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1、改性沥青混合料SMA的工程应用 黄琦伟摘要：随着国民经济的高速发展，交通量及车辆大型化、重载超载车的比例呈不断增加的趋势，现代交通对路面要求随之越来越高，高温车辙、低温脆裂等病害严重影响着沥青混凝土路面的使用质量。SMA路面技术能显著提高沥青混凝土路面的路用性能，延长了使用寿命，尤其是适用于重型车辆的交通道路。关键词：沥青混合料；SMA；工程应用。一、SMA性能介绍（一）高温稳定性 SMA的高温稳定性主要取决于内摩擦角值，值主要取决于矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状以及表面粗糙度。SMA作为一种间断级配混合料，4.75mm9.5mm之间的粗集料占粗集料总量的40左右，远高于普通密级配混合料，且矿
2、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，内摩阻角值增大，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。（二）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值。由高含量的矿粉、纤维和沥青组成的Mastic具有远高于普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。二、SMA的优缺点（）优点1、在材料组成上，SMA遵循“三多一少”
3、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，当气温下降引起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，它的柔韧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道路表面形成大的孔隙，具有较大的构造深度（TD可达1.52.0mm），使路面具有很好的抗滑性能，并对降噪音(减少35dB)、防行车水雾等都比较
4、有利，从而全面提高了沥青混凝土的路用性能。4、SMA可用于铺筑更薄的面层，因此可以降低工程造价。（二）缺点1、增加投资约20左右。2、沥青和矿粉用量较多，加工和铺筑温度较高，导致生产率较低。3、实际使用性能对结合料用量和粉料用量都较敏感。对于新路面和潮湿路面时，有过滑危险。三、SMA混合料施工技术SMA混合料的施工生产设备、运输车辆、摊铺机械与压实机具，均与传统密级配沥青混凝土相同。但SMA混合料的施工特性与施工工艺具有自身的特点，与传统AC混合料不同，在运输和摊铺过程中，不会出现粗细集料的离析，却容易发生沥青结合料的析漏现象。在工艺流程中增加了改性沥青掺和料以及使用改性沥青生产SMA时需要加
5、入稳定剂纤维。SMA生产流程为：备料改性沥青生产 沥青混合料生产 混合料运输 摊铺 碾压 保养。（一）备料SMA对材料要求非常严格，各种材料进场前后都必须进行试验，有试验室的检验报告数据。场内需设有防尘、防雨设施。（二）改性沥青生产选配适当的沥青改性设备。在制备改性沥青时，应采用适宜的生产条件和方法进行，通过试验确定合理的改性剂剂量和适宜的加工温度，制订详细的生产工艺和操作规程。使改性剂在基质沥青中分散均匀并达到一定的细度。（三）沥青混合料生产SMA混合料的搅拌循环时间要比普通沥青混合料长，选择专用纤维添加设备，必须合理安排，不能出现停机现象，影响施工进度。SMA混合料拌和质量的好坏，受生产级
6、配、温度控制、搅拌时间、操作人员素质等方面的影响较大。一般SMA混合料干拌时间8s，湿拌时间48s。（四）碾压碾压是最重要的一环，保证及时碾压非常关键。碾压时严格按照“紧跟、漫压、高频、低幅”的原则进行，避免因温度下降造成压实困难。碾压程序为先稳压1遍，再静压2-3遍。与普通沥青混合料碾压时的最大区别是不能使用轮胎压路机，一是因为改性沥青粘度非常大，容易粘轮；二是轮胎揉搓造成玛蹄脂上浮。在保证粗集料不被压碎的情况下，应选用较重的压路机，在较高的温度下紧跟在摊铺机后碾压，以取得最佳的严实效果。由于SMA混合料降温特别快，120以下基本处于凝固状态，很难摊铺平整，初压温度控制在150左右，终了温度
7、不低于130，碾压速度控制在5kmh。静压完成后很长时间内路面弹性仍较大，需要保护24h以上。四、注意事项（一）泛油SMA路面泛油与集料品质、纤维稳定剂投入方式有很大关系。1、集料：SMA对材料要求很苛刻，特别是对粗集料的外观形状要求应是立方体或接近立方体。相对而言，花岗岩几乎均呈立方体，表面粗糙洁净，嵌挤能力强，同沥青能很好地结合；玄武岩则因受轧制机械的制约，外观呈立方体的较少，细小扁平含量较多，集料间的嵌挤能力差，在行车荷载作用下矿料间隙率VMA降低，空隙率VV变小，导致混合料的稳定性不足。当矿料表面不是很洁净时，同沥青的粘结力较差，一旦受到水损害，沥青膜很容易脱落，当受到外力作用时，沥青
8、就会向上迁移乃至泛油。2、纤维稳定剂投放方式：纤维稳定剂采用人工投料时漏放，也是泛油的重要原因。解决方法是使用专门机械向拌缸投放纤维包，避免漏放现象的发生。（二）析漏1、检测方法：析漏试验能简单、快速地衡量不同混合料的析漏能力，可用于混合料设计，控制混合料最大沥青含量，从而评价混合料的析漏潜力和材料变化对析漏的影响。2、预防措施（1）首先是降低混合料温度，一次至少降低5。如降低温度后析漏继续存在，则需要适当降低结合料含量，降低值一般不超过0.20.4。（2）如因纤维稳定剂加入不正常而发生析漏，则应设法加入足量纤维。（三）其他注意事项 为了防止成品料热量散失并避免滴漏现象发生，应不使用成品储料仓
9、，而是直接将成品料放入卡车，加盖蓬布后立即运至摊铺现场。 五、结论（一）由于在SMA的组成中，粗集料颗粒之间存在相互良好的嵌挤作用，因此具有很好的抵抗荷载变形的能力，有较强的高温抗车辙性能。即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也会减小，但SMA粗集料颗粒之间充分利用了集料嵌挤作用，从而提高了高温抗车辙能力。（二）间断级配的优点为摩擦系数大，构造深度大，缺点为空隙率大，水稳定性差，密实级配优点为空隙率小，防水性能好，缺点为抗滑性能差，构造深度小。而SMA这种新型材料很好地解决了这对矛盾，既克服2种级配的共同缺点，也保存2种级配的共同优点。（三）沥青与矿粉的比例，是一个非常重要的指标，在SMA中，矿粉的比例较普通沥青混凝土多50左右（1.82.0）。沥青结合料主要组成就是沥青矿粉混合料，而矿粉在沥青混合料当中又是至关重要的组成部分。SMA是从国外引入的一种新型路面沥青混合料结构，虽然SMA路面在高温抗车辙、低温抗裂、疲劳抗裂、抗老化、抗水损害、抗滑及耐久性等方面都比传统的AC路面优越，但在材料品质和质量控制方面也比AC路面要求高一些。 SMA结构的使用应结合国家和地区各自的特点，用科学的态度，从本地区的实际情况出发，探索一条SMA路面应用的新路子。
