瀝青瑪蹄脂碎石混合料第一節(jié)SMA的基本概念與特性一、SMA的基本概念與形成機(jī)理1.基本概念瀝青瑪蹄脂碎石（StoneMatrixAsphalt或StoneMasticAsphalt），簡稱SMA。由瀝青結(jié)合料、礦粉、纖維與細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合物填充間斷級配的粗集料骨架間隙所形成的瀝青混合料。熱拌熱鋪斷級配骨架密實(shí)型瀝青混合料木質(zhì)素纖維顯微照片SMA發(fā)展歷史發(fā)展歷史起源：20世紀(jì)60年代中期的德國研究與應(yīng)用的主要國家：荷蘭、瑞典、挪威、捷克；美國（美國聯(lián)邦公路管理局（FHWA）、美國瀝青路面協(xié)會（NAPA）、高等院校）、日本等。我國的發(fā)展應(yīng)用概況20世紀(jì)初，SMA引進(jìn)中國。在引入我國初期，一些地方鋪筑了SMA試驗(yàn)路，由于大都照搬德國的經(jīng)驗(yàn)，使用效果并不理想。1997年交通部公路司立項(xiàng)進(jìn)行“瀝青瑪蹄脂碎石混合料性能及指標(biāo)”研究。1998年交通部科教司立項(xiàng)進(jìn)行了“九五”行業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目－“瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）路面的推廣應(yīng)用”研究。2002年頒布《SMA路面技術(shù)指南》(SHCF40-01-2002)。2004年《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中增補(bǔ)了SMA相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。SMA發(fā)展歷史改性瀝青SMA路面已經(jīng)被公認(rèn)為是性價(jià)比最好的瀝青路面結(jié)構(gòu)，在全國20多個省、市、自治區(qū)得到了推廣應(yīng)用。現(xiàn)在，SMA已經(jīng)成為我國高速公路的主要路面結(jié)構(gòu)形式之一，是一些大交通量、重載交通道路或重要高速公路首選的結(jié)構(gòu)形式。全國公路瀝青路面工程上SMA路面使用比例基本上達(dá)到了1/3，一些省份的SMA路面比例甚至超過了50％。如北京市SMA路面已經(jīng)成為所有高速公路、城市道路主干線的唯一的結(jié)構(gòu)形式。同時許多飛機(jī)場、特大型鋼橋面鋪裝也都得到大量應(yīng)用。如北京首都國際機(jī)場東跑道、西跑道、天津、哈爾濱、大連、青島、廣州、廈門、敦煌、蘭州、桂林等10多座民航機(jī)場及諸多的軍用機(jī)場跑道上鋪筑了SMA跑道。特大型鋼橋面鋪裝應(yīng)用更多。SMA發(fā)展歷史八達(dá)嶺高速公路1996年首都國際機(jī)場東跑道1997年長安街施工2000年首都機(jī)場西跑道SMA發(fā)展歷史各地SMA路面第一節(jié)SMA的基本概念與特性2.SMA的形成機(jī)理（圖7-2）它是由足夠的瀝青結(jié)合料和具有相當(dāng)勁度的瀝青瑪蹄脂膠漿填充在粗集料形成的石—石嵌擠結(jié)構(gòu)的空隙中形成的。因此，它具有抗高溫、低溫穩(wěn)定性，良好的水穩(wěn)定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、車轍小、平整度高、噪音小、能見度好）。SMA路面耐久性好，故養(yǎng)護(hù)工作少，使用壽命長，綜合經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益好。第一節(jié)SMA的基本概念與特性二、SMA的特性1.SMA的組成特性1）是一種間斷級配的瀝青混合料

2）瀝青結(jié)合料用量多高達(dá)6.5%～7.0%，粘結(jié)性要求高，希望選用針入度小、軟化點(diǎn)高和溫度穩(wěn)定性好的瀝青，選用改性瀝青，以提高低溫變形性能及與礦料的粘結(jié)力。第一節(jié)SMA的基本概念與特性3）礦粉用量多，同時使用纖維作穩(wěn)定劑礦粉必須是磨細(xì)石灰石粉，不使用回收粉塵。纖維通常用木質(zhì)素纖維，用量為瀝青結(jié)合料的0.3%，也可采用礦物纖維，用量為混合料0.4%。4）所用粗集料必須特別堅(jiān)硬，針片狀顆粒少，以便嵌擠良好；細(xì)集料一般不用天然砂，最好用堅(jiān)硬的人工砂。5）與普通瀝青混凝土相比，拌和時間要適當(dāng)延長，施工溫度要適當(dāng)提高，壓實(shí)不宜采用輪胎壓路機(jī)壓。

綜合SMA的組成特點(diǎn)，可以歸納為“三多一少”粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少。第一節(jié)SMA的基本概念與特性2.SMA路用性能特點(diǎn)以高度的耐久性和良好的表面功能著稱。1）良好的高溫穩(wěn)定性①粗集料骨架占70%以上，礦粉用量10%左右，細(xì)集料較少；②因骨架作用，交通荷載主要由粗集料骨架承擔(dān)，抵抗荷載變形能力較強(qiáng)，高溫條件下，有著較強(qiáng)的高溫抗車轍能力。2）良好的低溫抗裂性

集料間填充了豐富的瀝青瑪蹄脂，使混合料具有良好的柔韌性。低溫條件下，瀝青瑪蹄脂具有較高的粘結(jié)能力，它的韌性和柔性使得混合料具有良好的低溫變形能力。

第一節(jié)SMA的基本概念與特性3）良好的水穩(wěn)定性

SMA混合料空隙很小，幾乎不透水，混合料受水的影響很小；瑪蹄脂與集料的粘結(jié)力好。ACSMA4）良好的耐久性在SMA混合料中，粗集料骨架空隙被富含瀝青的瑪蹄脂密實(shí)填充，并將集料顆粒粘結(jié)在一起，瀝青在集料表面形成較厚的瀝青膜；密實(shí)結(jié)構(gòu)，空隙率小，瀝青與水或空氣的接觸較少，因而SMA混合料的水穩(wěn)定性和抗老化性較普通瀝青混合料為好；由于SMA混合料及本身不透水的，對中、下面層和基層有著較好的保護(hù)作用和隔水作用，使瀝青路面保持較高的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。第一節(jié)SMA的基本概念與特性5）良好的表面功能粗集料多，所用石料質(zhì)量好，路面表面構(gòu)造深度大；SMA路面具有吸收車輪滾動噪聲的性能。SMA混合料一方面要求使用堅(jiān)硬、粗糙、耐磨的高質(zhì)量碎石，另一方面采用間斷級配的礦料，壓實(shí)后表面形成的構(gòu)造深度大，一般超過1mm，這使得瀝青面層具有良好的抗滑性和耐磨性能，還能減少濺水，減少噪聲，提高道路行駛質(zhì)量。SMAAC良好的表面功能

第二節(jié)SMA材料選擇一、集料1.粗集料1）質(zhì)量技術(shù)要求粗集料是構(gòu)成SMA混合料骨架的主體材料，要求選用的破碎石料需要具有以下特征：質(zhì)地堅(jiān)硬表面粗糙抗磨耗耐磨光形狀接近立方體具有良好的嵌擠能力石料破碎機(jī)械：不得采用顎式破碎機(jī)反擊式或錐式碎石機(jī)第二節(jié)SMA材料選擇粗集料質(zhì)量技術(shù)要求技術(shù)指標(biāo)技術(shù)要求技術(shù)指標(biāo)技術(shù)要求石料壓碎值(%)≤25堅(jiān)固性(%)≤12洛杉磯磨耗損失(%)≤30針片狀顆粒含量(%)≤15石料磨光值(PSV)≥42水洗法小于0.075mm顆粒含量(%)≤1表觀密度(t/m3)≥2.60軟石含量(%)≤1吸水率(%)≤2.0破碎礫石的百分率(%)一個破碎面100與瀝青的粘附性等級≥4兩個破碎面90第二節(jié)SMA材料選擇花崗巖、石英巖、砂巖等酸性巖石往往質(zhì)量較好，但與瀝青粘附性很藥差，需要采取措施。對集料形狀、破碎面與潔凈程度的要求（教材表7-2）2）使用中應(yīng)注意的幾個問題高質(zhì)量的石料，致密、粗糙集料的技術(shù)要求有兩類加工特性資源特性（石料的品種、產(chǎn)地所決定的材質(zhì)、強(qiáng)度、密度等）集料技術(shù)要求的指標(biāo)是針對集料產(chǎn)品的規(guī)格第二節(jié)SMA材料選擇2.細(xì)集料1）質(zhì)量技術(shù)要求粒徑在2.36mm以下的集料，在SMA中比例不超過10%；細(xì)集料的粗糙度對SMA高溫抗車轍性能影響較大細(xì)集料的缺失會影響混合料的體積參數(shù)，使得壓實(shí)混合料的空隙率與VMA都增多，從而導(dǎo)致路面抗?jié)B性減弱。細(xì)集料的要求（表7-3，P139）宜采用專用的細(xì)料破碎機(jī)（制砂機(jī)）生產(chǎn)的機(jī)制砂。使用普通石屑，需要采用與瀝青粘附性好的石灰?guī)r石屑，不含雜質(zhì)與天然砂并用，需要控制天然砂的用量（＜機(jī)制砂或石屑）2）國外對細(xì)集料的質(zhì)量要求細(xì)集料粗糙度標(biāo)征：棱角性表面紋理第二節(jié)SMA材料選擇潔凈程度，根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范，對于天然砂按水洗法<0.075mm顆粒含量小于3％控制，但是建議在工程中對砂當(dāng)量和亞甲藍(lán)值也進(jìn)行規(guī)定。潔凈程度，對于機(jī)制砂和石屑，當(dāng)為0~4.75mm規(guī)格時宜按照砂當(dāng)量控制，也可以按亞甲藍(lán)值控制。當(dāng)采用0~2.36mm和2.36~4.75mm兩檔控制時，對于2.36~4.75mm無需進(jìn)行砂當(dāng)量或者亞甲藍(lán)值控制，而對于0~2.36mm則宜采用亞甲藍(lán)值控制，如果需要按照砂當(dāng)量值控制則需要將0~2.36mm和2.36~4.75mm兩檔料按配合比比例，配制成0~4.75mm混合料進(jìn)行砂當(dāng)量測試、評價(jià)。對于亞甲藍(lán)值指標(biāo)，宜按照2.5控制，有條件按2控制。對于機(jī)制砂和石屑，還規(guī)定了水洗法<0.075mm顆粒含量小于10的規(guī)定，此指標(biāo)是針對0~4.75mm而言的，對于0~2.36mm則可以適當(dāng)放寬。第二節(jié)SMA材料選擇項(xiàng)目單位技術(shù)要求試驗(yàn)方法表觀相對密度－≥2.50T0328堅(jiān)固性(>0.3mm部分)％≤12T0340水洗法<0.075mm顆粒含量％≤3(天然砂)≤10(機(jī)制砂和石屑)T0333砂當(dāng)量％≥60T0334亞甲藍(lán)值g/kg≤2.5T0349棱角性(流動時間)s≥30T0345第二節(jié)SMA材料選擇二、填料1.質(zhì)量技術(shù)要求SMA填料的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通瀝青混合料填料必須采用石灰石等堿性巖石磨細(xì)的礦粉礦粉必須保持干燥當(dāng)改善瀝青與集料的粘附性時，消石灰粉和水泥的用量不宜超過礦料總質(zhì)量的2%粉煤灰不得作為SMA填料使用礦粉質(zhì)量應(yīng)滿足熱拌瀝青混合料對礦粉的要求（表7-5）。2.對回收粉塵的使用規(guī)定回收粉用來不得大于礦粉總量的25%混用后0.075mm通過部分的塑性值不得大于4。第二節(jié)SMA材料選擇對于黑龍江省低溫較為突出，建議外摻劑采用消石灰以提高粘附性，而不宜采用水泥。消石灰的技術(shù)要求：II級以上鈣質(zhì)消石灰，篩分指標(biāo)同礦粉要求。為了提高消石灰投放效果，宜在礦粉加工工廠按照一定的比例將礦粉和消石灰加工好?，F(xiàn)場需要定期進(jìn)行滴定試驗(yàn)檢測消石灰的用量，其允許差為礦粉和消石灰總質(zhì)量的±2％。第二節(jié)SMA材料選擇項(xiàng)目單位技術(shù)要求試驗(yàn)方法表觀相對密度－≥2.50T0352含水量％≤1T0103粒度范圍<0.6mm<0.15mm<0.075mm％10090~10070~100T0351外觀－無團(tuán)粒結(jié)塊－親水系數(shù)－<1T0353塑性指數(shù)％≤4T0118或T0119加熱安定性－實(shí)測記錄T0355第二節(jié)SMA材料選擇三、瀝青結(jié)合料要求瀝青具有較高的粘度，與集料具有良好粘附性，應(yīng)采用比當(dāng)?shù)仄胀岚铻r青混合料所用瀝青硬一級的瀝青。對高速公路、承受繁重交通的道路、夏季特別炎熱或冬季特別寒冷地區(qū)的道路，最好采用改性瀝青。當(dāng)以抗車轍能力為主要目標(biāo)時，改性瀝青軟化點(diǎn)最好高于當(dāng)?shù)啬曜罡呗访鏈囟取?.瀝青的分級（針入度或粘度）美國Superpave性能分級PG（表7-7）27美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)瀝青PG分級PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)StrategicHighwayResearchProgram(SHRP)SuperiorPerformingAsphaltPavement(Superpave)——Thebrief

IntroductionofStratagemHighwayResearchingPlan(SHRP)inAmerica

美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃(SHRP)是1987年由美國國會通過的一項(xiàng)為期5年（1988-1992）的研究計(jì)劃，其投資總額為1.5億美元，目的是改善其國家道路的使用性能和耐久性，使得這些道路對使用者及其維護(hù)者都更加安全。該計(jì)劃的資金來自聯(lián)邦資助公路基金的0.25％的預(yù)留費(fèi)。開發(fā)及評價(jià)道路施工、養(yǎng)護(hù)、管理創(chuàng)新技術(shù)的工作都以合同的形式委托給了大學(xué)、咨詢機(jī)構(gòu)和研究人員。研究成果分為四大部分：瀝青、混凝土及結(jié)構(gòu)、路面性能、公路管理等。1991年ISTEA(水路運(yùn)輸功效聯(lián)合法案

)提供了1.08億美元，由聯(lián)邦公路管理局(FHWA)管理，主要是用6年的時間幫助各州及公路行業(yè)把SHRP的成果推廣應(yīng)用并繼續(xù)路面長期性能(LTPP)的研究。如今，已開發(fā)的SHRP技術(shù)每年可以為美國節(jié)約大量的資金。聯(lián)邦公路管理局已開發(fā)出一個有效的、創(chuàng)新的、靈活的實(shí)施計(jì)劃，并承諾和公路行業(yè)的合作伙伴一起盡快地、有效地發(fā)揮這些效益。28PG分級PG64-22PerformanceGrade（性能等級）平均7天最高路面溫度年極端最低路面溫度SHRP標(biāo)準(zhǔn)是唯一的一個基于道路所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)的性能標(biāo)準(zhǔn)，其物理特性要求相同，但是其試驗(yàn)溫度隨特定條件的改變而改變。針入度分級

（1）針入度

（2）軟化點(diǎn)

（3）延度我國瀝青指標(biāo)體系就是以三大指標(biāo)等經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)為核心的指標(biāo)體系。29美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)高溫等級低溫等級PG46-34，40，46PG52-10，16，22，28，34，40，46PG58-16，22，28，34，40PG64-10，16，22，28，34，40PG70-10，16，22，28，34，40PG76-10，16，22，28，34PG82-10，16，22，28，3430美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)按照路面的設(shè)計(jì)溫度，將瀝青分為7個高溫等級及相應(yīng)的低溫亞級，高溫等級每6℃為一級；低溫亞級-10~-46℃，每-6℃為一級。性能施工流動性高溫穩(wěn)定性抗疲勞性能低溫抗裂要求旋轉(zhuǎn)粘度<3Pa.sDSRG*/sinδ>2.2kPaDSRG*xsinδ<5000kPaBBR蠕變勁度S<300MPa,m>0.3

DTT直接拉伸破壞應(yīng)變>1.0%試驗(yàn)溫度135℃最高溫度中間溫度最低溫度31美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)SHRP提出了對用于各種環(huán)境的瀝青膠結(jié)料應(yīng)采用統(tǒng)一的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，即雖然在不同的使用環(huán)境條件下，但對其高溫性能、低溫性能、疲勞等性能的要求是相同的；所不同的是此性能的檢測條件應(yīng)與其實(shí)際使用條件相同。

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(旋轉(zhuǎn)粘度)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(閃點(diǎn))FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34平均7天最高路面溫度oC最低路面溫度,oC

(壓力老化)PAV原樣瀝青結(jié)合料>1.00kPa

<5000kPa

>2.20kPa

S<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(動態(tài)剪切流變)DSRG*/sin

(動態(tài)剪切流變,DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC323.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL<5000kPa>2.20kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC5864TestTemperatureChanges>1.00kPa333.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL<5000kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

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3

Pa.s

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135oC>230oCCEC>1.00kPa>2.20kPaUnagedRTFOAged4.2PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)343.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa>2.20kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC<5000kPaPAVAged353.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標(biāo)準(zhǔn)PG瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa<5000kPa>2.20kPa20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCECS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%PAVAged362.Superpave性能分級中瀝青溫度特性的測試方法高溫和中溫流變特性：動態(tài)剪切流變儀DSR低溫流變特性：彎曲梁流變儀BBR性能試驗(yàn)原樣瀝青:代表施工前的運(yùn)輸、裝卸和儲存時期的瀝

青特性。旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化：模擬瀝青拌和與鋪裝過程中的

熱老化：壓力老化：模擬熱拌瀝青路面在服務(wù)壽命中的

長期老化。

Superpave結(jié)合料規(guī)范全面考慮了結(jié)合料的高、中、低溫性能、老化性能與施工特性，而且根據(jù)工程的交通荷載與氣溫條件確定結(jié)合料的性能等級，比較科學(xué)合理，代表了當(dāng)代瀝青技術(shù)的先進(jìn)水平。動態(tài)剪切流變儀DSR彎曲梁流變儀BBR旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)RTV直接拉伸儀DTT38美國SHRP瀝青測試方法三、瀝青結(jié)合料

3.SMA對瀝青性質(zhì)的要求（《SMA技術(shù)指南》）（5點(diǎn)）（1）必須具有較高的粘度，與集料有良好的粘附性，保證有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫韌性。對高速公路等承受繁重交通的重大工程，夏季特別炎熱或冬季特別寒冷地區(qū)，宜采用改性瀝青。（2）不使用改性瀝青時，瀝青質(zhì)量必須符合“重交通道路瀝青技術(shù)要求”，并采用比當(dāng)?shù)爻Ｓ脼r青標(biāo)號稍硬1級或2級的瀝青。

（3）使用改性瀝青時，基質(zhì)瀝青必須符合“重交通道路瀝青技術(shù)要求”。

（4）用于SMA的聚合物改性瀝青質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求。

（5）各類改性瀝青改性劑的合理劑量，除特殊情況外，宜在規(guī)定范圍內(nèi)選擇。4.在SMA中使用改性瀝青的問題

SMA路面是否一定采用改性瀝青,與各個國家、地區(qū)的氣候條件和交通條件、經(jīng)濟(jì)實(shí)力有關(guān)。但從發(fā)展趨勢看，使用改性瀝青是一個方向。

SMA的發(fā)源地德國：規(guī)定特殊情況下（高速公路、大交通量道路、炎熱地區(qū)等）應(yīng)使用改性瀝青；

美國多個州：必須使用改性瀝青；

法國、日本、澳大利亞等：鋪筑SMA時大量使用改性瀝青；歐洲南部意大利、葡萄牙炎熱地區(qū)：必須使用改性瀝青；

我國：通常情況下，鋪筑SMA宜同時使用改性瀝青。

5.SMA工程中瀝青的評價(jià)與選擇首先，遵照我國《SMA技術(shù)指南》與瀝青及改性瀝青規(guī)范；同時，建議用Superpave結(jié)合料性能規(guī)范對結(jié)合料進(jìn)行評價(jià)，以選擇最適合的瀝青結(jié)合料。尤其在超出規(guī)范的一些特殊條件下，可以得出合理的結(jié)果。

改性瀝青的性能等級（PG），都是根據(jù)工程的氣候條件，即最高、最低氣溫與交通荷載的數(shù)量和速度選擇確定的。第二節(jié)SMA材料選擇四、纖維穩(wěn)定劑1.纖維穩(wěn)定劑的作用與類型作用：改善瀝青混合料性能，吸附瀝青，減少析漏。纖維在SMA混合料中的作用是吸油、穩(wěn)定、增強(qiáng),并提高高溫抗剪強(qiáng)度。纖維應(yīng)能承受250℃的高溫條件，不變形、不變質(zhì)、不脆化、化學(xué)穩(wěn)定性好、對環(huán)境無污染類型木質(zhì)素纖維礦物纖維聚合物化學(xué)纖維2.木質(zhì)素纖維質(zhì)量技術(shù)要求木質(zhì)素纖維的質(zhì)量，應(yīng)符合下表的技術(shù)要求。其他纖維品種的質(zhì)量可參照國內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)要求執(zhí)行，其長度也不宜大于6mm。3.礦物纖維質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（美國：表7-15）試驗(yàn)內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)纖維長度(mm)≤6灰分含量(%)18±5,無揮發(fā)物PH值7.5±1.0吸油量的5倍≥含水量(%)≤5.0第二節(jié)SMA材料選擇第三節(jié)SMA混合料配合比設(shè)計(jì)方法與原理一、混合料設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求1.設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)工程項(xiàng)目沿線的氣候和交通和在條件，選擇合適的瀝青結(jié)合料與集料，并按照合理的設(shè)計(jì)方法把這些材料組合起來，使得混合料的路用性能滿足氣候與交通條件的要求。對于SMA，配合比設(shè)計(jì)的任務(wù)就是確定粗集料骨架和瑪蹄脂部分各種材料的規(guī)格和比例，以保證真正形成粗集料骨架，骨架的間隙又恰好能填充瑪蹄脂，瑪蹄脂也能真正發(fā)揮膠結(jié)作用使混合料成為整體。第三節(jié)SMA混合料配合比設(shè)計(jì)方法與原理一、混合料設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求2.恰當(dāng)?shù)目障堵蕢簩?shí)混合料空隙率VV是混合料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)，其大小直接影響整個路用性能的好壞。空隙率的大小與路面的使用性能直接有以下規(guī)律：VV＜3%，瀝青路面發(fā)生車轍的概率↑VV≥8%，瀝青路面滲水率急劇增大，容易導(dǎo)致路面早期水損害VV＝8%~12%，混合料中空隙雖多但多未連通，滲進(jìn)的水份停留在路面層中，路面空隙處于水飽和狀態(tài)，車輪荷載作用下產(chǎn)生動水壓力或空隙水壓力，導(dǎo)致早期水損害。VV≥15%，空隙已連通，降水滲入路面后，能迅速橫向排出（OGFC）瀝青混合料考慮高溫車轍以及水損害時對VV的要求VV——3%~7%，設(shè)計(jì)空隙率3%~5%，竣工空隙率小于或等于7%SMA竣工空隙率小于等于6%第四節(jié)SMA混合料配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一、設(shè)計(jì)原則SMA配合比設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下2個原則：SMA必須具有相互嵌擠的粗集料骨架；填充在SMA的粗集料骨架間隙的瀝青混合料，應(yīng)符合最小瀝青用量的要求，馬歇爾試件的空隙率必須在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。第四節(jié)SMA混合料配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)四、瀝青用量1.最小瀝青用量建議值（AASHTO）SMA特點(diǎn)，瀝青用量多，瀝青用量：SMA＞AC＋1%所以需要SMA瀝青用量有一個最低限值德國6.5~7.5%瑞典規(guī)定不小于6.6%美國：60%工程采用6.0%聚合物改性瀝青5.0~6.5%，一般為5.7%礦物纖維增加0.3%有機(jī)纖維增加0.6%AASHTO（表7-24）相對密度每增加0.05，瀝青用量減少0.1%。第四節(jié)SMA混合料配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)四、瀝青用量2.我國對瀝青用量的修改我國氣候條件與美國和德國不同，大部分地區(qū)夏季炎熱，冬季寒冷，SMA在夏季泛油、構(gòu)造深度變小是目前我國最嚴(yán)重的問題。與美國相比，瀝青用量有降低了0.5%左右。在我國的實(shí)際工程中，SMA瀝青用量比普通密級配瀝青混凝土增加1%左右，大都在5.8%~6.1%之間。第七節(jié)SMA路面的施工一、SMA路面施工施工溫度控制施工中各個環(huán)節(jié)的操作溫度可以參照施工技術(shù)規(guī)范推薦值確定，但是每種混合料都具有其特殊性，建議普通瀝青混合料拌和、壓實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)瀝青的等粘溫曲線確定，改性瀝青混合料拌和、壓實(shí)溫度建議由瀝青拌和廠根據(jù)試拌情況及施工經(jīng)驗(yàn)確定。SMA的溫度需要在一般改性瀝青的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高。SMA路面宜在較高的溫度條件下施工，氣溫不宜低于15℃，不得低于10℃

。第七節(jié)SMA路面的施工一般改性瀝青的施工溫度控制（℃）工序聚合物改性瀝青品種SBS類SBR膠乳類EVA、PE類瀝青加熱溫度160～165改性瀝青現(xiàn)場制作溫度165～170－165～170成品改性瀝青加熱溫度，不大于175－175集料加熱溫度190～220200～210185～195改性瀝青SMA混合料出廠溫度170～185160～180165～180混合料最高溫度(廢棄溫度)195混合料貯存溫度拌和出料后降低不超過10攤鋪溫度不低于160初壓開始溫度不低于150碾壓終了的表面溫度不低于90開放交通時的路表溫度不高于50第七節(jié)SMA路面的施工要特別注意低溫下SMA鋪筑，面層一般較薄，低溫下散熱較快，為了保證SMA的鋪筑溫度，需注意以下環(huán)節(jié)：1）集料的加熱溫度宜不低于200℃，如果溫度不夠高，由于冷礦粉和纖維數(shù)量很大，溫度不高，纖維會不能夠充分分散、拌和。2）改性瀝青溫度需要穩(wěn)定，不宜低于170℃。3）無論如何運(yùn)輸中需采用雙層苫布覆蓋。4）壓路機(jī)緊跟碾壓，盡可能高的溫度下完成碾壓。第七節(jié)SMA路面的施工二、施工設(shè)備的要求必須配備齊全施工機(jī)械和配件，做好開工前的保養(yǎng)、調(diào)試和試機(jī)，并保證在施工期間一般不發(fā)生有礙施工進(jìn)度和質(zhì)量的故障。試驗(yàn)路施工應(yīng)配備的主要施工機(jī)械包括：（1）瀝青混合料拌和機(jī)：配有熱貯料倉，單機(jī)產(chǎn)量宜不少于240t/h，增加纖維(和消石灰，必要時)投放口，配有良好的打印裝置，生產(chǎn)過程要求實(shí)時打印；（2）攤鋪機(jī)：履帶式攤鋪機(jī)2臺以上；（3）壓路機(jī)：重型振動壓路機(jī)3～4臺，10t雙鋼輪壓路機(jī)1～2臺。第七節(jié)SMA路面的施工三、拌和拌和機(jī)應(yīng)配備專用的纖維穩(wěn)定劑投料裝置，直接將纖維自動加入拌和機(jī)的拌和鍋或稱量斗中。根據(jù)纖維的品種和形狀的不同，可采取不同的添加方式。添加纖維應(yīng)與拌和機(jī)的拌和周期同步進(jìn)行。松散的絮狀纖維應(yīng)采用風(fēng)送設(shè)備自動打散上料，并在礦料投入后干拌及噴入瀝青的同時一次性噴入拌和機(jī)內(nèi)。顆粒纖維宜在集料投入后立即加入，經(jīng)5～8s的干拌，再投入礦粉，總的干拌時間應(yīng)比普通瀝青混合料增加5～10s。添加消石灰、水泥等外摻劑時，宜增加粉料倉，也可由專用管線和螺旋升送器直接加入拌和鍋，若與礦粉混合使用時應(yīng)注意二者因密度不同發(fā)生離析。拌和機(jī)的礦粉倉應(yīng)配備振動裝置以防止礦粉起拱。拌和過程中，回收粉塵的用量不得超過礦粉總用量的25%。對逸出及廢棄的粉塵，應(yīng)添加礦粉補(bǔ)足，使0.075mm通過率達(dá)到配合比設(shè)計(jì)要求。拌和的SMA混合料應(yīng)當(dāng)天生產(chǎn)當(dāng)天使用。第七節(jié)SMA路面的施工第七節(jié)SMA路面的施工四、運(yùn)輸拌和機(jī)向運(yùn)料車放料時，為減少瀝青混合料顆粒離析，應(yīng)盡量縮短出料口至車廂的下料距離，保持50cm為宜，且裝料宜分三次以上進(jìn)行，分3個不同的位置往卡車中裝料，第1次裝料靠近車廂的前部，第2次裝料靠近后部車廂門，第3次裝料在中間，以減少粗細(xì)集料的離析。SMA混合料在運(yùn)輸、等候過程中，如發(fā)現(xiàn)有瀝青結(jié)合料沿車廂板滴漏等情況，應(yīng)停止卸料、采取相應(yīng)措施。第七節(jié)SMA路面的施工五、攤鋪不得在雨天或下層潮濕的情況下鋪筑SMA路面。攤鋪機(jī)宜采用非接觸式平衡梁。必須采用2臺攤鋪機(jī)攤鋪，而不能用全幅攤鋪機(jī)攤鋪。對于上坡路段應(yīng)該使得攤鋪方向與行車方向一致，即沿坡角向坡頂方向攤鋪。攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)該嚴(yán)格控制在1～3m/min。當(dāng)拌和樓供料不足時，宜采用運(yùn)料車集中等候、集中攤鋪，盡量減少攤鋪機(jī)停頓次數(shù)，此時攤鋪機(jī)每次應(yīng)將剩余的混合料鋪完，做好臨時接頭。改性瀝青時，粘度高，攤鋪?zhàn)枇Υ?。?dāng)下層灑布粘層油時，一般的輪胎式攤鋪機(jī)將會頂不動運(yùn)料車，產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，所以需用履帶式攤鋪機(jī)攤鋪。連續(xù)攤鋪過程中，攤鋪機(jī)不必收料斗，攤鋪機(jī)料斗應(yīng)在刮板尚未露出（尚有約10cm厚的熱料）時，下一輛運(yùn)料車立即開始卸料，使新料與受料斗中剩余的粗料多的混合料一起輸送到分料室，螺旋分料器布料過程中可使新舊混合料較好拌和，做到連續(xù)供料，并避免粗料過于集中。第七節(jié)SMA路面的施工第七節(jié)SMA路面的施工第七節(jié)SMA路面的施工六、碾壓SMA路面宜采用鋼筒式壓路機(jī)或振