王華

摘要：針對SMA瀝青瑪蹄脂碎石，通過變化吸水率、纖維類型、4.75mm通過率和油石比4項因素來分析VMA變化對混合料路用性能的影響。結(jié)果表明：VMA值對SMA路用性能影響顯著，當VMA值在16.7%以上時，SMA混合料體現(xiàn)出的高低溫性能和水穩(wěn)定性均較好。試驗結(jié)果可為工程試驗人員提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：SMA；VMA；纖維類型；路用性能

中圖分類號：U416.2

文獻標志碼：B

引言

VM人（礦料間隙率）是SMA混合料設(shè)計中重要的體積指標，但中國關(guān)于VMA與路用性能相關(guān)關(guān)系的研究開展得較晚，目前還處在定性的水平上。規(guī)范中規(guī)定SMA瀝青混合料的VMA值不小于17%，卻沒有根據(jù)不同的氣候和交通量等具體條件提出不同的要求。因此，有必要進一步研究VMA值與混合料路用性能關(guān)系，以確定合適的VMA指標。本文通過正交試驗，綜合4項因素，研究VMA隨混合料級配變化時對SMA路用性能的影響規(guī)律。

1 試驗方案

采用SMA-13級配，通過改變集料吸水率、纖維類型、4.75mm通過率和油石比4項因素形成不同混合料級配。其中纖維類型取聚酯纖維、木質(zhì)素纖維和礦物纖維三個水平；油石比取5.7%、5.9%和6.1%三個水平；吸水率取0.5%、1.O%和1.5%三個水平（即輝綠巖，吸水率0.18%；蛇紋巖，吸水率0.95%；輝長巖，吸水率l.41%）；4.75mm篩孔通過率取24%、26%和28%三個水平。采用L9（34）正交表進行正交試驗。

2 對高溫穩(wěn)定性的影響研究

SMA-13混合料正交試驗的高溫性能試驗結(jié)果見表l。各因素與動穩(wěn)定度的關(guān)系如圖l所示。

由試驗結(jié)果分析可知以下幾點。

（l）集料吸水率、纖維類型、油石比和4.75mm通過率4個因素，每個單因素的變化都會導致SMA混合料高溫性能的變化。當采用組合l（集料吸水率0.5%、聚酯纖維、油石比5.7%、4.75mm通過率24%）和組合8（集料吸水率1.5%、木質(zhì)素纖維、油石比5.7%、4.75mm通過率28%）時，混合料的車轍動穩(wěn)定度值較高，高溫穩(wěn)定性能較好。此時，混合料的VM人值分別為l6.4%和15.5%。

（2） VMA值在16.0%～17.O%之間時，混合料高溫性能均遠高于規(guī)范要求的3000次·mm^-1。

3 對水穩(wěn)定性的影響研究

SMA-13混合料正交試驗的水穩(wěn)定性試驗結(jié)果見表2、3。各因素與殘留穩(wěn)定度的關(guān)系如圖2所示，與殘留強度比的關(guān)系如圖3所示。

由試驗結(jié)果分析可知以下幾點。

（l）集料吸水率、纖維類型、油石比和4.75mm通過率4個因素，每個單因素的變化都會導致SMA}昆合料浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗的殘留強度比的變化，且2個試驗指標的變化基本一致。當采用組合2（集料吸水率0.5%、木質(zhì)素纖維、油石比5.9%、4.75mm通過率26%）和組合3（集料吸水率0.5%、礦物纖維、油石比6.1%、4.75mm通過率28%）時，混合料的兩項水穩(wěn)定性指標達到最大值。此時，混合料的VMA值分別為16.7%和15.8%。

（2）9種級配均能滿足規(guī)范對混合料水穩(wěn)定性的要求，但混合料VM人值均小于規(guī)范中的17.0%。VMA值在16.O%～17.O%之間時，混合料水穩(wěn)定性均較好。

4 對低溫抗裂性的影響研究

SMA-13混合料正交試驗的低溫抗裂性試驗結(jié)果見表4。各因素與低溫彎曲破壞應變的關(guān)系如圖4所示。

由試驗結(jié)果分析可知以下幾點。

（l）集料吸水率、纖維類型、油石比和4.75mm通過率4個因素，每個單因素的變化都會導致SMA混合料低溫彎曲破壞應變的變化。當采用組合2（集料吸水率0.5%、木質(zhì)素纖維、油石比5.9%、4.75mm通過率26%）和組合7（集料吸水率1.5%、聚酯纖維、油石比6.1%、4.75mm通過率26%時，混合料的低溫指標達到較大值，此時，混合料的VMA值分別為16.7%和l5.3%。

（2）VMA值在16.0%0～16.5%之間時，混合料低溫性能較差；VMA值為16.7%時，混合料低溫性能達到峰值。

5 結(jié)語

通過本文研究，得到以下結(jié)論。

（l）通過正交試驗，發(fā)現(xiàn)VMA變化對SMA路用性能影響顯著，且集料吸水率、纖維類型、4.75mm通過率和油石比4項因素對VMA的影響明顯。

（2） VMA值在16.O%～l7.O%之間時，混合料高溫性能均遠高于規(guī)范要求的3000次·mm^-1，且水穩(wěn)定性均較好；VMA值在16.O%～l6.5%之間時，混合料低溫性能較差，在VM人為16.7%時混合料低溫性能達到峰值。

（3）VMA取值在16.7%以上時，SMA混合料的高低溫性能和水穩(wěn)定性均較好；VMA值在16.5%附近時，SMA混合料的高溫和水穩(wěn)定性較好，低溫性能一般；VMA值在16.3%附近時，SMA混合料水穩(wěn)定性較好，高溫性能一般，低溫性能較差。endprint