高等级公路路面长期使用性能的研究
大新线 辉绿岩 太原绕城西北段 太长线 辉长岩 白云岩 太长线 汾柳线 2.978-2.982 2.942-2.985 2.942-2.939 2.839-2.879 ＞2.60 21.6 17.2 17.8 17.2 11.8-18.7 ＜26 21.6 17.2 17.8 / / / 7.6 6.7 4.9 5.3 3.1-8.7 ＜12 9.1 7.5 11.2 10.5 5.3-6.5 ＜18 19.4 21.3 24.2 23.8 24.9-27.1 ＜28 50 58 50 51 50 ＞40 技术要求 中、下面层粗集料采用石灰岩，主要技术指标汇总于表3-2。
沥青路面中、下面层石灰岩主要技术指标汇总表 表3-2
工程名称 (g/cm3) 运三线 临侯线 太祁线 大新线 祁临线 新原线 太原绕城西北段 长晋线 太长线 汾柳线 2.765-2.803 2.705-2.767 2.728-2.740 2.708-2.737 2.716-2.736 2.685-2.744 2.699-2.737 2.709-2.739 2.706-2.734 2.717-2.736 12.3-16.6 18.6-22.7 20.3-23.7 20-23 14-15.1 15.2-19.7 18.7-23.2 18-24.2 21.4 17.5-22.5 表观密度压碎值(%) (%) / 6.3 / / / 13.9-16.5 / / / / 10-30mm 8.7-9.1 4-10.6 / / / / 9.5 10.6-15.3 2.1 3.2 10-20mm 8.9-12.1 4.3-11.5 4.9-6.0 10-11 5.4 6.9-7.7 8.7-13.1 9.0-12.9 8.0 4.1-12.8 5-10mm 6 4 5.0-6.2 10.4-11.9 13.0 4.7-9.6 10.1-14.5 9.6-12.7 12.6 6.5-15 (%) / 12.3 / / 23.1 18.5-20.1 / 22.6-25.6 28.7 25.9-28.5 冲击值针片状颗粒含量(%) 磨耗损失从沥青路面的设计、施工要求可知：
1、路面技术规范中的粗集料规格名称(S1-S19)并非不同行业通用标准，加之社会石料场数量多、规模小，同一名称石料可能级配变异较大，因此选定料场时除质量认证外，选定合理的石料厂筛孔是保证质量的首要环节。
2、按新施工技术规范要求，某种粗集料针片状颗粒超标，但粗集料整体针片状含量＜15%，则该种超标材料仍可使用。
3、除SMA和OGFC外，允许硬质粗集料中掺加部分磨光值达不到要求的小粒径材料，掺配比例以粗集料整体磨光值满足要求为准。
4、新规范规定粗集料磨光值、与沥青的粘附性，均与当地年降雨量有关，山西大部分地区年降雨量500～1000mm，部分地区为250～500mm，面层石料磨光值可由42分别降为40、38，从而为选用当地材料和降低工程造价
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提供了条件。
5、技术标准要求粗集料吸水率＜2%，部分路段采用了吸水率＞2%的玄武岩集料，路面使用三年后出现表面干涩、脱粒现象，这可能与所用多孔玄武岩吸收部分沥青，连续级配沥青混合料的有效沥青膜厚度偏小有关。 3.2.1.3细集料
沥青混合料中使用的细集料有石屑、天然砂和人工砂。
0-5mm石屑作为石料加工的副产品，价格较低，为保证石屑内不含粘土、杂物，石料加工原材料中不应夹带山皮杂物。天然砂从调节级配考虑，一般是必需材料，但天然砂中石英、长石类酸性矿物成份较多，配合比中用量一般不超过15%(规范上限20%)。为保证与沥青的粘附性，除要求天然砂中＜0.075mm成份0～5%外，其中还不得有粘粒成份。太长、长晋高速公路因天然砂砂源缺乏，采用石灰岩人工砂获得较好的使用效果。
当表面层采用硬质防滑料时，技术规范要求不使用相同材质的石屑，理由为防止混合料矿粉填料中混有非石灰岩质石粉成份。山西由于以下原因广泛采用防滑料石屑：
1、防滑料因材质较硬，石屑中＜0.075mm颗粒很少。
2、石屑、砂中＜0.075mm颗粒经烘干加热和除尘处理，绝大部分均从热料中被清除。
3、只选用单一规格防滑料，将导致防滑料加工过程中成品率下降，生产成本增大，甚至无法生产供应。
4、山西使用防滑料石屑已十年，由于采用了抗剥落剂或用SBS改性未见有不良使用效果。 3.2.1.4填料
山西高速公路沥青路面所用矿粉，一般施工时用3～5(5～10)mm石灰岩
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碎石自行磨制，施工控制指标主要是＜0.075mm含量＞75%、含水量＜1%，并无团粒结块现象，实际使用比例由混合料级配要求及矿粉磨细程度确定。
由于担心石屑中因碎石粉碎过程中可能混入山皮等杂物的不利影响，因此施工中未采用回收矿粉。
山西高速公路沥青路面所用矿粉主要技术指标如表3-3所列。
山西省高速公路矿粉主要技术指标汇总 表3-3
工程名称 原太线 长邯线 表观密度 (g/cm3) 粒度范围 含水量 (%) <0.6mm <0.15mm <0.075mm 100 99.6 100 92.9 75.2 外 观 无团粒结块 亲水系数塑性指数(%) (%) 0.15 / / / / / / / / / / / / / 加热 安定性 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 / 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 2.616-2.662 干燥-0.3 2.656 干燥 干燥 干燥 干燥 / 97.7-97.8 82.6-87.2 无团粒结块 太原绕城南段 2.61.0-2.660 运三线 临候线 候运线 祁临线 太祁线 大新线 新原线 2.668-2.712 2.609-2.676 2.802 94.7-97.2 83.4-86.6 无团粒结块 0.3-0.55 / / / 98.2-100 89.0-94.8 76.2-88.7 无团粒结块 99.8-100 95.0-99.9 79.0-92.5 无团粒结块 100 97.0 86.1 无团粒结块 2.600-2.775 干燥-0.2 99.6-100 88.8-99.8 75.6-92.5 无团粒结块 0.6-0.9 2.629-2.748 干燥 100 94.5-97.8 75.3-82.7 无团粒结块 / 0.72 0.71 2.608-2.693 干燥-0.3 98.6-100 89.9-98.9 76.1-87.3 无团粒结块 2.583-2.746 干燥 0.1 0.1 干燥 干燥 100 100 100 100 100 83.8-100 63.6-87.4 无团粒结块 太原绕城西北段 2.524-2.678 长晋线 汾柳线 太长线 2.522-2.687 2.625-2.663 2.627-2.661 94.7-99.7 84.3-94.8 无团粒结块 0.5-0.7 93.6-100 87.3-99.2 无团粒结块 0.6-0.7 90.6-99.0 77.8-84.2 无团粒结块 0.5-0.7 90.2-100 75.3-97.0 无团粒结块 0.5-0.7 1.0-2.3 无明显变化 2.0-3.7 无明显变化 3.2.1.5外掺材料
（1）改性剂
到2005年底为止，山西省高速公路1437km沥青路面中，表面层采用改性沥青里程共983km，其中采用SBS改性里程933km(94.9%)、SBR(U-Ⅱ)改性49km(4.99%)、PR改性1km(1.02%)。三种改性剂改性方法和材料特征如表3-4所列。
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山西省常用改性剂类型汇总表 表3-4
种 类 SBS SBR(U-Ⅱ) PR 成 份 苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 丁苯橡胶 聚乙烯类 类 型 热塑性橡胶 橡胶 树脂 外 观 白色膨松颗粒 白色乳液(SBR50%) 黑色颗粒 改性方法 预混在沥青中 现场拌和 现场拌和 （2）抗剥落剂
当表面层抗滑石料与沥青粘附性不足四级时，施工中采用在沥青脱水过程中掺抗剥落剂改善粘附性，所用抗剥落剂品种如表3-5所列，掺配剂量为沥青的0.3～0.5%。
山西省沥青路面常用抗剥落剂一览表 表3-5
品 名 PA-1 AST-3 AR-68 种类 脂肪酰胺 脂肪酰胺 高分子有机物 最佳剂量(％) 0.4 0.3 0.5 生产厂 西安公路研究所 长安大学 重庆公路科研设计院 备 注 棕色液体 棕色液体 浅红色粉末 当表面层沥青采用SBS改性时，具有增加沥青粘附性功能，5%SBS掺量可将与石料的粘附性由二级提高到四级，因此沥青中无需另掺抗剥落剂。
通过试验证实，矿粉中掺加部分消石灰粉和水泥，可改善沥青与石料的粘附性，但若不另加粉罐储存和配料，则生产中存在配料均匀性问题。
（3）纤维
我省SMA混合料中，掺配德国JRS公司生产的VIATOP66颗粒纤维，其中木质素纤维与沥青比例为2：1，掺量为沥青混合料总量0.45%。纤维在SMA混保料中起到了吸收、稳定沥青、防止滴漏等作用。 3.2.2混合料矿料级配
山西省十年来高速公路沥青路面设计和施工实用目标配合比的矿料级配，以及相应的马歇尔试验技术指标汇列于表3-6、3-7、3-8，目前，绝大部分路段使用质量良好。
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十年期间由于新(JTG F40-2004)、旧(JTJ 032-94)技术规范的调整，以及受各种学术观点的影响，因此相同类型沥青混合料矿料级配变化较大，由于一些学术观点并未得到系统的室内试验验证，更未经大交通条件下长期使用实践，因此有些路段早期病害较多，其中主要问题是，AC结构4.75mm、2.36mm关键筛孔通过率偏少，导致面层渗水和表层在行车过程中产生脱粒现象，经一、二年行车后，主车道轮迹带产生网裂。脱粒严重路段会发展成松散、坑槽，路面不得不作早期罩面处理。
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