SMA路面性能及施工綜述
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論文導(dǎo)讀：鑒于SMA路面具有比傳統(tǒng)瀝青混凝土（AC）路面無可比擬的優(yōu)越性，并表現(xiàn)為瀝青路面的發(fā)展趨勢，因此，應(yīng)用這一新型路面技術(shù)，對提高重交通道路的性能和使用壽命，改善公路交通和環(huán)境，無疑具有重要意義。SMA混合料施工所用的生產(chǎn)裝置、運輸車輛、攤鋪機械與壓實機具，均與傳統(tǒng)密集配瀝青混凝土相同。
關(guān)鍵詞：瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)，性能，施工，瀝青混凝土路面
0.緒論
SMA路面在歐洲已經(jīng)成功使用20多年了，美國和加拿大在1999年引進這一技術(shù)，并得到迅速發(fā)展，我國今年也在高速公路、機場跑道和大跨徑橋梁鋼橋面上開始應(yīng)用SMA技術(shù)，已取得一定效果。
鑒于SMA路面具有比傳統(tǒng)瀝青混凝土（AC）路面無可比擬的優(yōu)越性，并表現(xiàn)為瀝青路面的發(fā)展趨勢，因此，應(yīng)用這一新型路面技術(shù)，對提高重交通道路的性能和使用壽命，改善公路交通和環(huán)境，無疑具有重要意義。論文發(fā)表。一系列與正則模型相應(yīng)的理論和軟件。
1.SMA路面的功能特性
SMA混合料是一種熱鋪的密實型斷級配瀝青混合料，一般用于瀝青路面的表面層（磨耗層）。SMA混合料由大量的粗集料（粒徑大于4.75mm）、較多的瀝青混合料和礦質(zhì)填料（礦粉）以及少量細集料（砂）組成，大量的粗集料構(gòu)成堅固的骨架結(jié)構(gòu)，而由瀝青、填料、穩(wěn)定劑和細集料組成的瀝青瑪蹄脂（膠泥）填充粗集料骨架的空隙。
SMA混合料路面的高溫車轍抗力，主要來源于粗集料間的相互嵌鎖作用和瀝青瑪蹄脂的高溫勁度；優(yōu)良的耐久性（抗裂與抗老化）則主要取決于含量高的瀝青結(jié)合料和瀝青膠泥的特性，集料的高品質(zhì)也有重要作用；SMA路面具有均勻粗糙的表面結(jié)構(gòu)，表征其優(yōu)良的抗滑性能。
為了研究SMA路面的路用特性，上海同濟大學(xué)及上海市政府研究院進行了室內(nèi)系統(tǒng)試驗，其結(jié)果表明SMA混合料比普通的瀝青混合料（AC）具有更為優(yōu)越的路用性能。
1.1 高溫穩(wěn)定性
瀝青混合料是典型的粘彈性體，在高溫下彈性降低，粘性、塑性增強；在車輪荷載作用下，會產(chǎn)生車轍擁包、推擠等永久變形，影響路面的平整度，降低行車的舒適性和安全性。評價瀝青混合料高溫穩(wěn)定性試驗以輪轍試驗最為直觀，而且與實際受力狀態(tài)一致。
1.2 低溫性能
引起瀝青路面低溫開裂主要有兩個原因：一是低溫縮裂，隨著溫度降低，收縮應(yīng)力超過混合的允許拉應(yīng)力便出現(xiàn)開裂；二是由于路面在反復(fù)的降溫和升溫過程中，因受疲勞作用而導(dǎo)致強度降低，混合料出現(xiàn)裂縫。通常采用低溫劈裂試驗和小梁彎拉試驗來評價SMA混合料的低溫性能。劈裂試驗結(jié)果見圖2.3
SMA混合料劈裂強度與劈裂模量（MPa）圖2.3
圖從圖2.3實驗數(shù)據(jù)可以看出
1.SMA混合料低溫下的劈裂強度和劈裂模量均比較低，說明SMA混合料的地溫柔性比AC混合料好。
2、SMA混合型Ⅰ比Ⅱ型劈裂強度高，劈裂模量也高。從低溫性能出發(fā),I型不如Ⅱ型好，這是因為Ⅱ型混合料的空隙率大，需要較多的瑪蹄脂填充，結(jié)果有利于低溫柔韌性的進一步改善。
3、SMA混合料粒徑的大小（既SMA—13與SMA—16比較）其劈裂強度或模量差別不大，表明兩種類型的混合料低溫性能無明顯區(qū)別。
4、使用改性瀝青的SMA混合料劈裂強度有所提高，而劈裂模量有所降低，說明使用SBS改性瀝青有利于進一步改善SMA混合料的低溫性能。
美國K.D.stuart通過間接拉伸試驗也得到sMA混合料的抗拉強度和模量，均比Ac混合料低，認為混合料低溫模量越小，則低溫抗裂性越好，低溫強度小，抗裂性越好。
1.3水穩(wěn)定性
SMA混合料的瀝青含量高，瀝青膜厚，從理論上來說應(yīng)具有良好的水穩(wěn)性。
1.SMA混合料無論凍融前還是凍融后，劈裂強度都較AC型混合料低;
2.SMA混合料Ⅰ型的劈裂強度比Ⅱ型要高；
1.4耐疲勞性能
路面在車輪荷載長期作用下會長生疲勞破壞，表現(xiàn)為路面出現(xiàn)裂縫。疲勞試驗采取間接拉伸試驗，試驗結(jié)果列于圖2.7
SMA間接拉伸疲勞試驗 圖2.7
試驗表明，在同一應(yīng)力水平下，SMA混合料的疲勞壽命比AC混合料大40%～75%，而Ⅱ型SMA比Ⅰ型SMA的疲勞壽命大.因為SMA混合料富含瀝青瑪蹄脂,如果采用應(yīng)變控制的試驗方式,則更能顯示SMA混合料的耐疲勞性能.
美國佐治兗州公路局的疲勞試驗結(jié)果是,SMA混合料的疲勞壽命是AC混合料的4-5倍,而且細級配的SMA比粗級配的疲勞壽命大30%～50%.
1.5抗滑性
瀝青路面其抗滑性能主要取決于兩個主要因素：集料類型選擇和表面構(gòu)造設(shè)計。
SMA混合料要求使用優(yōu)質(zhì)耐磨光集料，石料磨光值（BPN）要求大于42，因為具有較高的磨光值的集料將抵抗交通作用的磨光，并保證在較長試件內(nèi)保持抗滑性。
SMA混合料由于采用間斷級配，在表面形成大的孔隙，具有較大的構(gòu)造深度，抗滑性能好，同時還具有降低噪聲及減少水漂、濺水和夜間眩光的作用。
SMA路面的構(gòu)造深度(TC)可達1.5-2.0mm，大大高出規(guī)范要求值TC～>0.55mm的要求。
2. SMA混合料施工
SMA混合料施工所用的生產(chǎn)裝置、運輸車輛、攤鋪機械與壓實機具，均與傳統(tǒng)密集配瀝青混凝土相同。但SMA混合料的施工特性與施工工藝具有自身的特點。
SMA混合料在運輸和攤鋪過程中，不會出現(xiàn)粗細集料的離析，但容易發(fā)生瀝青結(jié)合料的析漏下娘。SMA混合料的可壓縮性很小，其壓實特性和壓實方法與傳統(tǒng)AC混合料有很大不同。
2.1混合料的拌制
2.1.1高等級道路的瀝青混凝土應(yīng)采用能自動計量的間歇式或連續(xù)式拌和機拌和。但當(dāng)工程材料供應(yīng)來源或質(zhì)量不穩(wěn)定時，不宜采用連續(xù)式拌和機。
2.1.2SMA混合料需要外加填料的數(shù)量很大，大部分間歇式生產(chǎn)裝置并不具備這樣的操作能力。因此，有必要配置有做狗能力的填料傳輸系統(tǒng)，可用機械方式或壓縮空氣方將填料通過管道準確直接的送入稱料倉。
纖維的加入，可用手工將易熔塑料袋包裝的松纖維直接加進間歇式裝置的裝置拌和機。
聚合物加入方式有兩種：一種是將聚合物預(yù)先以工廠化方式生產(chǎn)成改性瀝青，然后與集料拌和成混合料，如SBS改性瀝青；另一種是將粉狀或粒狀的聚合物在與瀝青和前，限于熱集料拌和，如聚烯烴，其熔點在90～C～100%.
2.1.3瀝青加熱溫度及瀝青混合料施工溫度，需根據(jù)瀝青品種、標號、粘度、氣候條件及鋪筑層厚度選擇。瀝青粘度大、氣溫低、鋪筑層厚度薄將采用高限。
瀝青加熱溫度：瀝青標號為A-50～A-90. 150°C～170°C.
礦料溫度：采用間歇式拌和機為：比瀝青加熱溫度高10°C～20°C（填料不加熱）
瀝青混合料出廠正常溫度為140°C～165°C，貯料過程中溫度降低不超過10°C。
根據(jù)《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ036-98）規(guī)定，采用改性瀝青混合料路面的施工溫度，通常宜在普通瀝青混合料施工溫度的基礎(chǔ)上提高10°C-20°C.特殊情況由試驗另行確定。論文發(fā)表。
美國SMA混合料典型廠拌溫度為155°C～163°C，但決不可超過177°C（瀝青粘度為170±20cst）。
2.1.4拌和時間：采用間歇式拌和機AC型瀝青混合料每鍋拌和時間宜為30-50s（其中干拌和時間不得小與5s）。對SMA混合料通常干拌時間增加5～15s；對于纖維素纖維，濕拌時間至少延長5s，對礦物纖維最多5s。以保證與瀝青的充分拌和。
2.2混合料現(xiàn)場配合比的控制
SMA混合料配合比需要嚴格的質(zhì)量控制。美國規(guī)定與莫表值的偏差應(yīng)在下列范圍；19.0mm、12.5mm、9.5mm三個篩孔的通過率容許偏差±4%;4.75mm\2.36mm和0.6mm、0.3mm四個篩孔的通過率容許偏差±3%；0.075mm篩孔通過率容許偏差±2%。瀝青含量容許偏差±0.3%.纖維數(shù)量容許偏差為纖維總攝±10%。
2.3混合料鋪筑
SMA混合料應(yīng)在氣溫（陰處）和路床溫度均高于10°C，且處于上升的情況下進行鋪筑。
2.3.1輸送到攤鋪機上的混合料溫度不應(yīng)低于143%，在卡車傾倒混合料前應(yīng)測量混合料的溫度。
析漏控制
SMA混合料在運輸和攤鋪過程中容易產(chǎn)生瀝青結(jié)合料的析漏，導(dǎo)致路面出現(xiàn)局部油斑或變形�，F(xiàn)場消除析漏的方法，首先是降低混合料的溫度，一次至少降低5°C.如降低溫度后析漏繼續(xù)存在，則需要適當(dāng)降低結(jié)合料的含量，降低一般不超過0.2%-0.4%。論文發(fā)表。如因纖維加入不正常而發(fā)生析漏，則應(yīng)設(shè)法加入足量纖維。
2.3.2壓實
SMA混合料的下壓量很小，一般不及AC混合料的一般，故壓實系數(shù)也相應(yīng)減少。由于SMA路面設(shè)置厚度較�。ㄒ话銉H30-40ram）,因而攤鋪后冷卻很快，需要盡快壓實，采用兩臺壓路機緊跟攤鋪機作業(yè)，作業(yè)寬度應(yīng)覆蓋車道總寬。
壓路機應(yīng)用不小于9～10t的剛輪碾，充氣輪胎碾不得使用。壓路機速度不超過5km\h,要在終碾116~t2前消除所有輪跡。碾壓4～8遍即可達到壓實要求，要求壓實度不小與最大理論密度的94%（空隙率小于6%）。美國也用震動攤路機壓實SMA混合料，以高頻率、低振幅式操作，一般壓2～4遍即可。
參考文獻
[1]余叔藩.SMA路面設(shè)計與施工.北京：人民交通出版社，2002.
[2]孫忠義,王建華.公路工程試驗師手冊[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]楊小院.高速公路瀝青面層施工質(zhì)量控制技術(shù)研究[D].長安大學(xué), 2006.
[4]魏建國,查旭東,鄭健龍,王秉綱.瀝青碎石粗集料的相對比例[J].長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,02.
