1、,SMA路面,學(xué)習(xí)情境 瀝青類路面施工,SMA路面,參考規(guī)范,瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南(SHC F40012002) 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004 ）,瀝青瑪蹄脂碎石混合料，在歐洲被稱為Split Mastic Asphalt，美國稱之為Stone Mastic Asphalt，其意義為用瀝青瑪蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。,一、SMA瀝青混合料路面簡介,由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細集料以及較多量的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂，填充于間斷級配的粗集料骨架的間隙，組成一體形成的瀝青混合料，簡稱SMA。,發(fā)展歷史,瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是近年來出現(xiàn)的一種新型

2、瀝青混合料，以其優(yōu)良的抗車轍性能和抗滑性能聞名于世。 第一條SMA路面始建于60年代中期的德國。,（1）第一條SMA路面始建于60年代中期的德國，是德國在澆注式瀝青混凝土的基礎(chǔ)上為解決車轍問題而發(fā)展起來的新型材料。 （2）80年代起，SMA首先在北歐的瑞典、芬蘭等國得到廣泛應(yīng)用。 （3）英國從1994年開始修建SMA路面。 （4）丹麥、挪威、瑞典以及荷蘭、奧地利、捷克等國自1982年開始廣泛采用。 （5）挪威從1985年開始修筑SMA路面。 （6）荷蘭自1987年起使用SMA。 （7）意大利從1991年起將SMA用于高等級公路的磨耗層。 （8）葡萄牙SMA的應(yīng)用始于1994年。 （9）1990

3、年9月美國到歐洲考察改性瀝青及SMA技術(shù)，1991年去歐洲學(xué)習(xí)SMA技術(shù)，在1996年開始廣泛應(yīng)用SMA技術(shù)。,發(fā)展歷史,我國瀝青混凝土路面的歷史還很短，僅在10多年前，我國的瀝青路面尚以表面處治、貫入式路面及瀝青碎石路面為主要形式。隨著高等級公路建設(shè)的發(fā)展，瀝青砼路面一躍而成為瀝青路面的主要形式。 國民經(jīng)濟高速發(fā)展而帶來的交通量迅速增大，車輛大型化、超載嚴(yán)重，車輛渠道化等，使瀝青路面面臨考驗。許多高速公路瀝青路面建成不久就不能適應(yīng)交通的需要，早期破壞的情況時有發(fā)生，如高溫車轍變形，水損害破壞，路面溫縮裂縫，抗滑性能不好等。,瀝青路面普遍存在著設(shè)計年限內(nèi)由于其它原因而發(fā)生的早期破壞。 （1）縱

4、向或橫向的永久性變形，夏季高溫期在重載作用下造成流動性車轍，縱向平整度下降。 （2）冬季瀝青路面的橫向開裂，主要是溫縮裂縫。 （3）雨季或春融季節(jié)出現(xiàn)的坑槽，即水損害破壞。 SMA路面的研究為滿足這些要求提供了可能。,（1）1991年我國政府引進奧地利RF集團的NOVOPHALT技術(shù)時，北京市公路局組織專家對歐洲奧地利、意大利等國家進行了技術(shù)考察，1992年在建設(shè)首都機場高速公路過程中，首次提出使用改性瀝青，SMA技術(shù)。 （2）吉林省公路局1993年9月在吉林省梅河口首次使用德國木質(zhì)纖維鋪筑了SMA試驗路。 （3）江蘇省連云港市高速公路建設(shè)指揮部于1994年10月在南京至連云港的一級公路上也使

5、用了德國木質(zhì)纖維鋪筑了300m試驗路。 （4）南通市1996年及1997年在寧通高速公路和南通區(qū)先后鋪筑了三十多公里SMA試驗路。,SMA國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r,（5）河北省、遼寧省也在1996-1997年間鋪筑了SMA試驗路。 （6）1998年山東省在泰安、上海市在浦東、湖北省在黃黃高速公路分別鋪筑了試驗段。 （7）1998年起首先在北京市、遼寧、吉林、河北、山東、山西、江蘇、廣東、四川、青海、湖北、上海、內(nèi)蒙等省區(qū)開始推廣應(yīng)用。,SMA路面通過采用木質(zhì)素纖維或礦物纖維穩(wěn)定劑、增加礦粉用量、瀝青改性等技術(shù)手段，組成瀝青瑪蹄脂，瀝青瑪蹄脂可以使瀝青的感溫性變小，瀝青用量增加，由它填充間斷級配碎石集料中的

6、空隙，從而使混合料既能保持間斷級配瀝青混合料表面性能好的優(yōu)點，又能克服其耐久性差的缺點，尤其是能使混合料的高溫抗車轍能力、低溫抗裂性能、耐疲勞性能和水穩(wěn)定性等各種路用性能大幅度提高。,SMA的組成特點和基本特征,SMA是由瀝青瑪碲脂填充間斷級配的碎石骨架組成的骨架嵌擠型密實結(jié)構(gòu)混合料，它的最基本組成是碎石骨架+瀝青瑪蹄脂,間斷級配 礦粉用量多，使其能在混合料中加入較多的瀝青，同時還使用了穩(wěn)定添加劑。 瀝青用量高，比普通瀝青混合料要高出1以上，并要求其具有較高的粘結(jié)力，通常選用針人度小、軟化點高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青，如能采用改性瀝青，可進一步改善高低溫變形性能及與礦料的粘附性。,SMA的組成特點

7、,與傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土比較，SMA具有如下特點： (1)較高的穩(wěn)定性 SMA具有比密級配瀝青混凝土更高的抗車轍能力。,(2)較高的疲勞壽命 混合料的空隙率和瀝青用量與疲勞壽命的關(guān)系極大，而空隙率小、瀝青含量高正是SMA混合料的顯著特點。SMA中碎石所包裹的瀝青膜較厚，有效地減小了混合料的空隙率。此外，高瀝青含量的SMA混合料所產(chǎn)生的疲勞破壞，在夏季行車作用下具有自動愈合的能力。 (3)較好的耐久性 SMA不易松散，抵抗溫度裂縫和荷載裂縫的性能好。其優(yōu)異的耐久性來源于瀝青瑪蹄脂的不透水性，由于其滲透性小，空氣及水的滲入量小，從而減緩了瀝青的氧化過程，提高了耐久性。,(4) 抗磨耗及抗滑能力 S

8、MA含有高比例、高品質(zhì)的粗集料，使其具有較大的表面構(gòu)造深度和抗磨耗能力。 (5) 平整度和能見度 SMA的高溫穩(wěn)定性使路面穩(wěn)定，具有良好的平整度和行車舒適性。SMA還能減少燈光的反射，減小雨中行車的水霧，從而提高了路面能見度和行車安全。 (6) 經(jīng)濟效益 SMA的單位價格比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土高，但由其較高的穩(wěn)定性及較高的疲勞壽命，使SMA的使用壽命比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土高出30一40，若考慮到有效使用年限、維修費用及使用者費用，折算成年平均成本時，SMA比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土更經(jīng)濟，特別是在高溫重載、大交通量的條件下，SMA更具有較高的經(jīng)濟效益。,SMA對瀝青路面的各種性能都有所改善，尤其以

9、抗車轍性能及耐久性的改善效果最為顯著。1998年歐洲瀝青路面協(xié)會(EAPA) 對SMA路面的應(yīng)用情況總結(jié)和歸納如下： 具有良好的表面功能，抗滑，車轍小，平整度高，噪音小，能見度好。 增加了路面抗變形能力，不透水，使用壽命長，維修養(yǎng)護工作量小。 減薄表面層厚度，易于施工和重建，維修重建對交通的影響小。,- F1方程式賽車跑道 - 高速公路與城市快速路、干線道路的抗滑表層 - 高寒地區(qū)、防止溫縮裂縫 - 機場跑道、立交橋、匝道 - 公路重交通路段，重載及超載車多的路段 - 高溫多雨地區(qū)路面、停車場 - 橋面鋪裝，特別是鋼橋面鋪裝 - 城市道路的公交車專用道 - 城市道路交叉口，公共汔車站、停車場、

10、貨場、港口碼頭 -城鎮(zhèn)地區(qū)需要降低噪音的路段，如學(xué)校、醫(yī)院、居民區(qū),SMA的應(yīng)用,嵌擠的骨架高溫穩(wěn)定性好，抗車轍能力強 粗集料用量多路表粗糙抗滑、行車安全 空隙率較小抗水害、耐老化 瀝青用量多抗裂性好,SMA結(jié)構(gòu),SMA,SMA16路面,哈雙線SMA路面攤鋪現(xiàn)場,二、SMA混合料組成,集料 纖維增強劑 瀝青結(jié)合料,（一）SMA混合料的技術(shù)特性 1高溫穩(wěn)定性 （1）粗集料骨架和瀝青瑪蹄脂兩個部分組成； （2）粒徑4.75mm的粗集料高達70%80%，礦粉用量為10%左右，細集料較少 （3）因骨架作用，抵抗荷載變形能力較強，高溫條件下，有著較強的高溫抗車轍能力。,2 低溫抗裂性 當(dāng)溫度下降時，瀝青

11、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，有利于提高瀝青路面抗裂性。 3 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。此外，SMA混合料空隙率較小，瀝青于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；又由于SMA混合料不透水，對中、下面層和基層有著較好的保護作用和隔水作用，使瀝青路面保持較高的整體強度和穩(wěn)定性。,4、表面特征 SMA混合料一方面要求使用堅硬、粗糙、耐磨的高質(zhì)量碎石，一方面采用間斷級配的礦料，壓實后表面形成的構(gòu)造深度大，這使得瀝青面層具有

12、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。,（二）SMA混合料的組成材料及其技術(shù)要求 由于SMA混合料的骨架結(jié)構(gòu)特性以及對它較高的性能要求，其組成材料的質(zhì)量除了應(yīng)滿足普通熱拌瀝青混合料組成材料的基本要求外，還應(yīng)滿足一些特殊的要求。, 集料,間斷性級配 以4.75mm以上的粗集料為主，其中4.7513mm的比例高達70%80%，礦粉用量達8%12%； 由于通過0.075mm篩孔的礦粉很多，使SMA的空隙率比較低，因此也完全不同于開級配瀝青混合料OGFC。 骨架密實結(jié)構(gòu),瀝青瑪蹄脂碎石混合料礦料級配范圍,SMA對粗集料質(zhì)量要求比較高，骨料要求堅硬、耐磨，顆粒形狀接近立方體，

13、表面構(gòu)造粗糙，針片狀顆粒含量少，以便在交通荷載作用下，集料間能保持連鎖緊密。適量的粗集料可使動穩(wěn)定度達到最大值，比普通瀝青路面提高一倍左右。 用于SMA混合料中的粗集料是高質(zhì)量的軋制碎石，其巖石應(yīng)堅韌，具有較高的強度和剛度，如玄武巖、砂巖、花崗巖等石料。應(yīng)嚴(yán)格控制集料中的針狀顆粒含量，集料的顆粒形狀應(yīng)接近立方體，富有棱角，紋理粗糙，必須采取有效的抗剝落措施。,瀝青路面表層用粗集料的技術(shù)要求,細集料是瀝青瑪蹄脂的一部分，要求清潔、堅硬、表面粗糙，且只能含有少量的軟料或有害物質(zhì)。用于SMA礦粉數(shù)量較多，所以礦粉的質(zhì)量及級配對混合料的性能起了非常重要的作用，要求粉料干凈、疏松；一般選用磨細石灰粉。

14、細集料最好使用堅硬的機制砂，也可以從潔凈的石屑中篩取粒徑范圍0.53mm部分作為制砂使用。當(dāng)采用普通石屑作為細集料時，宜采用石灰?guī)r石屑，石屑中不得含有泥土類雜物。當(dāng)與天然砂混用時，天然砂的含量不宜超過機制砂或石屑的比例。細集料質(zhì)量除了滿足普通熱拌瀝青混合料對細集料的要求外，棱角性最好大于45%。, 纖維增強劑,添加纖維的目的： 增加砂漿穩(wěn)定性 避免運輸和攤鋪過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象 可以使混合料加入較多的瀝青，增厚瀝青膜，從而提高路面的耐久性。,有機纖維（木質(zhì)素纖維） 無機纖維（礦物纖維）。,玄武巖纖維,纖維穩(wěn)定劑的摻加比例以瀝青混合料總量的質(zhì)量百分率計算，通常情況下用于SMA路面的木質(zhì)素纖維不宜低

15、于0.3，礦物纖維不宜低于0.4，必要時可適當(dāng)增加纖維用量。纖維摻加量的允許誤差宜不超過5。 纖維應(yīng)在250的干拌溫度不變質(zhì)、不發(fā)脆，使用纖維必須符合環(huán)保要求，不危害身體健康。纖維必須在混合料拌和過程中能充分分散均勻。,3 瀝青結(jié)合料,要求瀝青具有較高的粘度，與集料有良好的粘附性。 普通瀝青：質(zhì)量必須符合技術(shù)要求，并應(yīng)采用比當(dāng)?shù)爻Ｓ脽岚铻r青混合料所用瀝青硬一級的瀝青。南方炎熱地區(qū)可以采用AH-70,寒冷地區(qū)用AH-70 或AH-90。 改性瀝青：對于高速公路、承受繁重交通的重大工程道路、夏季特別炎熱活冬季特別寒冷地區(qū)的道路。當(dāng)以提高瀝青混合料抗車轍能力作為主要目標(biāo)時，改性瀝青的軟化點最好高于當(dāng)

16、地年最高路面溫度。,改性瀝青,改性瀝青是摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、天然瀝青、磨細的橡膠粉或者其他材料等外摻劑（改性劑），使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。用它鋪設(shè)的路面有良好的耐久性、抗磨性，實現(xiàn)高溫不軟化，低溫不開裂。,SBS改性瀝青：高溫、低溫性能都好，且有良好的彈性恢復(fù)性能，采用軟化點、5低溫延度、回彈率作為主要指標(biāo)。 SBR改性瀝青：低溫性能較好，以5低溫延度作為主要指標(biāo)。另外粘韌性試驗對評價SBR改性瀝青特別有價值。 EVA及PE改性瀝青：高溫性能改善明顯，以軟化點作為主要指標(biāo)。,SBS改性瀝青,在瀝青粘合劑中添加SBS(熱塑彈性體)為路面鋪筑設(shè)計開創(chuàng)了新局面,

17、如低噪音透水性瀝青、超薄瀝青敷層和瀝青瑪蹄脂(SMA)的應(yīng)用。SBS固有的廣泛可塑性、強韌彈性,能有效地提高瀝青在高溫下抗變形和低溫下抗裂、抗松散能力和改善抗車轍性能。,SBS改性瀝青切片,優(yōu)點,耐高溫，抗低溫，適應(yīng)性強； 韌性好，抗疲勞，增大路面承載能力； 抗水、油和紫外線輻射，延緩老化； 性能穩(wěn)定，使用壽命長，降低養(yǎng)護費用。,缺點,原料質(zhì)量要求高 施工工藝復(fù)雜 工程造價高 穩(wěn)定劑用量較大,SMA的瀝青用量比普通級配熱瀝青混合料要多，這是由于在SMA混合料中加入大量的礦粉及少許纖維所致；一般要求選用針入度小、軟化點高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青或改性瀝青，因此，用聚合物改性瀝青通常也被用于SMA，尤

18、其是鋪筑在重交通道路上的混合料。,三、SMA混合料配合比設(shè)計,目標(biāo)配合比，生產(chǎn)配合比，試拌試鋪驗證標(biāo)準(zhǔn)配合比，三個階段 SMA的配合比設(shè)計采用馬歇爾試件的體積設(shè)計方法 。 瀝青瑪蹄脂碎石路面厚度不小于集料公稱最大粒徑的2.5倍。,SMA目標(biāo)配合比設(shè)計流程,總結(jié)：什么是SMA？,SMA是一種間斷級配瀝青混合料 對材料（集料、粘結(jié)料）要求高 需要摻加纖維增強劑 不僅承載能力提高、耐久性增強，而且使用性能全面提高 綜合SMA特點，可歸結(jié)為三多一少： 粗集料、礦粉、瀝青結(jié)合料多，細集料少,SMA的技術(shù)要求,（一）SMA的拌制,SMA混合料只限當(dāng)天使用 改性瀝青和SMA混合料的拌和時間應(yīng)適當(dāng)延長。 生產(chǎn)

19、添加纖維的瀝青混合料時，纖維必須在混合料中充分分散，拌和均勻。拌和機應(yīng)配備同步添加投料裝置，松散的絮狀纖維可在噴入瀝青的同時或稍后采用風(fēng)送設(shè)備噴入拌和鍋，拌和時間宜延長5s以上。顆粒纖維可在粗集料投入的同時自動加入，經(jīng)510s的干拌后，再投入礦粉。,四、SMA路面施工,由于SMA瀝青混合料的瀝青瑪蹄脂的粘性較大，運輸車的車廂底部要涂較多的油水混合物，而且為了防止運輸車表面混合料結(jié)成硬殼，運輸車運輸過程中必須加蓋油布，同時車輛要適當(dāng)增加。,（二）SMA的運輸,宜使用履帶式攤鋪機 攤鋪機必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪，攤鋪速度宜宜放慢至13m/min。 攤鋪機應(yīng)采用自動找平方式 ，宜采用非接觸式

20、平衡梁。 攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)試驗路的數(shù)據(jù)來確定（通常1.151.20）。,（三） SMA的攤鋪和碾壓成型,瀝青混合料的最低攤鋪溫度,除瀝青用量較低，經(jīng)試驗證明采用輪胎壓路機碾壓有良好效果外，不宜采用輪胎壓路機碾壓，以防將瀝青結(jié)合料搓揉擠壓上浮。 SMA路面宜采用振動壓路機或鋼筒式壓路機碾壓。振動壓路機應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，即緊跟在攤鋪機后面，采取高頻率、低振幅的方式慢速碾壓。如發(fā)現(xiàn)SMA混合料高溫碾壓有推擁現(xiàn)象，應(yīng)復(fù)查其級配是否合適。,SMA的碾壓,SMA碾壓注意事項：,（1）為了防止混合料粘輪，可在鋼輪表面均勻灑水使其保持潮濕，水中摻少量的清洗劑或其它適當(dāng)?shù)牟牧?。但要防止過量灑水引起混合料溫度的驟降。（2）壓路機碾壓時相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/31/4輪寬，碾壓工作面長度3050m。 （3）由于SMA混合料使用了ABS改性瀝青且瀝青含量高，因而粘度大，不得使用輪胎式壓路機碾壓，以防止粘輪及輪胎揉搓造成瀝青瑪蹄脂擠到表面而達不到壓實效果。 (4)防止過度碾壓。,SMA施工常見問題及其處理,溫度控制,瀝青含量的控制,油斑,過碾壓,各種材料加熱溫度控制,瀝青加熱溫度160165 現(xiàn)場制作溫度165170 加工最高溫度175 集料加熱溫度190200 混合料出場溫度175185 混合料最高溫度（廢棄溫度）195 攤鋪溫度不低于160 初壓開始溫度不低于150，復(fù)壓