沥青类路面施工之SMA路面

SMA路面学习情境

沥青类路面施工SMA路面参考规范沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHCF40－01－2002)公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）沥青玛蹄脂碎石混合料，在欧洲被称为SplitMasticAsphalt，美国称之为StoneMasticAsphalt，其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。一、SMA沥青混合料路面简介

由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架的间隙，组成一体形成的沥青混合料，简称SMA。发展历史沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是近年来出现的一种新型沥青混合料，以其优良的抗车辙性能和抗滑性能闻名于世。第一条SMA路面始建于60年代中期的德国。（1）第一条SMA路面始建于60年代中期的德国，是德国在浇注式沥青混凝土的基础上为解决车辙问题而发展起来的新型材料。（2）80年代起，SMA首先在北欧的瑞典、芬兰等国得到广泛应用。（3）英国从1994年开始修建SMA路面。（4）丹麦、挪威、瑞典以及荷兰、奥地利、捷克等国自1982年开始广泛采用。（5）挪威从1985年开始修筑SMA路面。（6）荷兰自1987年起使用SMA。（7）意大利从1991年起将SMA用于高等级公路的磨耗层。（8）葡萄牙SMA的应用始于1994年。（9）1990年9月美国到欧洲考察改性沥青及SMA技术，1991年去欧洲学习SMA技术，在1996年开始广泛应用SMA技术。

发展历史我国沥青混凝土路面的历史还很短，仅在10多年前，我国的沥青路面尚以表面处治、贯入式路面及沥青碎石路面为主要形式。随着高等级公路建设的发展，沥青砼路面一跃而成为沥青路面的主要形式。国民经济高速发展而带来的交通量迅速增大，车辆大型化、超载严重，车辆渠道化等，使沥青路面面临考验。许多高速公路沥青路面建成不久就不能适应交通的需要，早期破坏的情况时有发生，如高温车辙变形，水损害破坏，路面温缩裂缝，抗滑性能不好等。

沥青路面普遍存在着设计年限内由于其它原因而发生的早期破坏。（1）纵向或横向的永久性变形，夏季高温期在重载作用下造成流动性车辙，纵向平整度下降。（2）冬季沥青路面的横向开裂，主要是温缩裂缝。（3）雨季或春融季节出现的坑槽，即水损害破坏。

SMA路面的研究为满足这些要求提供了可能。（1）1991年我国政府引进奥地利RF集团的NOVOPHALT技术时，北京市公路局组织专家对欧洲奥地利、意大利等国家进行了技术考察，1992年在建设首都机场高速公路过程中，首次提出使用改性沥青，SMA技术。（2）吉林省公路局1993年9月在吉林省梅河口首次使用德国木质纤维铺筑了SMA试验路。（3）江苏省连云港市高速公路建设指挥部于1994年10月在南京至连云港的一级公路上也使用了德国木质纤维铺筑了300m试验路。（4）南通市1996年及1997年在宁通高速公路和南通区先后铺筑了三十多公里SMA试验路。SMA国内发展状况（5）河北省、辽宁省也在1996-1997年间铺筑了SMA试验路。（6）1998年山东省在泰安、上海市在浦东、湖北省在黄黄高速公路分别铺筑了试验段。（7）1998年起首先在北京市、辽宁、吉林、河北、山东、山西、江苏、广东、四川、青海、湖北、上海、内蒙等省区开始推广应用。SMA路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、沥青改性等技术手段，组成沥青玛蹄脂，沥青玛蹄脂可以使沥青的感温性变小，沥青用量增加，由它填充间断级配碎石集料中的空隙，从而使混合料既能保持间断级配沥青混合料表面性能好的优点，又能克服其耐久性差的缺点，尤其是能使混合料的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性等各种路用性能大幅度提高。SMA的组成特点和基本特征SMA是由沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎石骨架+沥青玛蹄脂①间断级配

②矿粉用量多，使其能在混合料中加入较多的沥青，同时还使用了稳定添加剂。③沥青用量高，比普通沥青混合料要高出1％以上，并要求其具有较高的粘结力，通常选用针人度小、软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥青，可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。SMA的组成特点与传统密级配沥青混凝土比较，SMA具有如下特点：

(1)较高的稳定性

SMA具有比密级配沥青混凝土更高的抗车辙能力。

试验温度(℃)

辙槽深度(mm)

试验温度(℃)

辙槽深度(mm)

密级配SMA

密级配SMA203.811.75402.731.51504.403.11607.614.70轮辙试验结果

(2)较高的疲劳寿命

混合料的空隙率和沥青用量与疲劳寿命的关系极大，而空隙率小、沥青含量高正是SMA混合料的显著特点。SMA中碎石所包裹的沥青膜较厚，有效地减小了混合料的空隙率。此外，高沥青含量的SMA混合料所产生的疲劳破坏，在夏季行车作用下具有自动愈合的能力。

(3)较好的耐久性

SMA不易松散，抵抗温度裂缝和荷载裂缝的性能好。其优异的耐久性来源于沥青玛蹄脂的不透水性，由于其渗透性小，空气及水的渗入量小，从而减缓了沥青的氧化过程，提高了耐久性。

(4)抗磨耗及抗滑能力

SMA含有高比例、高品质的粗集料，使其具有较大的表面构造深度和抗磨耗能力。

(5)平整度和能见度

SMA的高温稳定性使路面稳定，具有良好的平整度和行车舒适性。SMA还能减少灯光的反射，减小雨中行车的水雾，从而提高了路面能见度和行车安全。

(6)经济效益

SMA的单位价格比传统密级配沥青混凝土高，但由其较高的稳定性及较高的疲劳寿命，使SMA的使用寿命比传统密级配沥青混凝土高出30％一40％，若考虑到有效使用年限、维修费用及使用者费用，折算成年平均成本时，SMA比传统密级配沥青混凝土更经济，特别是在高温重载、大交通量的条件下，SMA更具有较高的经济效益。

SMA对沥青路面的各种性能都有所改善，尤其以抗车辙性能及耐久性的改善效果最为显著。1998年欧洲沥青路面协会(EAPA)对SMA路面的应用情况总结和归纳如下：具有良好的表面功能，抗滑，车辙小，平整度高，噪音小，能见度好。增加了路面抗变形能力，不透水，使用寿命长，维修养护工作量小。减薄表面层厚度，易于施工和重建，维修重建对交通的影响小。

-F1方程式赛车跑道-高速公路与城市快速路、干线道路的抗滑表层-高寒地区、防止温缩裂缝-机场跑道、立交桥、匝道-公路重交通路段，重载及超载车多的路段-高温多雨地区路面、停车场-桥面铺装，特别是钢桥面铺装-城市道路的公交车专用道

-城市道路交叉口，公共汔车站、停车场、货场、港口码头-

城镇地区需要降低噪音的路段，如学校、医院、居民区SMA的应用嵌挤的骨架——高温稳定性好，抗车辙能力强粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行车安全空隙率较小——抗水害、耐老化沥青用量多——抗裂性好SMA结构SMASMA雨16路面哈双线SMA路面摊蹦铺现场二、SMA混合料灿组成集料纤维凶增强责剂沥青歌结合查料（一）SM危A混合料辰的技术蛋特性1．高温裕稳定性（1）粗裙集料俊骨架陪和沥粥青玛艘蹄脂句两个居部分善组成额；（2）粒利径≥4.7暗5mm的粗怕集料么高达70坑%～80射%，矿粉揉用量为10%左右，药细集料寺较少（3）因齐骨架锹作用酸，抵爆抗荷败载变猜形能姥力较楼强，雀高温牢条件储下，嫩有着赠较强叫的高喇温抗抓车辙天能力抚。2．字低温限抗裂塌性当温度照下降时宿，沥青退玛蹄脂杆具有较网高的粘枪结能力挡，它的雪韧性和邀柔性使适得混合废料具有孙良好的秤低温变面形能力找，有利软于提高届沥青路源面抗裂里性。3．棋耐久侍性在SMA混合料游中，粗简集料骨蹲架空隙程被富含音沥青的罗玛蹄脂茶密实填递充，并嚷将集料荣颗粒粘罗结在一全起，沥昆青在集千料表面黎形成较劳厚的沥腊青膜。泊此外，SM寸A混合衔料空遣隙率承较小书，沥隆青于郑水或烂空气秋的接饺触较臂少，昂因而SM忙A混合梅料的浩水稳忍定性缝和抗间老化爹性较节普通清沥青海混合便料为裁好；晓又由刑于SM岸A混合娱料不劝透水锯，对霜中、裹下面超层和瞎基层疏有着慈较好纤的保愤护作碑用和添隔水体作用歪，使脂沥青植路面桨保持提较高拍的整篮体强蚀度和恳稳定护性。4、表面锋特征SMA混合剪料一宴方面延要求垂使用萌坚硬迹、粗迅糙、磨耐磨唯的高旅质量喉碎石导，一多方面渗采用耕间断仆级配凝的矿泽料，味压实展后表革面形胳成的眉构造船深度愤大，嘉这使飞得沥之青面截层具贵有良帖好的丧抗滑材性和判耐磨生性能成，还纲能减降少溅室水，挎减少畅噪声确，提健高道法路行棋驶质裹量。（二）SM巧A混合料睛的组成富材料及摩其技术温要求由于SM陵A混合料颜的骨架渗结构特泉性以及乒对它较禽高的性哨能要求喊，其组喜成材料彩的质量玩除了应日满足普便通热拌索沥青混你合料组头成材料弄的基本广要求外铃，还应恰满足一缝些特殊锁的要求渴。１怀集蛙料间断性天级配以4.势75月mm以上的捆粗集料恨为主，均其中4.7书5～13m尽m的比药例高车达70%～80跑%，矿纷粉用吐量达8%～12挡%；由于致通过0.0券75m愤m筛孔苹的矿权粉很渗多，荣使SM蜘A的空隙弟率比较趣低，因泄此也完螺全不同森于开级伴配沥青饺混合料OG铅FC。骨架密停实结构沥青沉玛蹄箭脂碎丛石混用合料栏矿料唇级配郊范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式SMA-2010090-10072-9262-8240-5518-3013-2212-2010-169-148-138-12SMA-1610090-10065-8545-6520-3215-2414-2212-1810-159-148-12细粒式SMA-1310090-10050-7520-3415-2614-2412-2010-169-158-12SMA-1010090-10028-6020-3214-2612-2210-189-168-13SMA对粗集紫料质量葡要求比汇较高，肥骨料要吊求坚硬揪、耐磨己，颗粒殃形状接形近立方樱体，表拐面构造交粗糙，镰针片状渗颗粒含深量少，旅以便在车交通荷赞载作用使下，集悠料间能浸保持连泽锁紧密爹。适量艇的粗集谎料可使尘动稳定搅度达到序最大值虑，比普烘通沥青爪路面提宫高一倍驻左右。用于SMA混合配料中健的粗品集料傅是高质瓦量的秤轧制等碎石，其岩域石应坚伪韧，具悠有较高少的强度食和刚度床，如玄佩武岩、秤砂岩、血花岗岩男等石料恢。应严本格控制走集料中追的针状蹄颗粒含沫量，集还料的颗硬粒形状绢应接近失立方体勺，富有扔棱角，勿纹理粗栗糙，必脊须采取斥有效的处抗剥落诞措施。技术指标技术要求技术指标技术要求石料压碎值（%）≤25坚固性（%）≤12石料磨光值（%）≤30针片状颗粒含量（%）≤15石料磨光值（PSV）≥42水洗法小于0.075mm克里含量（%）≤1表观密度（t/cm3）≥2.60软石含量（%）≤1吸水率（%）≤2.0破碎砾石的百分率（%）一个破碎面100与沥青的粘附性等级≥4两个破碎面90沥青位路面翻表层局用粗抄集料蹈的技退术要凡求细集难料是沥乓青玛钢蹄脂防的一贝部分治，要钞求清请洁、廊坚硬贯、表纷面粗床糙，绳且只谜能含税有少狸量的依软料预或有骡害物郑质。柏用于SM促A矿粉数勇量较多声，所以逮矿粉的奏质量及稀级配对劝混合料谈的性能没起了非窝常重要后的作用外，要求霜粉料干军净、疏侍松；一签般选用驴磨细石秃灰粉。细集料罪最好使浙用坚硬牵的机制冠砂，也可约以从洁叛净的石屯屑中筛拦取粒径套范围0.貌5～3m艇m部分块作为乎制砂征使用泥。当眉采用栽普通悔石屑液作为爽细集排料时展，宜陡采用石灰岩鞋石屑，石可屑中趟不得委含有倾泥土扯类杂膛物。集当与役天然蝇砂混朱用时差，天葛然砂胀的含舞量不壤宜超悔过机吵制砂和或石拒屑的罢比例嗓。细泽集料础质量沙除了畜满足逃普通块热拌磁沥青识混合混料对娇细集供料的允要求摊外，嫩棱角肝性最骗好大狗于45受%。２纤绢维增强吓剂添加纤却维的目汪的：增加砂糖浆稳定较性避免葵运输暗和摊践铺过凤程中羡产生氏离析棉现象可以赚使混呈合料愈加入佣较多挪的沥简青，扣增厚宿沥青板膜，避从而印提高东路面攻的耐必久性白。有机纤漫维（木砌质素纤碌维）无机泽纤维霜（矿惹物纤夫维）盛。玄武岩凯纤维纤维灾稳定姜剂的守掺加定比例塔以沥欠青混纽奉合料功总量桶的质为量百焰分率歉计算跪，通殿常情顺况下贱用于SMA路面的津木质素脾纤维不坟宜低于0.缩慧3％，矿善物纤维失不宜低罚于0.4％，挤必要仪时可厨适当椅增加妖纤维台用量掀。纤持维掺肯加量哈的允矮许误使差宜声不超司过±5％。纤维爪应在25拉0℃的干拌好温度不晋变质、努不发脆隙，使用帐纤维必勉须符合虫环保要脖求，不弟危害身望体健康狸。纤维热必须在附混合料指拌和过敲程中能提充分分滴散均匀好。3沥青结笑合料要求沥央青具有枣较高的内粘度，碧与集料虏有良好先的粘附这性。普通沥辣青：质读量必霸须符吸合技脸术要幸求，楼并应册采用筝比当置地常租用热还拌沥简青混货合料熟所用爬沥青闹硬一倦级的蜻沥青虎。南尸方炎礼热地绵区可顽以采幼用AH戏-7祝0,寒冷地心区用AH-庆70或AH迈-9助0。改性沥饼青：对菜于高渡速公闭路、辞承受雀繁重旷交通守的重狱大工图程道李路、朋夏季痰特别皇炎热帆活冬泉季特饰别寒坚冷地印区的瓣道路潮。当琴以提袜高沥渐青混荣合料女抗车棒辙能诸力作舟为主袋要目贤标时症，改缓性沥帖青的典软化蚊点最认好高孔于当团地年偏最高译路面产温度励。改性沥快青改性沥站青是掺侵加橡胶漂、树脂症、高分注子聚合漂物、天摩然沥青擦、磨细单的橡胶伪粉或者监其他材指料等外替掺剂（抱改性剂豆），使画沥青或穿沥青混处合料的殿性能得蛛以改善站而制成劣的沥青径结合料骨。用它匹铺设的验路面有绞良好的兵耐久性闲、抗磨胖性，实恩现高温舰不软化碧，低温网不开裂缺。SB境S改性于沥青：高镜温、目低温轰性能鸽都好肤，且项有良定好的烫弹性姑恢复汪性能笨，采鹅用软伙化点求、5℃低温延么度、回燥弹率作件为主要史指标。SBR改性沥摸青：低温钻性能较柔好，以5℃低温即延度纪作为粉主要旱指标饰。另陵外粘压韧性伴试验其对评栋价SBR改性沥腰青特别富有价值断。EVA及PE改性圆沥青：高辩温性怒能改辜善明撒显，环以软荐化点蛛作为鉴主要饶指标苦。SBS改性沥毯青在沥青昏粘合剂男中添加SBS帽(热塑弹宏性体)为路面勾铺筑设驶计开创疮了新局调面,如低噪蚂音透水资性沥青克、超薄北沥青敷聋层和沥用青玛蹄窝脂(SM滔A)的应用隶。SBS固有的篮广泛可困塑性、迹强韧弹短性,能有价效地提高沥姑青在高再温下抗暮变形和吼低温下的抗裂、诉抗松散冒能力和先改善抗圾车辙性校能。SBS改性沥农青切片优点耐高舍温，碑抗低炸温，挑适应清性强柴；韧性拍好，办抗疲糠劳，增增大民路面球承载传能力助；抗水解、油畅和紫今外线槽辐射孟，延镇缓老病化；性能诉稳定砍，使饰用寿猎命长罗，降辽低养锯护费所用。缺点原料可质量王要求筛高施工工铁艺复杂工程造歌价高稳定剂旅用量较封大SM权A的沥青招用量比普通克级配热咐沥青混乡丰合料要影多，这碰是由于肢在SMA混合兰料中矿加入蜜大量顺的矿年粉及幻玉少许线纤维浅所致臂；一饺般要米求选熟用针姿入度倘小、晃软化捡点高角、温正度稳包定性死好的挥沥青许或改跑性沥震青，匹因此挡，用推聚合该物改干性沥迅青通白常也晋被用钞于SM痒A，尤其虑是铺筑愧在重交养通道路眠上的混随合料。三、SM科A混合漠料配良合比绿设计目标配爬合比，革生产配竟合比，班试拌试窜铺验证名标准配博合比，拨三个阶件段SMA的配合裂比设计耀采用马打歇尔试顽件的体街积设计胁方法陕。沥青屑玛蹄锦脂碎阻石路哗面厚针度不安小于适集料认公称拉最大隶粒径裁的2.碗5倍。材料选择材料试验纤维稳定剂选择初试级配粗集料、细集料、矿粉沥青或改性沥青测定粗集料的VCADRC设计粗集料骨架，例如对SMA-16，以4.75mm通过率为关键性筛孔，选用22%、26%、30%3个档次，设计3组配比选择初试沥青用量，制作马歇尔试件分析VMA、VCA，确定设计级配对设计级配变化沥青用量制作马歇尔试件分析VV、VFA等，确定最佳沥青用量进行马歇尔试验，检验稳定度、流值进行各种配合比设计检验，确定配合比不合格合格不合格合格不合格SMA目标喷配合瞎比设发计流台程总结：铃什么是SM男A？SMA是一种财间断级腐配沥青东混合料对材料缝（集料青、粘结谅料）要侵求高需要掺示加纤维庙增强剂不仅承件载能力术提高、箩耐久性赌增强，贿而且使之用性能吸全面提尝高综合SM京A特点吉，可赵归结虎为三多莫一少：粗集料发、矿粉缓、沥青竖结合料池多，细古集料少SM果A的技术睡要求试验项目技术要求当不使用改性沥青时当使用改性沥青时马歇尔试件击实次数两面击实50次空隙率VV3%-4.5%矿料间隙率VMA不小于17%粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCAdrc沥青饱和度VFA75%-85%最小油石比、合成集料毛体积相对密度2.9不小于5.5%5.7%稳定度不小于5.5%6%流值2mm-4mm2mm-5mm（一妨）SMA的拌制SM慰A混合料愤只限当专天使用改性沥该青和SM化A混合盈料的动拌和就时间申应适科当延育长。生产添开加纤维司的沥青挤混合料喘时，纤叶维必须烈在混合帜料中充国分分散巴，拌和趁均匀。甲拌和机变应配备务同步添属加投料定装置，卸松散的哗絮状纤粉维可在看喷入沥暮青的同拜时或稍婚后采用县风送设表备喷入趁拌和锅漆，拌和甘时间宜麦延长5s以上。花颗粒纤分维可在紧粗集料走投入的沿同时自统动加入报，经5～10s的干驶拌后骑，再旺投入佛矿粉线。四、SMA路面睡施工由于SM打A沥青混获合料的拴沥青玛馅蹄脂的荣粘性较子大，运缩慧输车的湿车厢底贡部要涂腹较多的集油水混杯合物，罩而且为民了防止棵运输车禾表面混脊合料结廊成硬壳秧，运输息车运输裕过程中搬必须加寨盖油布阶，同时海车辆要团适当增府加。（二辉）SM天A的运那输宜使躁用履脂带式悄摊铺隆机饺摊港铺机董必须锄缓慢兔、均坡匀、监连续划不间哄断地乱摊铺过，摊吸铺速鲜度宜绑宜放绪慢至1～3m转/m拥in。惜摊欧铺机转应采井用自仇动找晓平方松式玩，宜么采用脾非接捎触式骑平衡绵梁。贷摊铺锹厚度酸应根睛据试购验路赖的数够据来苗确定哨（通役常1.1盾5～1.沙20）。（三烤）SM诵A的摊桥铺和联碾压属成型沥青榴混合千料的语最低锈摊铺叫温度下卧层的表面温度(℃)相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温度(℃)普通沥青混合料改性沥青混合料或SMA沥青混合料<50mm50～80mm>80mm<50mm50～80mm>80mm<5不允许不允许140不允许不允许不允许5～10不允许140135不允许不允许不允许10～1514513813216515515015～2014013513015815014520～2513813212815314714325～30132130126147145141>30130125124145140139除沥青也用量较载低，经龟试验证蔽明采用麦轮胎压膨路机碾冰压有良好好效果扩外，不宜采袖用轮胎脉压路机作碾压，以防婚将沥青扫结合料腰搓揉挤航压上浮插。SM粘A路面劳宜采林用振小动压立路机驶或钢塌筒式装压路救机碾肆压。挖振动誉压路遗机应渠遵循她“紧跟稼、慢刘压、趋高频闲、低扛幅”的原肠则，即怎紧跟在息摊铺机紫后面，控采取高塘频率、屡低振幅惭的方式敲慢速碾肯压。如封发现SMA混合料突高温碾采压有推泻拥现象阵，应复幼查其级掠配是否逆合适。SMA的碾能压SM肿（1）勿为了静防止寄混合蚕料粘星轮，厨可在行钢轮鸭表面颗均匀望洒水锄使其盖保持近潮湿层，水持中掺冈少量奋的清律洗剂项或圈其它两适当还的材厕料。难但要味防止咳过量孝洒水量引起郊混合姐料温彻度的嘴骤降关。族（2）便压路确机碾贺压时量相邻炉碾压樱带应女重叠1/3～1/4轮宽，割碾压工微作面长越度30～50简m。（3）禾由于SMA混合料率使用了ABS改性羞沥青利且沥伞青含鹊量高精，因配而粘受度大利，不竟得使己用轮贯胎式亲压路仗机碾划压，犬以防显止粘使轮及异轮胎筑揉搓殖造成养沥青俊玛蹄滥脂挤脆到表灾面而兆达不注到压腹实效魔果。(4档)防止过相度碾压协。SM礼A施工次常见蜜问题舍及其膛处理温度颗控制沥青栽含量车的控谁制油斑过碾拿压各种让材料乏加热戚温度乱控制沥青加店热温度160鉴℃～165姥℃现场疼制作避温度165鸭℃～17消0℃加工最因高温度17属5℃集料加客热温度19常0℃～20柏0℃混合蚁料出载场温辈度175歇℃～18抹5℃混合料小最高温唐度（废企弃温度闸）195受℃摊铺温速度不低坏于16黑0℃初压开然始温度岛不低于150戴℃，复播压最毒低温界度不励低于13蓬0℃，碾立压终幻玉了温鹅度不宣低于13殊0℃开放姨交通添温度展不高遗于60℃。碾压香成型并温度竖不够哗高是之常见朵的毛士病。SMA在13代0℃碾