BMA在A30浦東段工程應(yīng)用案例研究

包 霞

（昆山市公路工程試驗(yàn)檢測中心，江蘇 昆山 650000）

1 概述

BMA是布敦（BUTON）海底天然瀝青的簡稱。布敦海底天然瀝青產(chǎn)自印度尼西亞的布敦島，是瀝青礦開采后破碎而成的細(xì)顆粒再經(jīng)加工而成的黑色粉末，表面是純?yōu)r青，其瀝青含量一般在22%～32%之間。而近年來，改性瀝青以其較好的性能得到了廣泛的應(yīng)用，常用的改性劑有橡膠類SBR、樹脂類EVA、PE、熱塑性體SBS及天然瀝青等。

在常用的改性劑中：天然瀝青性質(zhì)較為穩(wěn)定，與基質(zhì)瀝青混合不易離析，并且較一般的聚合物改性瀝青造價略低，而聚合物改性瀝青改性時對設(shè)備和工藝要求均比較高。由此可見，采用天然瀝青作為改性劑，是一種經(jīng)濟(jì)、簡便可行的選擇。目前，急需解決的是天然瀝青的改性工藝，包括基質(zhì)瀝青的選擇、天然瀝青的材料要求等。

2 以往應(yīng)用

2001年9月，北京市公路局在北京市（110國道）延慶段鋪筑了1.5km的巖瀝青試驗(yàn)段，該公路是北京市與西北各省聯(lián)絡(luò)的主干道。其后，巖瀝青相繼在北京的京張高速公路、河北～山西的石太高速公路等工程中予以應(yīng)用，同時在全國各地的各種等級道路中也陸續(xù)得到了應(yīng)用，并取得較好的成效。2001年，在上海外環(huán)線西北段3.3標(biāo)同濟(jì)路立交工程，包括兩段機(jī)動車道和一段高架匝道，進(jìn)行了巖瀝青試驗(yàn)段的鋪筑，這是上海地區(qū)首次對巖瀝青改性瀝青在工程實(shí)踐中予以應(yīng)用。試驗(yàn)路段至今已經(jīng)經(jīng)受了重載交通的考驗(yàn)，顯示出良好的路面性能，路面無明顯車轍，縱橫向平整度很好，無裂縫、坑洞、泛油、推移等病害。

表1 A級道路石油瀝青技術(shù)要求

表2 BMA天然瀝青的技術(shù)要求

2006年11月，A30浦東段工程經(jīng)過若干次召集專家及各有關(guān)部門進(jìn)行討論及研究，最終決定在K17+000～K19+000路段進(jìn)行巖瀝青試驗(yàn)段的鋪筑。

3 瀝青混凝土面層設(shè)計(jì)

在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，巖瀝青改性瀝青混凝土在材料抗壓回彈模量、剪切模量等方面的取值均與其它改性瀝青混凝土類似，因此，可按照常規(guī)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。本工程為高速公路，按照預(yù)測交通量計(jì)算得出的路面容許彎沉為：Lr=24.3（0.01mm）。擬定路面結(jié)構(gòu)如下：

層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度（cm）1 改性瀝青SMA 4 2 中粒式瀝青混凝土 5 3 粗粒式瀝青混凝土 6 4 石灰粉煤灰碎石 45 5 石灰土 15 6土基 30

經(jīng)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值如下：

表3 AC-20配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果

表4 SMA-13配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果

表5 BMA改性瀝青混合料各工序控制溫度

第1層路面頂面彎沉值LS=23.8（0.01mm）

第2層路面頂面彎沉值LS=25.8（0.01mm）

第3層路面頂面彎沉值LS=28.5（0.01mm）

第4層路面頂面彎沉值LS=31.8（0.01mm）

第5層路面頂面彎沉值LS=271.2（0.01mm）

由此可見，擬定的路面結(jié)構(gòu)滿足路面容許彎沉的要求。故在試驗(yàn)段及其它路段均采用上述路面結(jié)構(gòu)，所不同的是，其它路段上面層SMA采用SBS改性瀝青，而試驗(yàn)段采用BMA（布敦巖瀝青）改性瀝青。同時，為充分體現(xiàn)BMA改性瀝青的優(yōu)點(diǎn)，提高路面的使用質(zhì)量，試驗(yàn)段中面層（AC-20）亦采用BMA改性瀝青。

4 瀝青混合料材料要求

4.1 基質(zhì)瀝青

基質(zhì)瀝青宜采用A級道路石油瀝青，瀝青標(biāo)號為70號瀝青。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表1。

4.2 天然瀝青

天然瀝青改性劑技術(shù)要求，在我國無具體的技術(shù)規(guī)范，天然瀝青的技術(shù)要求可參照出產(chǎn)國（印尼）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時借鑒香港等地一些成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對天然瀝青的瀝青含量要求適當(dāng)提高（印尼為≮18）。

4.3 其它材料要求

BMA改性瀝青混合料在粗集料、細(xì)集料、礦粉、纖維等方面的要求與一般的改性瀝青混合料相同，在此不再贅述。

5 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試驗(yàn)，參考同類瀝青混合料用量，按0.5%變化選擇5種瀝青用量，其中基質(zhì)瀝青與BMA天然瀝青的比例為3:1（即BMA占瀝青總量的25%）。選取基質(zhì)瀝青/BMA為3.2%/1.07%、3.7%/1.23%、4.2%/1.4%、4.7%/1.57%、5.2%/1.73%，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，得出AC-20的最佳瀝青用量為4.22%，BMA用量1.41%。0～5mm集料:5～15mm集料:15～25mm集料 :礦 粉 =35:36:25:4；SMA-13的 最 佳瀝青用量為6.2%，BMA用量2.1%。0～5mm集料:5～15mm集料:15～25mm集料:礦粉=13:36:41:10。采用此瀝青用量及集料配比，對成型瀝青混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)以及滲水試驗(yàn)，結(jié)果如表3表4。

6 瀝青混凝土的施工

6.1 混合料拌和

天然瀝青的拌和比較方便簡單，無需增加專用設(shè)備。其拌和工藝與普通瀝青混凝土基本相同，僅增加了一道投入BMA顆粒的工序。即：先將集料加熱至160～180℃，加入BMA攪拌10～20s，（天然瀝青顆粒投入時本身不需加熱），再按比例加入普通石油瀝青，濕拌時間不小于40s，拌和均勻即可。

6.2 施工溫度

BMA改性瀝青混合料的各工序控制溫度應(yīng)在普通瀝青混合料的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高，詳見表5，具體可根據(jù)混合料拌和時間、施工要求、試驗(yàn)段攤鋪情況綜合分析確定。

6.3 攤鋪及碾壓

BMA改性瀝青混合料的粘稠性較普通瀝青混凝土大，因此保證較高的施工溫度是保證壓實(shí)度最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。溫度較低時，混合料在攤鋪機(jī)內(nèi)的再次拌和不可能均勻。所以BMA改性瀝青混合料的攤鋪溫度不應(yīng)低于140℃。其余攤鋪要求與普通瀝青混凝土相同。

BMA改性瀝青混合料的碾壓可采用靜力式鋼板光面壓路機(jī)，初壓溫度不低于130℃。壓路機(jī)碾壓速度如下：

初壓時碾壓速度：1.5～2.0km/h。最大為3.0km/h；

復(fù)壓時碾壓速度：2.5～3.5km/h。最大為5.0km/h；

終壓時碾壓速度：2.5～3.5km/h。最大為5.0km/h。

結(jié)語

從各種試驗(yàn)結(jié)果可知，BMA改性瀝青的優(yōu)點(diǎn)不僅在于能夠顯著提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，從而提高抗車轍能力，而且在施工工藝方面也較為簡單，另外在經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)方面較一般的進(jìn)口改性瀝青有一定的優(yōu)勢，因此，這種材料有一定的推廣意義。但由于BMA改性瀝青混凝土在材料技術(shù)要求、配合比設(shè)計(jì)、施工要求等方面均未形成相對統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此本人認(rèn)為可對此類改性瀝青混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尚可以進(jìn)行進(jìn)一步的摸索，以求設(shè)計(jì)更為標(biāo)準(zhǔn)化、成熟化。本文僅是針對BMA這種材料在工程中的具體應(yīng)用作一個簡單的回顧與介紹（文章中部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)引自瀝青混凝土施工單位的實(shí)驗(yàn)室成果），積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而有利于這種材料在今后工程中的推廣和應(yīng)用。

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