场的石料质地坚硬致密，视密 度接近3.0g/cm”，压碎值、磨耗值、磨光值等各项指标都很满意，但配合比设计表明，纵然改变了几十组 级配，如果不采用改性沥青，SMA的马歇尔试验的稳定度总是不可思议的很低，只有4.5～5.5kN，车辙 试验的动稳定度也只有几百次/mm，最大也只有1200次/mm。如果采用北京的玄武岩或者辉绿岩，采 用完全相同的级配，即使沥青不改性，马歇尔稳定度可达7kN，动稳定度可达2250次/mm，说明稳定度 低的原因主要是粗集料引起的。这种情况在其他地方也发生过。进一步的观察可以发现，仅仅石料致 密不是原因，主要是粗集料表面粗糙状况的缘故。例如山东莱芜的玄武岩的相对密度也接近3.0，用于 SMA性能很好。但是辽宁省该料场石料破碎表面比较光滑，缺乏粗糙的凹凸表面，即使它与沥青的粘 附性试验能达到4级以上，但表面的沥青膜非常薄。同样的混合料，油石比减少到5.1%，总感觉沥青 偏多。而山东菜芜玄武岩油石比5.7% ~5.8%显得比较合适。 北京的玄武岩和辉绿岩,油石比5.8%

并不显得多（由于集料密度不一样，油石比也不一样）。这说明井架提升机安全交底记录，石料不仅要致密，而且一定要 者不可缺一，这是相当重要的。表面不粗糙的石料吸附沥青的能力很差，油膜太薄，粘结力受 不足以抵抗外力使粗集料发生相对变形，沥青混合料的试验指标达不到满意的要求。

到影响，不足以抵抗外力使粗集料发生相对变形，沥青混合料的试验指标达不到满意的要求。 本指南的粗集料质量技术要求是参考国外的标准要求，根据我国的具体情况，在原来抗滑表层的基础 上适当调整得到的。表中集料的技术要求有两类：一类是反映加工水平的“加工特性”，如石料的针片 状颗粒含量、破碎砾石的破碎面比例、含泥量、棱角性、级配组成，以及机制砂的粗糙度、棱角性；另一类 是反映材料来源的“资源特性”，即石料的品种、产地所决定的材质、强度（压碎值）、密度、韧度（洛杉矶 磨耗值、冲击值）坚固性（安定性）、有害物质含量（软石、有机质含量）、与沥青的粘附性、吸水率、粗糙 度（包括磨光值)，以及天然砂的细度模数、坚固性、砂当量、含泥量等，属于“资源特性”的指标往往受到 产地和成本的制约，可选择和变更的余地不大，要求不能过于严格。现在我国的问题往往是“加工特 性”的指标难以满足，例如覆盖层不认真清除，使含泥量过大，采用颚式破碎机生产集料致使针片状颗 粒含量超标，这是不能容许的。 关于对指南的集料技术要求指标的使用问题，首先它是针对每一个集料规格的产品的，它是检验这种 规格的集料可否在工程上使用的检验标准。例如针片状含量超过15%的粗集料不适于在高速公路上 使用等。使用这个标准可以对采石场提出要求，以提高加工质量，我国历来都是这样理解和掌握的。 但是技术要求规定的指标，也可理解是对工程上使用的集料混合料的综合要求。例如美国SHRP研究 成果SUPERPAVE沥青混合料配合比设计方法就规定“集料标准不是针对个别集料而是针对集料混合 料的”。由于实际上一个工程使用的粗细集料往往由几种规格的集料配合而成，粗的和不太粗的指标 不一样，例如对针片状颗粒含量来说，10~20mm粗集料的针片状颗粒含量较少，而5～10mm粗集料的 针片状颗粒含量往往比较多。所以在使用时也允许计算集料混合料的综合指标，只要综合指标合格， 也允许在工程上使用。这样来理解，一方面要求尽量减少不合格材料的比例；另一方面也为尝试使用 不合格材料提供了更大的灵活性，如在碎石中掺配一少部分破碎面不足的坚硬的破碎砾石等。 举例说，采用10~20mm、5~10mm两种粗集料，配合比中的比例为39：22，两种规格的针片状颗粒含量 分别为12.2%和16.1%，作为采石场的产品来说，10~20mm能符合规格要求，5～10mm不符合要求，应 该改进生产方式，提高质量。另一方面对工程单位来说，粗集料混合料的针片状颗粒含量为（39×12.2 +22×16.1)/(39+22)=13.6，符合不大于15%的要求，容许使用。这种情况对其他各种指标，如压碎 值、洛杉矶磨耗值、破碎面比例等也可能遇到。对细集料来说，砂当量试验是指小于4.75mm以下含量 的细集料混合料（不含矿粉）的砂当量，当细集料是采用小于3mm的石屑，以及天然砂混合组成的话， 试验时应该分别测定后再按比例求取细集料混合料的砂当量，或者采用按比例混合好的细集料混合料 进行试验。同样，对粗度指标，单独采用天然砂时往往难以达到，这时可以掺配人工砂或石屑，使之

本指南的粗集料质量技术要求是参考国外的标准要求，根据我国的具体情况，在原来抗滑表层的基础 上适当调整得到的。表中集料的技术要求有两类：一类是反映加工水平的“加工特性”，如石料的针片 状颗粒含量、破碎砾石的破碎面比例、含泥量、棱角性、级配组成，以及机制砂的粗糙度、棱角性；另一类 是反映材料来源的“资源特性”，即石料的品种、产地所决定的材质、强度（压碎值）、密度、韧度（洛杉矶 磨耗值、冲击值）、坚固性(安定性）、有害物质含量（软石、有机质含量）、与沥青的粘附性、吸水率、粗糙 度（包括磨光值)，以及天然砂的细度模数、坚固性、砂当量、含泥量等，属于“资源特性”的指标往往受到 产地和成本的制约，可选择和变更的余地不大，要求不能过于严格。现在我国的问题往往是“加工特 性”的指标难以满足，例如覆盖层不认真清除，使含泥量过大，采用颚式破碎机生产集料致使针片状颗 粒含量超标，这是不能容许的。

南的集料技术要求指标的使用问题，首先它是针对每一个集料规格的产品的，它是检验这种 料可否在工程上使用的检验标准。例如针片状含量超过15%的粗集料不适于在高速公路上 使用这个标准可以对采石场提出要求，以提高加工质量，我国历来都是这样理解和掌握的。 要求规定的指标，也可理解是对工程上使用的集料混合料的综合要求。例如美国SHRP研究 ERPAVE沥青混合料配合比设计方法就规定“集料标准不是针对个别集料而是针对集料混合 由于实际上一个工程使用的粗细集料往往由几种规格的集料配合而成，粗的和不太粗的指标 列如对针片状颗粒含量来说，10~20mm粗集料的针片状颗粒含量较少，而5～10mm粗集料的 粒含量往往比较多。所以在使用时也允许计算集料混合料的综合指标，只要综合指标合格， 工程上使用。这样来理解，一方面要求尽量减少不合格材料的比例；另一方面也为尝试使用 料提供了更大的灵活性，如在碎石中掺配一少部分破碎面不足的坚硬的破碎砾石等。

举例说，采用10~20mm、5~10mm两种粗集料，配合比中的比例为39：22，两种规格的针片状颗粒含量 分别为12.2%和16.1%，作为采石场的产品来说，10~20mm能符合规格要求，5～10mm不符合要求，应 该改进生产方式，提高质量。另一方面对工程单位来说，粗集料混合料的针片状颗粒含量为（39×12.2 +22×16.1)/(39+22)=13.6，符合不大于15%的要求，容许使用。这种情况对其他各种指标，如压碎 值、洛杉矶磨耗值、破碎面比例等也可能遇到。对细集料来说，砂当量试验是指小于4.75mm以下含量 的细集料混合料（不含矿粉）的砂当量，当细集料是采用小于3mm的石屑，以及天然砂混合组成的话， 试验时应该分别测定后再按比例求取细集料混合料的砂当量，或者采用按比例混合好的细集料混合料 进行试验。同样，对粗糙度指标，单独采用天然砂时往往难以达到，这时可以掺配人工砂或石屑，使之 达到要求。

3.2.1细集料宜采用专用的细料破碎机（制砂机）生产的机制砂。当采用普通石屑代

细集料宜采用专用的细料破碎机（制砂机)生产的机制砂。当采用普通石屑代 替时，宜采用与沥青粘附性好的石灰岩石屑，且不得含有泥土、杂物。与天然砂 混用时，天然砂的用量不宜超过机制砂或石屑的用量。细集料的质量，应符合 表3.2.1的技术要求。天然砂中水洗法小于0.075mm颗粒含量不得大于5%。

SMA面层用细集料质量技术要求

3.2.2当采用砂作为细集料使用时，必须测定其粗糙度指标，以表示砂粒的棱角性和 表面构造状况。

美国SMA路面细集料质量要求

填料必须采用由石灰石等碱性岩石磨细的矿粉。矿粉必须保持干燥，能从石粉 仓自由流出，其质量应符合表3.3.1的技术要求。为改善沥青结合料与集料的 粘附性，使用消石灰粉和水泥时，其用量不宜超过矿料总质量的2%。粉煤灰不 得作为SMA的填料使用。

SMA面层用填料质量技术要求

3.3.2SMA使用除尘装置回收的粉尘时，回收粉用量不得大于矿粉总量的

SMA使用除尘装置回收的粉尘时，回收粉用量不得大于矿粉总量的25%，混用 回收粉后的0.075mm通过部分的塑性指数不得大于4。

在普通的沥青混合料中，粉胶比一般不超过1.2，太多了拌和困难，对混合料的性质有影响。而 要的填料数量远远超过此比例，一般达到1.8~2.0的程度，这是由于纤维帮助矿粉沥青团粒起 放作用的缘故。

填料必须使用磨细石灰石粉，有时还用一部分消石灰、水泥代替矿粉以提高集料与沥青的粘附性。但 水泥厂熟料中有相当数量的可溶成分，并有一定的活性，质量也不如石灰石粉。AASHTO的规范建议 稿中规定矿粉可以使用磨细石灰石粉、石灰、粉煤灰。少量使用消石灰粉和水泥，对改善混合料的水稳 性有明显的好处，且能减缓沥青的老化，提高混合料的耐久性。但由于在使用消石灰粉和水泥后会与 水分、空气发生反应，变成极性氧化物，进而形成水泥石和碳酸钙，过度使用会使沥青混合料变脆，所以 要限制其用量。

除尘的回收粉尘能否使用的问题，各国的拌和设备不太一样，对除尘的要求也不一样，所以同样 分尘，质量也相差很大。德国规范并没有规定，AASHTO在SMA规范建议稿中规定回收粉不能 %，过度使用回收粉将使玛蹄脂部分的劲度明显增大。原因是粉尘中含有不少尘土，同时粗细 的石粉经过明火燃烧，高温处理，会变得发脆。

矿粉和回收粉对SMA混合料性能的影啦

用于SMA的沥青结合料必须具有较高的粘度，与集料有良好的粘附性，以保证 有足够的高温稳定性和低温韧性。对高速公路等承受繁重交通的重大工程，夏

3.4.1用于SMA的沥青结合料必须具有较高的粘度，与集料有良好的粘

有足够的高温稳定性和低温韧性。对高速公路等承受繁重交通的重大工程Φ600长螺旋钻孔灌注桩基础施工方案，夏

注：①试验方法按照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052）规定的方法执行。 ②若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和，或经证明适当提 高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量，容易施工，可不要求测定135℃运动粘度。 ③对现场制作的改性沥青并在保持不间断的搅拌或泵送循环的状态下立即使用，确认此过程中改 性沥青没有离析发生时，对离析试验可不作要求。 ④老化试验以旋转薄膜加热试验（RTFOT)为准，允许以薄膜加热试验（TFOT）代替，但必须在报告 中注明。 ③对采用几种不同类型改性剂制备的复合改性沥青，根据不同改性剂的类型和剂量比例，按照工 程上改性的目的和要求，参照表中指标综合确定应该达到的技术要求

各类改性沥青改性剂的合理剂量，除特殊情况外，宜在下列范围内选择： 对SBS及SBR类改性沥青，按内掺法计算的改性剂剂量宜为3.5%～5%，对 EVA或PE类改性沥青，剂量宜为4%~6%

对SBS及SBR类改性沥青，按内掺法计算的改性剂剂量宜为3.5%～5%，对 EVA或PE类改性沥青，剂量宜为4%~6%

当采用其他材料作为改性剂或采用儿种改性剂混合使用时，应经过试验论证后 使用。采用湖沥青、岩沥青等天然沥青作改性沥青时1-8.0m 钢筋砼框架顶进涵施工组织设计，天然沥青的质量参照相 关国家标准执行，天然沥青与石油沥青的混合比例通过试验确定。

SMA路面是否一定需要用改性沥青，国外尚有不同的看法。这是因为各个国家、地区的气候条件和交 通条件不一样的缘故，而且与经济实力也有很大关系。另外也受到厂商宣传的影响，生产纤维的公司 往往夸大纤维的功效，排斥使用改性沥青；改性沥青公司则往往宣传没有必要使用纤维。不过从总的 发展趋势来看，使用改性沥青是一个方向，则是没有疑义的。例如SMA的发源地德国，在1996年修订 规范时对沥青规定了在特殊情况下应使用改性沥青，所谓特殊情况主要是指高速公路、大交通量道路、 炎热地区等等。在美国南部佐治亚洲等不少州都规定了必须同时使用改性沥青。法国、日本、澳大利 亚等许多国家在铺筑SMA时大都使用改性沥青，在欧洲南部的意大利、葡萄牙等炎热地区，规定SMA 必须使用改性沥青铺筑，使SMA的优点更加得到充分的发挥。

在美国，聚合物改性沥青也作为稳定剂看待，有的SMA工程使用改性沥青后便不使用纤维，我国山东 省等地也铺筑过以改性沥青作为稳定剂，不再掺加纤维的SMA路面。而究竟是使用纤维好，还是使用