浅析高速公路SMA路面SMA介绍SMA,全称沥青玛蹄脂碎石混合料,由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配的粗集料骨架的间隙,组成一体形成的沥青混合料。由于SMA路面具有良好的温度稳定性、抗疲劳性能、密水性、耐久性等使用性能,具有抗滑性好、噪音较低等表面功能,因而路面使用寿命延长、维修成本低且方便。进入二十一世纪后,在国内逐步得到了推广应用。目前江苏省高速公路沥青路面表面层已普遍采用SMA路面。SMA路面的使用概况SMA路面的使用概况沿江高速公路SZ21标、宿淮高速公路HA23标、宁淮高速公路HA21标、宁常高速公路NC21标路面等都采用SMA13S型沥青玛蹄脂碎石表面层。SMA混合料的材料特性1、材料组成粗集料细集料矿粉填料沥青结合料纤维稳定剂SMA混合料的材料特性2、强度理论与其他沥青混合料一样,SMA一般倾向于用库仑内摩擦理论来分析其强度。:为材料的内摩阻力:为材料的内摩擦角力:为该界面上的法向应聚力):为材料的粘聚力(内抗剪强度:为材料某一界面上的tgCtgC00SMA混合料的材料特性粘聚力C来源于沥青膜的粘度:SMA混合料的材料特性内摩阻力来源于集料的机械咬合:02468101214161805001000150020002500贯入深度/0.01mm贯入阻力/kN19mm9.5mm4.75mm2.36mm1.18mm9.5mm'13.2mm16mmSMA混合料的材料特性3、技术特性高温稳定性高温稳定性主要取决于内摩擦角φ值,SMA混合料集料有棱角且表面粗糙,故内摩阻角φ值大。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。SMA混合料的材料特性低温抗裂性低温抗裂性主要取决于抗拉能力,抗拉能力主要取决于沥青胶结料的粘聚力c值。SMA混合料集料之间填充的沥青玛蹄脂是由高含量的矿粉、纤维和沥青组成,粘结作用远高于普通密级配混合料,从而使混合料具有很好的低温抗裂性能。SMA混合料的材料特性耐久性在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。此外,SMA混合料空隙率较小,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;又由于SMA混合料基本是不透水的,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。SMA混合料的材料特性表面特征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,这时对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。SMA混合料的材料特性4、优缺点优点(1)高温抗车辙。(“三多一少”原则)(2)很好的耐久性和低温抗裂能力。(高韧性和柔性)(3)良好的耐老化性和水稳定性。(小空隙率)(4)很好的抗滑性能,降噪音、防水雾性能。(间断级配形成的大孔隙和大构造深度)(5)可用于超薄面层,降低造价。SMA混合料的材料特性缺点(1)前期约增加20%的投资。(2)沥青和矿粉用量较多,加工和铺筑温度较高,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。新路面和路面潮湿时,有过滑危险。我国SMA混合料的配合比设计1、级配的确定选择初试级配时,应在标准级配范围内,选择三个不同的4.75mm通过率实验,结果以20~30%为宜,并根据粗集料的毛体积密度估算沥青用量,并使混合料满足如下要求:试验项目技术要求马歇尔击实次数两面各50次粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCADRC矿料间隙率VMA不小于16.5%我国SMA混合料的配合比设计2、根据空隙率VV确定最佳油石比OAC在级配确定后,选择3个不同油石比,间隔0.2-0.4%,进行马歇尔试验,要求满足如下技术要求:试验项目普通沥青改性沥青空隙率3~4%沥青饱和度VFA75~85%马歇尔稳定度MS不宜小于5.5kN不宜小于6.0kN流值FL2~4mm2~5mm最小油石比不小于,粗集料毛体积相对密度2.95.5%5.7%2.85.8%6.0%2.76.16.3%我国SMA混合料的配合比设计3、性能检验SMA混合料在确定级配和沥青用量后,还必须进行严格的试验检验,其内容如下:试验项目...