改性沥青混合料sma的工程应用

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1、改性沥青混合料SMA的工程应用SMA全称沥青玛蹄脂碎石混合料，StoneMasic(Matrix)Asphalt的缩写，是20世纪60年代中期，德国道路工作者为提高路面的抗滑能力，抵抗带钉轮胎对路面破坏而开发的新技术，它能显著地提高沥青混凝土的路用性能，特别适用于重交通道路。1SMA性能介绍1.1SMA组成沥青玛蹄脂(Mastic)是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的混合物。SMA路面是按照内摩擦角最大的原则配制间断级配的粗集料，使其形成相互嵌挤锁结的骨架，然后用足量的沥青玛蹄脂(细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成)填充其

2、骨架空隙的一种路面结构。(1)5mm以上的粗集料，用量高达70％～80％；(2)矿粉填料用量达8％～13％，粉胶比(矿粉同沥青比)远远超出通常1.2的限制；(3)沥青结合料用量多，高达6.5％～7.0％(4)细集料：一般0.075mm筛孔的通过率高达10％；(5)纤维稳定剂占混合料总重的0.3％～4％，用来吸附过量的沥青。1.2强度组成机理1.2.1高温稳定性SMA的高温稳定性主要取决于内摩擦角φ值，φ值主要取决于矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度。SMA作为一种间断级配混合料，4.75mm～9.5mm之间的粗集料占

3、粗集料总量的40％左右，远高于普通密级配混合料，且矿质颗粒粗大、均匀，同时SMA对集料的扁平或细长颗粒有严格的限制，某些情况下对磨光值也有严格的要求。这样，SMA混合料骨料有棱角且表面粗糙，故内摩阻角φ值大。即使在高温条件下，由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用，混合料仍有较好的抗变形能力。l.2.2低温抗裂性在低温条件下，混合料收缩变形使集料受拉时，集料之间填充的沥青玛蹄脂(Mastic)可以发挥其良好的粘结作用。此时SMA的抗拉能力主要取决于沥青胶结料的粘聚力C值。由高含量的矿粉、纤维和沥青组成的Mastic具有远高于普

4、通密级配混合料的粘结作用，从而使混合料具有很好的低温抗裂性能。1.3SMA的优缺点1.3.1优点（1）在材料组成上，SMA遵循“三多一少”的原则(即粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少)，充分发挥粗集料的骨架嵌挤作用，使混合料产生非常好的抗变形能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，但其抗车辙变形的能力仍不减弱。(2)由于有相当数量的沥青玛蹄脂包裹在粗集料的表面，当气温下降，混合料因收缩变形使集料被拉开时，沥青玛蹄脂仍具有很好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料具有很好的耐久性和低温抗裂能力。(3)由于SMA混合料内部的空

5、隙率小，沥青的耐老化性和混合料的水稳定性都将大大提高，同时由于间断级配在路表面形成大的孔隙，具有较大的构造深度(TD可达1.5～2.0mm)，使路面具有很好的抗滑性能，并对降噪音(减少3～5dB)、防行车水雾等都有益，从而全面提高丁沥青混凝土的路用性能。(4)SMA可用于铺筑更簿的面层，从而可以降低工程造价。(5)无论何种气候，无论重交通条件与否，SMA结构面层均稳定耐久。即使是重交通地区，该结构预估使用寿命为10～15年，仍比传统的沥青混合料结构路面延长寿命20％左右。1.3.2缺点(1)约增加20％投资。(2)沥青和矿粉

6、用量较多，加工和铺筑温度较高，生产率较低。(3)实际使用性能对结合料用量和粉料用量都较敏感。新路面和路面潮湿时，有过滑危险。2SMA混合料设计2.1设计原则正确的SMA混合料的配合比设计是充分发挥SMA优点、修筑高质量的SMA实体工程的前提，设计的主要内容是确定矿料级配和沥青用量。2.2材料选择SMA混合料的配合比设计首要步骤是材料选择。正确把握标准、选择适用的材料是修好SMA路面的关键，除了应严格执行现行规范要求外，SMA混合料对材料还有一些特别的要求。2.2.1粗集料(1)粗集料除满足现行规范要求外，尚需考虑其表面粗糙度

7、。(2)粗集料应采用破碎石料，形状理想、坚硬、针片状颗粒少、抗滑不吸水。(3)粗集料宜全部轧制，轧制石料时，建议使用锤式轧石机。(4)集料多采用花岗岩、玄武岩、辉长岩、辉绿岩、片麻岩和石英岩等。2.2.2细集料(1)细集料宜采用优质的机制砂。若全部采用机制砂确实有困难，可以掺用优质天然砂，天然砂与机制砂的用量最大比例为1：1。(2)细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质，有适当的级配范围，并与沥青有良好的粘结能力。2.2.3矿粉填料(1)填料不应含有机物质。(2)填料用量往往高达8％～13％，应由纯正的磨细石灰岩石粉或其他合适

8、材料组成，不宜使用；1收粉尘，石粉的塑性指数不大于4。(3)石粉使用时应足够干燥，不得成团，能自由流动。小于0.075mm粒径的含量不能太少，但是小于0.05mm部分的含量亦不宜太多。2.2.4沥青(1)当确定采用改性沥青铺筑路面时，首先应根据工程所在地的气候、交通及其他特殊使用要求，选择