沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA).ppt

沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)一、基本概念在60年代，德国在研究能抵抗新型埋钉轮胎磨损的新铺罩面层时，发现采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂，增加矿粉用量，使用改性沥青，组成的沥青玛蹄脂可以减轻钉子对路面的磨损，同时使沥青感温性变小。混合料中沥青用量增加，由它来填充基本上是由单一粒径碎石组成的集料骨架的大孔隙，从而使混合料既保持OGFC表面功能好的优点，又克服耐久性差的缺点，尤其是使高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能、水稳定性等各种路用性能大幅度提高。这种新型的沥青混合料就是沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。
70年代初，欧洲经历了两个罕见的炎热的夏季，发现许多密级配沥青混凝土路面出现了严重的车辙变形，唯有铺筑SMA的路面几乎没有车辙变形。从此在欧洲很多国家．开始将SMA用于承受重交通荷载及高轮胎压力的道路和机场道面。
二、SMA的组成特点和形成机理我国的AC型密级配沥青混凝土基本上符合此规律，这种级配的混合料属于悬浮式密实结构。
悬浮式密实沥青混合料的结构源于粗细集料之间的嵌挤(内摩擦力)和沥青矿粉结合料的粘结力的支撑。
(2)另一种是基本上依靠集料嵌挤作用的混合料，我国以前常用的贯入式沥青碎石、沥青表面处治，以及拌和式沥青碎石混合料都属于此类型。这种混合料实际上是一种骨架空隙结构。
SMA则是一种全新意义上的沥青混合料，它是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料．接近于我国的沥青碎石混合料的空隙中用丰富的沥青玛蹄脂填充的情况。顾名思义，SMA的组成有以下特点。

（1）SMA是一种间断级配的沥青混合料，以SMA—16为例，4.75mm以上的粗集料，颗粒的比例高达70~80%，其中9.5mm以上的占一半，矿粉的用量达8~13%，0.075mm筛的通过率一般高达10％，粉胶比远超出通常的1.2的限制值，由此形成间断级配，很少使用细集料。
AC沥青混凝土，4.75mm以上的一般仅占30~50%。SMA级配与AC、AM级配的比较SMA-13与AC-13级配曲线比较密级配沥青混凝土与SMA剖面图比较SMA(2)为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂，通常采用木质素纤维，用量为沥青混合料的0.3％，也可采用矿物纤维，用量为混合料的0.4％。
(3)沥青结合料用量多，比普通混合料要多1％以上，粘结性要求高，希望选用针入度小，软化点高，温度稳定性好的沥青。最好采用改性沥青，以改善高低温变形性能及与矿料的粘附性；
(4)SMA的配合比不能完全依靠马歇尔配合比设计方法，主要由体积指标确定，马歇尔试件成型双面击实50次，目标空隙率2％~4％，稳定度和流值不是主要指标，沥青用量还可参考高温析漏试验确定。车辙试验是重要的设计手段。

(5)SMA的材料要求：粗集料必须特别坚硬、表面粗糙，针片状颗粒少，以便嵌挤良好；细
集料一般不用天然砂，宜采用坚硬的人工砂；矿粉必须是磨细石灰石粉，最好不使用回收粉尘。
(6)SMA的施工与普通沥青混凝土相比，拌和时间要适当延长，施工温度要提高，压实不宜采用轮胎碾。
综合SMA的特点，可以归纳为三多一少：粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少，掺纤维增强剂，材料要求同，使用性能全面提高。5。纤维稳定剂制造沥青玛蹄脂碎石混合料时必须采用纤维稳定剂,在缺乏纤维的情况下，可使用改性沥青代替，但不能完全起到纤维的作用。最早在德国发现加了纤维以后可以有效地提高混合料的高温稳定性和抵抗埋钉轮胎的磨耗,后来纤维逐步成为SMA的必须成分，其原因与SMA使用较多的矿粉与沥青结合料有关。纤维有以下作用。

①加筋作用:在SMA混合料中掺加纤维，纤维在混合料中以一种三维的分散相存在，犹如农民盖土坯房时向抹墙的灰泥小掺加草筋一样，也象各种钢纤维混凝土、土工格栅、土工布等等加筋材料一样，可以起到加筋作用。
②分散作用：如果没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，不能均匀地分散在集料之间，铺筑在路面上将清楚地看见“油斑”存在，纤维可以使胶团适当分散。
③吸附及吸收沥青的作用：在SMA混合料中加入纤维稳定剂的作用在于充分吸附(表面)及吸收(内部)沥青，从而使沥青用量增加，沥青油膜变厚，提高混合料的耐久性。
④稳定作用：纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是在夏天高温季节，沥青受热膨胀时，纤维内部的空隙还将成为一种缓冲的余地，不致成为自由沥青而泛油，对高温稳定性也有好处。
⑤增粘作用，提高粘结力：纤维将增加沥青与矿料的粘附性，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力。

（2）木质素纤维
木质素纤维是天然木材经过化学处理得到的有机纤维。由于处理温度高达250℃以上，在通常条件下是化学上非常稳定的物质，不为—般的溶剂、酸、碱腐蚀。未经处理的木质素纤维也用作食品添加剂，是减肥食品，所以对人体无害，不影响环境，