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1、SMA路面性能及施工 论文导读：鉴于SMA路面具有比传统沥青混凝土（AC）路面无可比拟的优越性，并表现为沥青路面的发展趋势，因此，应用这一新型路面技术，对提高重交通道路的性能和使用寿命，改善公路交通和环境，无疑具有重要意义。SMA混合料施工所用的生产装置、运输车辆、摊铺机械与压实机具，均与传统密集配沥青混凝土相同。关键词：沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)，性能，施工，沥青混凝土路面0.绪论SMA路面在欧洲已经成功使用20多年了，美国和加拿大在1999年引进这一技术，并得到迅速发展，我国今年也在高速公路、机场跑道和大跨径桥梁钢桥面上开始应用SMA技术，已取得一定效果。鉴于SMA路面具有比传统沥青混
2、凝土（AC）路面无可比拟的优越性，并表现为沥青路面的发展趋势，因此，应用这一新型路面技术，对提高重交通道路的性能和使用寿命，改善公路交通和环境，无疑具有重要意义。论文发表。一系列与正则模型相应的理论和软件。1.SMA路面的功能特性SMA混合料是一种热铺的密实型断级配沥青混合料，一般用于沥青路面的表面层（磨耗层）。SMA混合料由大量的粗集料（粒径大于4.75mm）、较多的沥青混合料和矿质填料（矿粉）以及少量细集料（砂）组成，大量的粗集料构成坚固的骨架结构，而由沥青、填料、稳定剂和细集料组成的沥青玛蹄脂（胶泥）填充粗集料骨架的空隙。SMA混合料路面的高温车辙抗力，主要来源于粗集料间的相互嵌锁作用和
3、沥青玛蹄脂的高温劲度；优良的耐久性（抗裂与抗老化）则主要取决于含量高的沥青结合料和沥青胶泥的特性，集料的高品质也有重要作用；SMA路面具有均匀粗糙的表面结构，表征其优良的抗滑性能。为了研究SMA路面的路用特性，上海同济大学及上海市政府研究院进行了室内系统试验，其结果表明SMA混合料比普通的沥青混合料（AC）具有更为优越的路用性能。1.1 高温稳定性沥青混合料是典型的粘弹性体，在高温下弹性降低，粘性、塑性增强；在车轮荷载作用下，会产生车辙拥包、推挤等永久变形，影响路面的平整度，降低行车的舒适性和安全性。评价沥青混合料高温稳定性试验以轮辙试验最为直观，而且与实际受力状态一致。1.2 低温性能引起沥
4、青路面低温开裂主要有两个原因：一是低温缩裂，随着温度降低，收缩应力超过混合的允许拉应力便出现开裂；二是由于路面在反复的降温和升温过程中，因受疲劳作用而导致强度降低，混合料出现裂缝。通常采用低温劈裂试验和小梁弯拉试验来评价SMA混合料的低温性能。劈裂试验结果见图2.3SMA混合料劈裂强度与劈裂模量（MPa）图2.3图从图2.3实验数据可以看出1.SMA混合料低温下的劈裂强度和劈裂模量均比较低，说明SMA混合料的地温柔性比AC混合料好。2、SMA混合型比型劈裂强度高，劈裂模量也高。从低温性能出发,I型不如型好，这是因为型混合料的空隙率大，需要较多的玛蹄脂填充，结果有利于低温柔韧性的进一步改善。3、
5、SMA混合料粒径的大小（既SMA13与SMA16比较）其劈裂强度或模量差别不大，表明两种类型的混合料低温性能无明显区别。4、使用改性沥青的SMA混合料劈裂强度有所提高，而劈裂模量有所降低，说明使用SBS改性沥青有利于进一步改善SMA混合料的低温性能。美国K.D.stuart通过间接拉伸试验也得到sMA混合料的抗拉强度和模量，均比Ac混合料低，认为混合料低温模量越小，则低温抗裂性越好，低温强度小，抗裂性越好。1.3水稳定性SMA混合料的沥青含量高，沥青膜厚，从理论上来说应具有良好的水稳性。1.SMA混合料无论冻融前还是冻融后，劈裂强度都较AC型混合料低;2.SMA混合料型的劈裂强度比型要高；1.
6、4耐疲劳性能路面在车轮荷载长期作用下会长生疲劳破坏，表现为路面出现裂缝。疲劳试验采取间接拉伸试验，试验结果列于图2.7SMA间接拉伸疲劳试验 图2.7试验表明，在同一应力水平下，SMA混合料的疲劳寿命比AC混合料大40%75%，而型SMA比型SMA的疲劳寿命大.因为SMA混合料富含沥青玛蹄脂,如果采用应变控制的试验方式,则更能显示SMA混合料的耐疲劳性能.美国佐治兖州公路局的疲劳试验结果是,SMA混合料的疲劳寿命是AC混合料的4-5倍,而且细级配的SMA比粗级配的疲劳寿命大30%50%.1.5抗滑性沥青路面其抗滑性能主要取决于两个主要因素：集料类型选择和表面构造设计。SMA混合料要求使用优质耐
7、磨光集料，石料磨光值（BPN）要求大于42，因为具有较高的磨光值的集料将抵抗交通作用的磨光，并保证在较长试件内保持抗滑性。SMA混合料由于采用间断级配，在表面形成大的孔隙，具有较大的构造深度，抗滑性能好，同时还具有降低噪声及减少水漂、溅水和夜间眩光的作用。SMA路面的构造深度(TC)可达1.5-2.0mm，大大高出规范要求值TC0.55mm的要求。2. SMA混合料施工SMA混合料施工所用的生产装置、运输车辆、摊铺机械与压实机具，均与传统密集配沥青混凝土相同。但SMA混合料的施工特性与施工工艺具有自身的特点。SMA混合料在运输和摊铺过程中，不会出现粗细集料的离析，但容易发生沥青结合料的析漏下娘
8、。SMA混合料的可压缩性很小，其压实特性和压实方法与传统AC混合料有很大不同。2.1混合料的拌制2.1.1高等级道路的沥青混凝土应采用能自动计量的间歇式或连续式拌和机拌和。但当工程材料供应来源或质量不稳定时，不宜采用连续式拌和机。2.1.2SMA混合料需要外加填料的数量很大，大部分间歇式生产装置并不具备这样的操作能力。因此，有必要配置有做狗能力的填料传输系统，可用机械方式或压缩空气方将填料通过管道准确直接的送入称料仓。纤维的加入，可用手工将易熔塑料袋包装的松纤维直接加进间歇式装置的装置拌和机。聚合物加入方式有两种：一种是将聚合物预先以工厂化方式生产成改性沥青，然后与集料拌和成混合料，如SBS改
9、性沥青；另一种是将粉状或粒状的聚合物在与沥青和前，限于热集料拌和，如聚烯烃，其熔点在90C100%.2.1.3沥青加热温度及沥青混合料施工温度，需根据沥青品种、标号、粘度、气候条件及铺筑层厚度选择。沥青粘度大、气温低、铺筑层厚度薄将采用高限。沥青加热温度：沥青标号为A-50A-90. 150C170C.矿料温度：采用间歇式拌和机为：比沥青加热温度高10C20C（填料不加热）沥青混合料出厂正常温度为140C165C，贮料过程中温度降低不超过10C。根据公路改性沥青路面施工技术规范（JTJ036-98）规定，采用改性沥青混合料路面的施工温度，通常宜在普通沥青混合料施工温度的基础上提高10C-20C
10、.特殊情况由试验另行确定。论文发表。美国SMA混合料典型厂拌温度为155C163C，但决不可超过177C（沥青粘度为17020cst）。2.1.4拌和时间：采用间歇式拌和机AC型沥青混合料每锅拌和时间宜为30-50s（其中干拌和时间不得小与5s）。对SMA混合料通常干拌时间增加515s；对于纤维素纤维，湿拌时间至少延长5s，对矿物纤维最多5s。以保证与沥青的充分拌和。2.2混合料现场配合比的控制SMA混合料配合比需要严格的质量控制。美国规定与莫表值的偏差应在下列范围；19.0mm、12.5mm、9.5mm三个筛孔的通过率容许偏差4%;4.75mm?.36mm和0.6mm、0.3mm四个筛孔的通
11、过率容许偏差3%；0.075mm筛孔通过率容许偏差2%。沥青含量容许偏差0.3%.纤维数量容许偏差为纤维总摄10%。2.3混合料铺筑SMA混合料应在气温（阴处）和路床温度均高于10C，且处于上升的情况下进行铺筑。2.3.1输送到摊铺机上的混合料温度不应低于143%，在卡车倾倒混合料前应测量混合料的温度。析漏控制SMA混合料在运输和摊铺过程中容易产生沥青结合料的析漏，导致路面出现局部油斑或变形。现场消除析漏的方法，首先是降低混合料的温度，一次至少降低5C.如降低温度后析漏继续存在，则需要适当降低结合料的含量，降低一般不超过0.2%-0.4%。论文发表。如因纤维加入不正常而发生析漏，则应设法加入足
12、量纤维。2.3.2压实SMA混合料的下压量很小，一般不及AC混合料的一般，故压实系数也相应减少。由于SMA路面设置厚度较薄（一般仅30-40ram）,因而摊铺后冷却很快，需要尽快压实，采用两台压路机紧跟摊铺机作业，作业宽度应覆盖车道总宽。压路机应用不小于910t的刚轮碾，充气轮胎碾不得使用。压路机速度不超过5kmh,要在终碾116t2前消除所有轮迹。碾压48遍即可达到压实要求，要求压实度不小与最大理论密度的94%（空隙率小于6%）。美国也用震动摊路机压实SMA混合料，以高频率、低振幅式操作，一般压24遍即可。参考文献1余叔藩.SMA路面设计与施工.北京：人民交通出版社，2002.2孙忠义,王建华.公路工程试验师手册M.北京:人民交通出版社,2005.3杨小院.高速公路沥青面层施工质量控制技术研究D.长安大学, 2006.4魏建国,查旭东,郑健龙,王秉纲.沥青碎石粗集料的相对比例J.长安大学学报(自然科学版),2008,02.-全文完-
