铺面工程新材料CH7沥青玛蹄脂碎石混合料铺面工程新材料CH7沥青玛蹄脂碎石混合料第一节SMA的基本概念与特性一、SMA的基本概念与形成机理1.基本概念沥青玛蹄脂碎石（StoneMatrixAsphalt或StoneMasticAsphalt），简称SMA。由沥青结合料、矿粉、纤维与细集料组成的沥青玛蹄脂结合物填充间断级配的粗集料骨架间隙所形成的沥青混合料。热拌热铺断级配骨架密实型沥青混合料木质素纤维显微照片第一节SMA的基本概念与特性一、SMA的基本概念与形成机沥青玛蹄脂碎石混合料课件SMA发展历史发展历史起源：20世纪60年代中期的德国研究与应用的主要国家：荷兰、瑞典、挪威、捷克；美国（美国联邦公路管理局（FHWA）、美国沥青路面协会（NAPA）、高等院校）、日本等。我国的发展应用概况20世纪初，SMA引进中国。在引入我国初期，一些地方铺筑了SMA试验路，由于大都照搬德国的经验，使用效果并不理想。1997年交通部公路司立项进行“沥青玛蹄脂碎石混合料性能及指标”研究。1998年交通部科教司立项进行了“九五”行业攻关项目－“沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）路面的推广应用”研究。2002年颁布《SMA路面技术指南》(SHCF40-01-2002)。2004年《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中增补了SMA相关技术内容。SMA发展历史发展历史SMA发展历史改性沥青SMA路面已经被公认为是性价比最好的沥青路面结构，在全国20多个省、市、自治区得到了推广应用。现在，SMA已经成为我国高速公路的主要路面结构形式之一，是一些大交通量、重载交通道路或重要高速公路首选的结构形式。全国公路沥青路面工程上SMA路面使用比例基本上达到了1/3，一些省份的SMA路面比例甚至超过了50％。如北京市SMA路面已经成为所有高速公路、城市道路主干线的唯一的结构形式。同时许多飞机场、特大型钢桥面铺装也都得到大量应用。如北京首都国际机场东跑道、西跑道、天津、哈尔滨、大连、青岛、广州、厦门、敦煌、兰州、桂林等10多座民航机场及诸多的军用机场跑道上铺筑了SMA跑道。特大型钢桥面铺装应用更多。SMA发展历史改性沥青SMA路面已经被公认为是性价比最好的沥SMA发展历史八达岭高速公路1996年首都国际机场东跑道1997年长安街施工2000年首都机场西跑道SMA发展历史八达岭高速公路1996年首都国际机场东跑道1SMA发展历史各地SMA路面SMA发展历史各地SMA路面第一节SMA的基本概念与特性2.SMA的形成机理（图7-2）它是由足够的沥青结合料和具有相当劲度的沥青玛蹄脂胶浆填充在粗集料形成的石—石嵌挤结构的空隙中形成的。因此，它具有抗高温、低温稳定性，良好的水稳定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、车辙小、平整度高、噪音小、能见度好）。SMA路面耐久性好，故养护工作少，使用寿命长，综合经济效益和环境效益好。第一节SMA的基本概念与特性2.SMA的形成机理（图第一节SMA的基本概念与特性二、SMA的特性1.SMA的组成特性1）是一种间断级配的沥青混合料

2）沥青结合料用量多高达6.5%～7.0%，粘结性要求高，希望选用针入度小、软化点高和温度稳定性好的沥青，选用改性沥青，以提高低温变形性能及与矿料的粘结力。第一节SMA的基本概念与特性二、SMA的特性第一节SMA的基本概念与特性3）矿粉用量多，同时使用纤维作稳定剂矿粉必须是磨细石灰石粉，不使用回收粉尘。纤维通常用木质素纤维，用量为沥青结合料的0.3%，也可采用矿物纤维，用量为混合料0.4%。4）所用粗集料必须特别坚硬，针片状颗粒少，以便嵌挤良好；细集料一般不用天然砂，最好用坚硬的人工砂。5）与普通沥青混凝土相比，拌和时间要适当延长，施工温度要适当提高，压实不宜采用轮胎压路机压。

综合SMA的组成特点，可以归纳为“三多一少”粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。第一节SMA的基本概念与特性3）矿粉用量多，同时使用纤维第一节SMA的基本概念与特性2.SMA路用性能特点以高度的耐久性和良好的表面功能著称。1）良好的高温稳定性

①粗集料骨架占70%以上，矿粉用量10%左右，细集料较少；

②因骨架作用，交通荷载主要由粗集料骨架承担，抵抗荷载变形能力较强，高温条件下，有着较强的高温抗车辙能力。第一节SMA的基本概念与特性2.SMA路用性能特点2）良好的低温抗裂性

集料间填充了丰富的沥青玛蹄脂，使混合料具有良好的柔韧性。低温条件下，沥青玛蹄脂具有较高的粘结能力，它的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温变形能力。

2）良好的低温抗裂性第一节SMA的基本概念与特性3）良好的水稳定性

SMA混合料空隙很小，几乎不透水，混合料受水的影响很小；玛蹄脂与集料的粘结力好。ACSMA第一节SMA的基本概念与特性3）良好的水稳定性ACSMA4）良好的耐久性在SMA混合料中，粗集料骨架空隙被富含沥青的玛蹄脂密实填充，并将集料颗粒粘结在一起，沥青在集料表面形成较厚的沥青膜；密实结构，空隙率小，沥青与水或空气的接触较少，因而SMA混合料的水稳定性和抗老化性较普通沥青混合料为好；由于SMA混合料及本身不透水的，对中、下面层和基层有着较好的保护作用和隔水作用，使沥青路面保持较高的整体强度和稳定性。4）良好的耐久性第一节SMA的基本概念与特性5）良好的表面功能粗集料多，所用石料质量好，路面表面构造深度大；SMA路面具有吸收车轮滚动噪声的性能。SMA混合料一方面要求使用坚硬、粗糙、耐磨的高质量碎石，另一方面采用间断级配的矿料，压实后表面形成的构造深度大，一般超过1mm，这使得沥青面层具有良好的抗滑性和耐磨性能，还能减少溅水，减少噪声，提高道路行驶质量。第一节SMA的基本概念与特性SMAAC良好的表面功能

SMAAC良好的表面功能第二节SMA材料选择一、集料1.粗集料1）质量技术要求粗集料是构成SMA混合料骨架的主体材料，要求选用的破碎石料需要具有以下特征：质地坚硬表面粗糙抗磨耗耐磨光形状接近立方体具有良好的嵌挤能力石料破碎机械：不得采用颚式破碎机反击式或锥式碎石机第二节SMA材料选择一、集料第二节SMA材料选择粗集料质量技术要求第二节SMA材料选择粗集料质量技术要求第二节SMA材料选择花岗岩、石英岩、砂岩等酸性岩石往往质量较好，但与沥青粘附性很药差，需要采取措施。对集料形状、破碎面与洁净程度的要求（教材表7-2）2）使用中应注意的几个问题高质量的石料，致密、粗糙集料的技术要求有两类加工特性资源特性（石料的品种、产地所决定的材质、强度、密度等）集料技术要求的指标是针对集料产品的规格第二节SMA材料选择第二节SMA材料选择2.细集料1）质量技术要求粒径在2.36mm以下的集料，在SMA中比例不超过10%；细集料的粗糙度对SMA高温抗车辙性能影响较大细集料的缺失会影响混合料的体积参数，使得压实混合料的空隙率与VMA都增多，从而导致路面抗渗性减弱。细集料的要求（表7-3，P139）宜采用专用的细料破碎机（制砂机）生产的机制砂。使用普通石屑，需要采用与沥青粘附性好的石灰岩石屑，不含杂质与天然砂并用，需要控制天然砂的用量（＜机制砂或石屑）2）国外对细集料的质量要求细集料粗糙度标征：棱角性表面纹理第二节SMA材料选择2.细集料第二节SMA材料选择洁净程度，根据施工技术规范，对于天然砂按水洗法