SMA[瀝青瑪蹄脂碎石混合料]

SMA[瀝青瑪蹄脂碎石混合料]

SMA瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stone Mastic Asphalt),是一種新型的瀝青混合料結構,它起源於20世紀60年代的德國。

基本信息

材料套用

瀝青瑪蹄脂碎石混合料的構成瀝青瑪蹄脂碎石混合料的構成
我國首次使用改性瀝青是1992年首都機場高速公路,使用了奧地利技術NOVOPHALT。其關鍵技術在於利用間隙可不斷調整的大型膠體磨使改性劑反覆多次通過磨體而達到非常均勻與瀝青共混,用400倍顯微鏡面觀察切片晶體結構是否混合均勻。PE對改善高溫穩定性較好,而SBS對改善低溫穩定性較好,96年首都機場東跑道罩面摻入4%PE+2%SBS,另外還摻入0.4%石棉纖維,使用改性劑以後,針入度比原來瀝青減少了一個等級,軟化大為升高,粘度增加了7倍,說明瀝青的高溫穩定性有顯著提高。

形成背景

瀝青瑪蹄脂碎石混合料的組成瀝青瑪蹄脂碎石混合料的組成
60年代的德國交通十分發達,根據本國的氣候特點(夏季氣溫20℃左右,冬季不太冷),習慣修築“澆築式瀝青混凝土”路面。這種結構中瀝青含量12%左右,礦粉含量高。使用中發現路面的車轍十分嚴重,另外當時該國家的汽車為了防滑的需要,經常使用帶釘的輪胎(包括歐洲一些國家亦如此),其結果是路面磨耗十分嚴重(1年可減薄4cm左右)。為了克服日益嚴重的車轍,減少路面的磨耗,公路工作者對瀝青混合料的配合比進行調整,增大粗集料的比例,添加纖維穩定劑,形成了SMA結構的初形。1984年德國交通部門正式制定了一個SMA路面的設計及施工規範,SMA路面結構形式基本得以完善。這種新型的路面結構先後在德國、歐洲一些國家逐漸被推廣、運用。90年代初,美國公路界認為其公路路面質量不如歐洲國家的路面質量好。經考察發現存在兩個方面的差距:①在改性瀝青的運用上;②在路面的結構形式上(即SMA)。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結構形式,最典型的是:1995年亞特蘭大市為舉辦奧運會對公路網進行改建和新建,全部採用了SMA這種結構形式做路面。

組成原理及特點

瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)是一種以瀝青、礦粉及纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料,填充於間斷級配的礦料骨架中,所形成的混合料。其組成特徵主要包括兩個方面:1.含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩定性(抗變形能力強)的結構骨架;2.細集料礦粉、瀝青和纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結一起,並填充骨架空隙,使混合料有較好的柔性及耐久性。

構成組織

SMA的結構組成可概括為“三多一少,即:粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少”。具體講:1.SMA是一種間斷級配的瀝青混合料,5mm以上的粗集料比例高達70%~80%,礦粉的用量達7%~13%,(“粉膠比”超出通常值1.2的限制)。由此形成的間斷級配,很少使用細集料;2.為加入較多的瀝青,一方面增加礦粉用量,同時使用纖維作為穩定劑;3.瀝青用量較多,高達6.5%~7%,粘結性要求高,並希望選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青(最好採用改性瀝青)。

材料特點

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當前國際上公認(使用較多)的一種抗變形能力強,耐久性較好的瀝青面層混合料。由於粗集料的良好嵌擠,混合料有非常好的高溫抗車轍能力,同時由於瀝青瑪蹄脂的粘結作用,低溫變形性能和水穩定性也有較多的改善。添加纖維穩定劑,使瀝青結合料保持高粘度,其攤鋪和壓實效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙,構造深度大,抗滑性能好。同時混合料的空隙又很小,耐老化性能及耐久性都很好,從而全面提高了瀝青混合料的路面性能。

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