关于SMA沥青路面渗水性能的试验研究分析

道路桥梁 Roads and Bridges

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关于SMA沥青路面渗水性能的试验研究分析

吕文博宋蓝

(湖北省公路工程咨询监理中心，湖北武汉 430030)

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1007-6344（2014）09-0026-02

摘要：当前公路路面施工中SMA沥青混合料以抗裂缝、抗车辙、承载能力强，同时具有耐用性等特点被广泛应用。为了进一步分析SMA沥青路面的渗水性能，本研究采用改进的渗水系数测试进行试验，然后根据研究结果对SMA沥青路面渗水性能进

行评价分析，以能够为SMA沥青混合料的应用提供参考依据。

关键词：SMA沥青路面渗水性能实验研究

0 引言

SMA沥青路面最早出现在20世纪60年代德国，我国自1992年开始使用SMA沥青路面。近些年来，由于SMA沥青路面具有抗裂、耐久性强的优点，SMA沥青路面得到大面的推广使用，但是SMA沥青路面想要得到长久的实用还需要保证路面基本不透水，目前表示SMA沥青路面渗水性能主要是渗水系数，渗水系数越高表示，路面的抗渗性能越差，本文试验主要以路面原位渗水试验位置，进行分析SMA沥青路面的渗水性能。

1 SMA沥青路面渗水性能的测试与计算

SMA沥青路面渗水性能测试的基本试验方法包括常水头试验和变水头试验两种，对于强透水性的材料通常选取常水头试验，依照我国公路路基路面现场测试规程的要求，SMA沥青路面试验是变水头渗水试验，渗水系数计算公式为Cw=60（V2-V1）/（t2-t1）（1），式中V1和V2分别代表第一次和第二次读数时的水体积，t1和t2分别代表读数时的时间[1]。对于绝大多数的SMA沥青路面而言，渗透系数的数量级为10-3~10-6cm/s。计算变水头公式为K=aLln(h1/h2)/At（2），式中K是指渗透系数，A是指试件横截面积，t代表试验需要的时间，h1和h2表示测试开始可结束的水头高度。从严格意义上来说，Cw与K 并不相同，因此在本文中建立Cw与K的关系。无论是任何材料的沥青混合料，渗水性能最终表现的均是孔隙率的差异，即K-exp（n），n 代表孔隙率，为了更加真实的反应沥青混合料的渗水性能和现场施工之间的差异性，本文在计算中以现场原位试验作为参考数据。经大量研究表明渗水系数以孔隙率呈正相关关系，即渗水系数越小，孔隙率越小[2]。

2 SMA沥青路面小面积渗水试验和大面积渗水试验

随着我我国经济的不断发展，高速公路的建设也到了快速发展期，但是在高速公路中常出现病害，很多病害都与水有关[3]。本文实验对象是在建某省地高速公路路面，全场6.5km，此试验路段路面结构类型比较复杂，典型的路面结构目前存在6中，路段施工后，试验段测点有20~40个，分布在超车道以及行车道中心，每个测点的间距为50~100m。依照公式（2）进行试验，依照测试结果对Cw和K进行回归分析，回归结果见图1（左图为公称最大粒径13.2的Cw与K的关系，右图为公称最大粒径为16.0mm的Cw与K的关系）所示。

考虑到路面在施工中会出现集料严重离析的问题，选取90％样本点进行分析，Cw(SMA-13)=62757KSMA-13+2.99,R2=0.996，

Cw(SMA-16)=92997KSMA-16+2.68,R2=0.996。通过回归分析可知两种粒径的渗水系数存在相关性。根据回归方程进行换算得出，SMA-16的Cw为96mL/min，SMA-13的Cw为65mL/min。整体上SMA-16的渗水性能要大于SMA-13.测试结果的渗水系数均在0~100mL/min的范围内。由于目前相关规范对于SMA沥青路面渗水性要求很高，因此本次的小面积渗水试验暂定为渗水系数施工指标小于80mL/min，检验合格率超过90％[4]

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图1 Cw与K的关系

在采用大面积渗水试验时由于接触地面面积大，因此所测量的渗水系数会高于平均值，这样与小面积渗水系数相比较，能够减少测量误差，更合理的衡量路面渗水性[5]。本试验采用的大面积渗水试验仪器为自制仪器，渗水试验箱呈现梯形，上部尺寸为长1050mm、宽1050mm、高40mm，下部长宽均为1000mm，槽为有机玻璃，宽20mm，盖板材料为PVC板，厚度为20mm，盖板上存在25mm圆孔。试验渗水面积为1m2，对K65+600~K72+000段进行试验，得出Yk71+300渗水系数为52.85，Yk71+100渗水系数为46.23，Yk68+900渗水系数为15.85，Yk68+700渗水系数为16.15，Yk66+700渗水系数为17.65。

3 SMA沥青路面不同类型渗水性能分析

为更好地分析不同路面材料的渗水性能，把不同掺加剂和路面类型进行统一整理，得出依照渗水系数有小变大的顺序为[SBS，SMA-13]、[RMB，SMA-13]、[RMB，Domix，SMA-13]，试验段和连接线路面材料的组成相一致，试验段和连接线的上面层厚度分别为6cm和5cm，渗水性能存在差异可能与上面层厚度存在关系。把不同路面粒径混合料进行比较，RMB，Domix，SMA-13的渗水系数为15.76，RMB，Domix，小于SMA-16的渗水系数（25.05）。

大面积试验和小面积试验渗水系数相比较，发现，测试结果很相似，仅仅在试验数据上存在差异，如SBS，SMA-16大面积渗水系数为52.80，小面积渗水系数为37.00；SBS，SMA-13大面积渗水系数为46.20，小面积渗水系数为36.50。为研究施工质量对渗水系数的影响，整体取样得出行车道SBS，SMA-16渗水系数为49.20，RMB，Domix，SMA-16的渗水系数为6.70，SBS，SMA-13的渗水系数为39.90，RMB，Domix，SMA-13的渗水系数为18.71；硬路肩SBS，SMA-16渗水系数为65.00，RMB，Domix，SMA-16的渗水系数为11.69，SBS，SMA-13的渗水系数为50.63，SMA-13的渗水系数为18.74，从这些数据中可以看出行车道的渗水系数整体小于硬路肩，这对于路面的防水性能来说很有利[6]。综上可知采用RMB沥青能够极大地提高混合料孔隙率，层厚与渗水性

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