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1、SMA路面的特点及其设计方法研究杨晓峰,贾非(南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳421001)摘要:介绍SMA在国内外的使用发展概况和结构特点!使用性能,提出设计中应关注的重点问题,以及对SMA应用的思考和认识"关键词:SMA混合料;结构特点;使用性能;路面设计中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1008-2611(2006)02-0095-031SMA发展概况沥青玛蹄脂碎石混合料(StoneMasticAsphalt)简称SMA,是由沥青!纤维稳定剂!矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充粗集料骨架间隙而形成的一种间断级配沥青混合料"5公路沥青路面
2、施工技术规范6(JTGF40-2004)[1]指SMA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"SMA路面起源于20世纪60年代中期的德国,随后欧洲其他国家也先后引进并推广该技术,制定了符合各自国情的SMA规范[2]"20世纪90年代初被美国引进,并在短短几年内得到大面积推广,同时对SMA路面技术进行改进,增加粗集料粒径,减少沥青的用量,使SMA路面适合美国气候条件的需要"我国1993年首都机场高速公路率先采用SMA路面,随后我国许多高速公路及城市道路相继采用SMA路面"我
3、省衡枣高速公路也采用SMA路面作沥青路面面层"1997年SMA正式列入我国5公路沥青路面设计规范6[3]"我国在分析德国和美国SMA路面经验的基础上,根据我国气候条件!材料和机械设备长件,提出了我国SMA路面规范[1,4],对我国SMA路面的推广起到促进作用"近年我国新建高速公路和城市道路大多采用SMA路面作为沥青路面的面层,有效延长沥青路面的寿命和使用质量"2SMA的特点SMA是一种具有间断级配的紧密嵌挤骨架密实结构的沥青路面面层,其最基本的组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料两部分,具有粗集料多!沥青用量多!矿粉多和细骨料少的特点,其适宜厚度为3.5~4cm[5,6],
4、同时具有良好的高温稳定性!低温稳定性和使用寿命长等特点"2.1粗集料SMA是一种间断级配的沥青混合料,依靠粗集料石-石接触和紧密嵌挤而形成骨架结构(公称最大粒径[9.5mm的SMA混合料,以2.36mm作为粗集料骨架的分界筛孔,公称最大粒径13.2mm的SMA混合料以4.75mm作为粗集料骨架的分界筛孔),矿料级配中4.75mm以上颗粒的粗集料的比例高达70%~80%"粗集料是SMA质量控制的关键,必须使用石质坚硬!表面粗糙!形状接近立方体的优质破碎石料,集料的加工生产不得用额式破碎机,而应采用捶击式或锥式破碎机,否则质量达不到要求"粗集料质量技术要求中的针片状颗粒含
5、量是个重要指标,针片状颗粒含量最好小于10%,要求不得超过15%;石料压碎值要求不大于25%,以便确保SMA的质量"2.2细集料在SMA中小于4.75mm的细集料比例较少,往往不超过10%"细集料应采用机制砂或轧制的石屑,质量要求坚硬!洁净!无风化!无杂质"尽可能不使用天然砂"如需要使用天然砂时,机制砂与天然砂的比例必须大于1B1,即机制砂大于天然砂"2.3矿粉矿粉作为沥青结合料的填料,通常用量为8%~12%"矿粉的质量对沥青混合料的稳定性及抗车辙能力有很大的关系,因而必须予以重视"矿粉应采用由石灰石等碱性岩石磨细的矿粉,质量必须保持干燥,能从矿粉仓自由流出"尽可能不使
6、用除尘装置回收的粉尘,如需要使用时,5指南6[4]规定不得大于矿粉总量的25%,以确保SMA的质量"第20卷第2期2006年3月株洲工学院学报JournalofZhuzhouInstituteofTechnologyVol.20No.2Mar.2006X收稿日期:2005-11-02作者简介:杨晓峰(1964-),男,湖南衡阳人,南华大学工程师,主要从事岩土工程与建筑材料检测分析方面的研究.2.4沥青结合料SMA对沥青结合料的要求比普通沥青混凝土更高,必须具有较高的粘度,与集料有良好的粘附性,以保证有足够的高温稳定性和低温韧性"沥青结合料质量必须符合5公路沥青路面施工技
7、术规范6中道路石油沥青技术要求[1]的规定"研究和实践表明,采用改性沥青效果更加显著,可以改善高低温变形性能及与矿料的粘附性,防止沥青析漏,减小温度敏感性,极大地提高SMA的性能"对高速公路沥青路面的表面层建议尽量使用改性沥青,以便更好地发挥SMA的效能"2.5纤维稳定剂在SMA中必须采用纤维稳定剂,因为SMA使用较多的矿粉和沥青结合料,纤维具有加筋!分散!吸附及吸收沥青!稳定!增粘等作用,可以防止沥青析漏,它与改性沥青有着不相同的功效"目前,通常采用的纤维主要是木质素纤维,其掺用量一般为沥青混合料总质量的0.3%"木质素纤维易受潮!成团
