第三章第三节 间断级配SMA
间断级配SMA
技术指标
6 70±10
＜6 85±10 65±10 30±10
18±5，无挥发物
7.5±1.0 5.0±1.0
5.0
三、SMA混合料的配合比设计
1. SMA混合料的配合比设计指标 (1)SMA混合料级配设计范围 表3-29为SMA混合料级配范围的建议值，SMA混合料的最 大粒径应与面层结构设计厚度相匹配，结构设计厚度为集料的 公称最大粒径的2~2.5倍。
VCAmix ≤ VCADRC
②马歇尔试件的体积参数
我国现行规范《公路工程沥青路面路面设计规范》 （JTJ014-97）中建议：SMA混合料的空隙率VV宜控制 在3%~4%，在实际使用时，应根据气温和荷载情况综合确 定。
（3）SMA混合料的力学性能指标
马歇尔试验的稳定度和流值不是SMA混合料配合比设计 的主要指标。马歇尔试验的目的是检测试件的各项体积结 构参数，以确定SMA混合料的矿料级配。
沥青混合料类型 试验类型
SMA-16
AC-161
60/70沥青 SBS改性沥青 60/70沥青 SBS改性沥青
动稳定度（60%）（次 /mm）
1781
4673
1200
2520
劈裂强度（0℃） (Mpa) 劈裂模量（0℃） (Mpa) 弯拉模量（0℃） (Mpa)
3.275 2544 1980
3.794 2098 1446
△s
=
m0 m1 m0
×100%
谢伦堡试验和肯塔堡试验往往是同时进行的，前者用于
确定沥青用量的上限，后者用于确定沥青用量的下限。综合
比较可得出较为合理的沥青用量范围。
SMA混合料的物理力学性能指标和技术要求
表3-30
第3章沥青混合料—SMA
1.概述
SMA沥青混合料的技术特性 优良的高温稳定性 较好的低温抗裂性能 较好的耐久性 优良的抗滑性能 降低交通噪音 减小雨天路面水雾，提高能见度
1.概述
1.概述
欧洲发展历史
➢ SMA产生于20世纪60年代中期的德国，由浇注式沥青混凝土 （Gussasphalt）发展而来。
➢ 从80年代起，SMA首先在北欧的瑞典、芬兰等国得到广泛应用 ➢ 丹麦1982年开始在重载道路、厂矿道路、机场应用SMA结构，哥本哈
针入度要小一个等级
（1）沥青结合料
要求沥青具有较高的粘度，与集料具有较好的 粘附性。除满足相关规范要求外，应采用比当地常 用普通沥青混合料所用沥青硬一级的沥青。对于高 等级公路、交通量特别大以及气候环境严酷时，最 好采用改性沥青制备沥青混合料。
改性沥青 、 普通沥青？
动稳定度（次/mm）
8000 7000
V CmAix1cfaCA1 0 0
式中：PCA 沥青混合料中粗集料的比例，即大于4.75mm的颗粒含量 （％）； γca 粗集料骨架部分的平均毛体积相对密度，由式C.3.3 确定； γf 沥青混合料试件的毛体积相对密度，由表干法测定 。
3 SMA配合比设计指标
（1）SMA混合料体积结构参数 SMA骨架嵌挤形成的判断
细集料的棱角性最好大于45%。 SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂 －F40规范
2. SMA对材料的要求－矿粉
尽量采用磨细的石灰石粉。 少量使用消石灰粉和水泥可改善水稳定性，但要限
制用量。 玄武岩粉与沥青粘附性比石灰石粉差很多，不宜用
作SMA的填料。 不宜采用粉煤灰做填料。 回收粉用量不得超过填料总量的25%。
1.概述
我国发展历史
➢ 我国1992年首都机场高速路首次使用SMA路面。 ➢ 1993-1996年全国许多省份铺筑了试验路。 ➢ 1996年首都机场东跑道沥青加盖层采用改性沥青SMA表面层。 ➢ 1997年东西长安街沥青面层整修采用SMA-10表面层。 ➢ 2002年发布《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》（SHC F40-01-
浅谈改性沥青混合料SMA的应用
浅谈改性沥青混合料SMA的应用SMA全称沥青玛蹄脂碎石混合料，StoneMasic（Matrix）Asphalt的缩写，是20世纪60年代中期，德国道路工作者为提高路面的抗滑能力，抵抗带钉轮胎对路面破坏而开发的新技术，它能显著地提高沥青混凝土的路用性能，特别适用于重交通道路，本文是根据本地区一些工程项目实际应用进行的理解和分析。
1. SMA性能介绍1.1SMA组成。
沥青玛蹄脂（Mastic）是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的混合物。
SMA路面是按照内摩擦角最大的原则配置间断级配的粗集料，使其形成相互嵌挤锁结的骨架，然后用足量的沥青玛蹄脂（细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成）填充其骨架空隙的一种路面结构。
（1）5mm以上的粗集料，用量高达70%~80%。
（2）矿粉填料用量达8%~13%，粉胶比（矿粉同沥青比）远远超出通常1.2的限制。
（3）沥青结合料用量多，高达6.5%~7.0%。
（4）细集料：一般0.075mm筛孔的通过率高达10%。
（5）纤维稳定剂占混合料总重的0.3%~0.4%，用来吸附过量的沥青。
1.2强度组成机理。
1.2.1高温稳定性。
SMA的高温稳定性主要取决于内摩擦角φ值，φ值主要取决于矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度。
SMA作为一种间断级配混合料，4.75mm~9.5mm之间的粗集料总量的40%左右，远高于普通密级配混合料，且矿质颗粒粗大、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，故内摩擦角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能力。
1.2.2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c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，从而使混合料具有良好的低温抗裂性能。
SMA概述
一、SMA概述沥青玛蹄脂碎石（SMA）是一种有沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料。
它与我国现行规范规定的沥青混合料，如密级配沥青混凝土（AC,包括Ⅰ型、Ⅱ型）、沥青碎石混合料（AM）、抗滑表层混合料（AK）,以及大空隙排水性沥青混合料（OGFC）相比，各自有不同的优缺点，SMA是嵌挤密实结构；AC-Ⅰ是悬浮密实结构；AC-Ⅱ是悬浮半空结构(空隙相对大些)；AM是嵌挤空隙结构；OGFC是嵌挤空隙结构等。
SMA是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的混合料。
SMA具有以下特点：5mm以上粗集料，主要是4.75mm～15mm粗集料的比例高达70%～80%，矿粉用量达8%～13%，粉胶比远远超出通常的1.2限制，由此形成的间断级配，同时使用纤维作为稳定剂；沥青结合料用量多，粘结性要求高，应选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青；SMA的材料质量要求比普通沥青混凝土的高，粗集料必须特别坚硬，针片状颗粒少，矿粉必须是磨细石灰石粉；SMA 施工与普通沥青混凝土相比，要适当延长拌和时间（因为用改性沥青，而且要添加投入稳定剂需延长5-10 S拌和时间）），提高施工温度，不宜用轮胎碾压实（防止粘轮和玛蹄脂上浮，降低路面构造深度并造成泛油）等。
（不过现在不同的专家意见不一致，存在争议，SMA 要求的空隙率小3-4%，所以有些专家推荐用轮胎压路机搓揉，以降低空隙率，我们还是严格按照现在的规范要求执行，规范是我们的保护伞），综合SMA的特点，可以归纳为三多一少（粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少），掺纤维增强剂，材料要求高。
SMA生产、施工流程为：备料，配合比验证调整，沥青混合料生产，混合料运输，摊铺，碾压，保养。
SMA 沥青玛蹄脂混合料是当前国际上公认的一种抗变形能力强、耐久性能较好的沥青面层混合料，由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力；同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善；添加纤维稳定剂，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好；间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好；同时混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好。
浅析SMA材料特点及质量控制要点
浅析SMA材料特点及质量控制要点摘要：近年来，随着交通量的持续增加，超载重载、交通渠化等对高等级公路沥青路面提出了越来越高的要求。
为了提高沥青路面质量，延长沥青路面使用寿命，SMA路面在公路工程建设中使用越来越频繁，在此浅析SMA材料特点及质量控制要点。
关键词：SMA 组成特点质量控制要点一、SMA材料组成特点如图所示SMA是一种间断级配骨架密实结构，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，该种混合料组成的显著特点是“三多一少”，即粗料多（通常70%以上）、矿粉用量多（通常10%左右）、沥青用量多（通常达到6%以上）、中间粒径的集料用量很少或者几乎没有。
1、较多的粗集料颗粒相互嵌挤形成稳定的骨架结构，一方面混合料内摩擦力很大，产生非常好的抵抗荷载变形的能力，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不会减小，因而有较强的高温抗车辙能力，另一方面由于粗集料较多，摊铺后，表面的粗集料也较多，经过碾压表面形成较大的构造深度，因而SMA路面具有良好的抗磨损及抗滑性能。
2、沥青及矿粉使用多，与添加的纤维组成的沥青玛蹄脂，填充在粗集料中，内部空隙率很小(3-4%)，几乎不透水，一方面提高了混合料本身的低温抗裂性、水稳定性及耐久性，另一方面又对下面的沥青层及基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。
二、SMA原材料特殊要求1、SMA混合料是依靠粗集料石、石接触和紧密嵌接而形成骨架结构，为防止碎石颗粒在车辆荷载的挤压过程中发生破碎，对粗集料的质量有严格的要求，也可说粗集料是SMA 质量控制的关键，一般要求使用高质量的轧制粗集料，其岩石应坚韧，具有较高的强度和刚度，而不能使用质地较软的石灰石。
SMA混合料的性质对集料4.75mm 通过率十分敏感，要求针片状颗粒含量不超过20%。
间断级配-SMA混合料
资源消耗与回收利用
资源消耗
间断级配-SMA混合料的生产和使用 需要消耗大量的原材料和能源，如石 料、沥青、燃料等。
回收利用
对于废弃的间断级配-SMA混合料， 可以通过回收再利用的方式减少资源 消耗和环境污染。回收再利用的过程 需要建立相应的回收体系和技术支持。
环境友好性评价
污染物排放
间断级配-SMA混合料生产和使用 过程中产生的污染物排放量相对 较低，但仍需采取措施减少污染 物的排放。
合料的整体性能和耐久性。
05
工程应用
公路路面
抗滑性能
间断级配-SMA混合料具有较好 的抗滑性能，能够提高路面摩擦
系数，降低交通事故风险。
耐久性
间断级配-SMA混合料具有较高 的耐久性，能够承受车辆的反复 碾压和气候变化的影响，延长路
面使用寿命。
降噪性能
间断级配-SMA混合料能够减少 车辆行驶时的噪音，提高道路使
沥青结合料
沥青结合料是间断级配-SMA混合料中的粘结剂，其作用是将粗集料和细集料粘结成 一个整体。
沥青结合料的类型和用量应根据气候条件、交通负载和施工工艺等因素进行选择和 调整。
沥青结合料应具有足够的粘结力、耐久性和抗老化性能，以确保混合料的使用寿命 和质量。
添加剂
添加剂是间断级配-SMA混合料 中的特殊成分，其作用是改善混 合料的性能或满足特定的工程要
绿色环保材料
探索使用环保、可再生、可降解的材料，降低混 合料的环境影响。
高效制备工艺
研究更高效、环保的制备工艺，如连续生产、低 温搅拌等，提高生产效率。
技术标准与规范更新
制定行业标准
制定间断级配-SMA混合料的相关行业标准，规范生 产和使用。
间断级配SMA混合料
城市道路
由于间断级配SMA混合料具有较 好的防滑性能和耐久性，也适用 于城市道路的路面铺装。
机场跑道
间断级配SMA混合料具有较好的 高温稳定性和防滑性能，适用于 机场跑道的铺装。
02
间断级配SMA混合料的特点
优点
抗车辙性能好
间断级配SMA混合料具有较大的矿料间隙率，能够提供足够的空间容纳沥青结合料， 从而形成较为稳定的沥青膜，提高混合料的抗车辙性能。
出厂检测
对出料后的混合料进行检测，如检测 其温度、色泽、含水量等指标，以确 保其质量合格。
04
间断级配SMA混合料的应用
在道路工程中的应用
抗车辙性能
间断级配SMA混合料具有较好的抗车辙性能 ，能够提高道路的耐久性和稳定性。
防滑性能
间断级配SMA混合料表面的粗糙度较高，能够提供 较好的防滑性能，降低交通事故的风险。
耐久性好
间断级配SMA混合料中的沥青结合料能够将粗集料紧密粘结在一起， 形成较为稳定的结构，不易发生松散、剥落等现象。
防滑性能好
间断级配SMA混合料的表面粗糙度较高，能够提供较好的防滑性能。
SMA混合料的应用领域
高速公路
间断级配SMA混合料具有较好的 高温稳定性、耐久性和防滑性能， 适用于高速公路的路面铺装。
感谢您的观看
THANKS
抗车辙性能
间断级配SMA混合料在抗车辙 性能方面优于连续级配SMA混 合料。
降噪性能
间断级配SMA混合料在降噪性 能方面优于连续级配SMA混合 料。
成本
间断级配SMA混合料成本高于 连续级配SMA混合料。
03
间断级配SMA混合料的制备 工艺
原材料的选择与准备
粗集料
第3章沥青混合料—SMA
SMA路面的病害
SMA路面的病害
2. SMA对材料的要求－粗集料
Good Rock Rock
高质量的轧制碎石，其岩石
Bad
应坚韧，具有较高的强度和
刚度。
形状接近立方体，有棱角， 针片状含量低
针入度要小一个等级
（1）沥青结合料
要求沥青具有较高的粘度，与集料具有较好的 粘附性。除满足相关规范要求外，应采用比当地常 用普通沥青混合料所用沥青硬一级的沥青。对于高 等级公路、交通量特别大以及气候环境严酷时，最 好采用改性沥青制备沥青混合料。
改性沥青 、 普通沥青？来自动稳定度（次/mm）8000 7000
LA、抗压碎要求较高
一般不使用石灰岩，可以使
用酸性岩石，但应检验与沥
青粘附性，不满足要求时， 应采取有效的抗剥落措施。
2.SMA对材料的要求－细集料
SMA的细集料含量很小，只有10％左右，但作用不 可小视
最好使用坚硬的机制砂，也可以采用优质石屑部分 替代机制砂使用，且应选择石灰岩石屑，严格控制 实现中土的含量。
1.概述
SMA：是沥青马蹄脂碎石（Stone Matrix Asphalt）的缩 写，是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以 及较多的细集料（矿粉）组成的沥青马蹄脂，填充与间断 级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料， 简称SMA。
SMA材料组成特点： “三多一少”—粗级料多（≧4.75mm ，粗集料70％～80％）、沥青多、矿粉多（约10％）、细 集料少。
（1）SMA混合料体积结构参数 SMA骨架嵌挤形成的判断
1.概述
SMA简介
粗集料间隙率VCADRC
测定粗集料松方密度 ρ 测定粗集料毛体积密度 ρb
ρb ρ ρ
设粗集料 质量为M
间隙
毛体积
ρ ρb
松方密度 ρ
毛体积密度 ρb
（捣实法）
ρb
ρ
M/ρb ρ M/ρ ρb ρ ρ 返回主流程
第二部分 SMA配合比设计
一、材料的技术要求：
㈠粗集料：最好采用玄武岩、辉绿岩等硬 质、碱性石料。 机场高速采用南海玄武岩
技术要求
石料压碎值（%） 不大于
SMA 国产玄武岩
25 10.4
洛杉矶磨耗率（% ）不大于
视密度（t/m3） 不大于
30
2.6
5.1
2.9
吸水率（%）
不大于
2.0
4 5级（埃索 沥青70号）
返回主流程
㈡玛蹄脂的抗剪性
落锥仪：
QCOS2( α / 2) Τ π h2t an( α / 2)
T 抗剪强度（KPa ) Q 落锤加砝码（KN） h 锥入深度（m） a 落锥的角度
（三）玛蹄脂的技术要求
指标 测试方法 单位 推荐值
抗剪性能
40℃锥入 剪切
60℃锥入 剪切
KPa
KPa
>100
>5
排水式沥青面层 （Pervious Macadam) 现代多使用高粘度 改性沥青
沥青混合料中粗集料间隙率
ρ VCAmix α ρb
已知:油石比Pa； 粗集料毛体积密度 ρb 4.75mm筛孔通过率p4.75 ρ 沥青混合料毛体积密度
粗集料间隙
设沥青混合料 粗
粗集料 毛体积
3沥青与沥青混合料(SMA)
稳定度 (kN) 6.6 6.9 6.6
流值 (mm) 2.5 2.6 3.1
41.9 41.7 41.5
通过作图可以看出，当取设计空隙率为4%是，对应的油石比6.1%，且饱和 度(VFA)为77.5%(要求75~85%)，矿料间隙率(VMA)17.8%(要求大于17%)， 混合料粗集料间隙率(VCAmix)41.6%(小于矿料粗集料间隙率41.8%)，各项体 积指标均满足要求，所以6.1%沥青用量是合适的.
21
SMA配合比设计流程图
材料选择 粗、细集料、矿粉 纤维稳定剂 材料试验 选择初试级配 以4.75mm通过率为关键筛孔，选用中值及中值±3%三个档次，设计三组级配 测定各级配粗集料相应VCADRC 沥青或改性沥青
选择初试沥青用量，制备马歇尔试件
分析VMA、VCAmix，确定落实设计级配组成 不合格
18
SMA组成设计
二是SMA混合料中要控制混合料空隙率，因
为过小的空隙率在高温季节易于造成塑性变 形，而过高的空隙率则易造成水损害； 通常空隙率要求控制在3~4%，北方寒冷地区 为3.5%，对高温稳定性有较高要求的地区为 4%，甚至可达到4.5%； 空隙率合适与否的评定方法是：是否偏低用 车辙试验评定，是否偏高采用室内渗水试验 评定.
SMA特点、组成材料 与设计
1
一、SMA综述
2
SMA路面特点
SMA是一种以沥青结合料与适量纤维稳定 剂、以及少量细集料和较多矿粉组成的沥 青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架 空隙中组成的沥青混合料。
3
SMA路面特点
——京秦高速公路路况对比
AC
SMA
AC
SMA
4
—— 持久的表面功能 —— 优良的水稳性和耐久性 —— 良好的低温抗开裂能力 ——显著的高温抗车辙形成能力
间断级配SMA
灰分含）≤
18±5，无挥发物
7.5±1.0 5.0±1.0 5.0
三、SMA混合料的配合比设计
1. SMA混合料的配合比设计指标 (1)SMA混合料级配设计范围 表3-29为SMA混合料级配范围的建议值，SMA混合料的最大 粒径应与面层结构设计厚度相匹配，结构设计厚度为集料的公 称最大粒径的2~2.5倍。
2.集料与填料
用于SMA混合料中的粗集料应是高质量的轧制碎石，其岩 石应坚韧，具有较高的强度和刚度，如玄武岩、沙眼、花 岗岩等石料。应严格控制集料中的针状颗粒含量，集料的 颗粒形状应接近立方体，富有棱角，纹理粗糙，其它技术 要求见表3-27的要求时，必须采取有效的抗剥落措施。 细集料最好使用坚硬的机制砂，也可以从洁净的石屑中 筛取粒径范围0.5~3mm部分作为制砂使用。当采用普通石 屑作为细集料时，宜采用石灰岩石屑，石屑中不得含有泥 土类杂物。当与天然砂混用时，天然砂的含量不宜超过机 制砂或石屑的比例。细集料质量除了满足普通热拌沥青混 合料对细集料的要求外，棱角性最好大于45%。
4、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，两一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。
二、SMA混合料的组成材料及其技术要求
1、沥青结合料 在SMA混合料中，要求沥青具有较高的粘度，与集料有良 好的粘附性。SMA所用沥青质量必须符合我国“重交通道 路沥青技术要求”，并应采用比当地常用热拌沥青混合料 所用沥青硬一级的沥青。南方炎热地区可以采用AH-70,寒 冷地区用AH-70 或AH-90。 对于高速公路、承受繁重交通的重大工程道路、夏季特别 炎热和冬季特别寒冷地区的道路，最好采用改性沥青配制 SMA混合料。由于改性沥青的基质沥青质量必须符合我国 “重交通道路沥青技术要求”，所配制的聚合物改性沥青 质量应符合（JTJ036-98）的技术要求，当以提高沥青混 合料抗车辙能力作为主要目标时，改性沥青的软化点最好 高于当地年最高路面温度。
SMA
γ1
——各种矿料的配合比例，%； P1+P2+…+ Pn =100
γ2
４）计算各初试级配捣实状态下的集料松装间
隙率 DRC VCA
VCADRC
γs × 100 = 1 − γ CA
VCADRC --粗集料骨架的松装间隙率，％；
γ CA --粗集料骨架的毛体积相对密度；
3.配合比检验 配合比检验 1）检验 按确定的矿料级配和最佳沥青用量，进行下 列配合比检验试验。 ① 谢伦堡沥青析漏试验 试验温度应该与生产时的最高出料温度一致， 无明确要求时，非改性沥青混合料的试验温度 宜为170℃，改性沥青混合料的试验温度宜为 185℃。
２）测试件的稳定度 稳定度和流值并不作为配合比设计的唯一 指标，容许根据同类型SMA工程的经验予以调 整，对改性沥青SMA试件的流值可不作要求。 根据希望的设计空隙率，确定最佳油石比 OAC。马歇尔试件的设计空隙率应符合规范的 要求，在炎热地区空隙率宜选择靠近上限，寒 冷地区空隙率可选择靠近中、下限。当击实次 数为75次时，设计空隙率不宜超过4％。
根据设计的SMA类型，按级配范围要求，调整各种 类型，按级配范围要求， 根据设计的 类型 矿料的比例，设计3个粗细不同的初步级配 个粗细不同的初步级配。 矿料的比例，设计 个粗细不同的初步级配。 3个级配 个级配4.75(或2.36)mm筛的通过率分别为 筛的通过率分别为: 个级配 或 筛的通过率分别为 中值（规范级配范围中值） 中值（规范级配范围中值） 中值+3（ 中值 （或２）％ 中值-3 中值 （或２）％ 3个级配其矿粉数量宜相同，使0.075mm通过率为 个级配其矿粉数量宜相同， 通过率为 个级配其矿粉数量宜相同 10％左右。 ％左右。
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)路面施工技术
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)路面施工技术摘要：本文探讨了SMA混合料的优点、施工工艺流程及操作要点、SMA路面施工质量控制等三个方面的内容，以供与同仁交流学习。
关键词：SMA，施工工艺，SMA路面，施工质量控制1、引言SMA（Stone Matrix Asphalt）是沥青玛蹄脂碎石混合料的缩写，是由沥青结合料与少量的纤维稳定剂，细集料以及较多的填料（矿料）组成的沥青马蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料。
是近年来在国际上出现的一种非常引人注目的新型沥青混合料，它以优良的抗车辙和封水性能闻名于世。
2、应用SMA混合料的优点SMA混合料具有明显的优点: (l)由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力。
(2)由于沥青玛蹄脂的粘结以及纤维素的作用，低温变形性能和水稳定性较大地改善。
(3)间断级配在表面形成了较大的构造深度，抗滑性能好，噪音比常规降低2一3分贝。
(4)混合料具有较小的空隙率，耐老化性能和耐久性大大改善。
由于SMA的多种优点，从而可以全面提高沥青混合料的路用性能，使路面寿命延长50%以上。
3、施工工艺流程及操作要点3、1施工前准备（1）施工前应对施工人员做技术交底，检查机械设备是否按要求到位且状态良好。
（2）对已铺筑的沥青砼中面层钻芯取样，检测铺筑厚度，并按每10m一断面检测中面层的高程和横坡度，以保证SMA的铺筑厚度和横坡度达到设计、规范要求。
（3）用人工和空压机清扫，吹干净要铺筑SMA的路段表面，对局部泥土污染严重的部位用水车高压射水冲洗干净。
（4）用沥青洒布车洒布中裂的洒布型乳化沥青(PC-3)，平均用量按设计要求控制，沥青洒布要均匀成雾状。
3、2拌合SMA混合料（1)采用3000型间歇式沥青混合料拌合设备，使用导热油加热改性沥青，严格把改性沥青的加热温度控制在165℃到175℃之间，泵入拌合机的改性沥青温度控制在170℃左右。
(2)按照生产配合比配料控制好各热料仓的矿料、矿粉和木质素纤维及沥青的用量，并适当降低每盘拌合料的重量，注意把矿料的加热温度控制在185℃到195℃之间，不允许超过200℃。
SMA沥青材料简介
沥青玛蹄脂碎石混合料（简称SMA)简介SMA是由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。
1、形成背景60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑“浇筑式沥青混凝土”路面。
这种结构中沥青含量12％左右，矿粉含量高。
使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。
为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。
1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。
这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。
我国首次使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOV OPHAL T。
其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。
PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大为升高，粘度增加了7倍，说明沥青的高温稳定性有显著提高。
2、沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的组成原理及特点SMA的结构组成可概括为“三多一少，即：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。
具体讲：①SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗集料比例高达70％～80％，矿粉的用量达7％～13％，(“粉胶比”超出通常值1.2的限制)。
SMA沥青材料简介
沥青玛蹄脂碎石混合料（简称SMA) 简介SMA是由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。
1、形成背景60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑“浇筑式沥青混凝土”路面。
这种结构中沥青含量12％左右，矿粉含量高。
使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。
为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。
1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。
这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。
我国首次使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。
其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。
PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大为升高，粘度增加了7倍，说明沥青的高温稳定性有显著提高。
2、沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的组成原理及特点SMA的结构组成可概括为“三多一少，即：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。
具体讲：①SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗集料比例高达70％～80％，矿粉的用量达7％～13％，(“粉胶比”超出通常值1.2的限制)。
由此形成的间断级配，很少使用细集料；②为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂；③沥青用量较多，高达6.5％～7％，粘结性要求高，并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青(最好采用改性沥青)3、SMA结构的主要优点①、高温稳定性。
SMA结构原理及原材料质量
浅述SMA结构的原理及原材料的质量摘要：叙述了sma结构的特点及原理，并对所使用原材料及外加剂的质量技术要求加以说明。
关键词：sma；结构特点；原材料沥青碎石玛蹄脂混合料（sma）是一种典型的骨架密实型结构。
在沥青混合料中，既有足够数量的粗集料形成骨架，对夏季高温防止沥青混合料变形，减缓车辙的形成起到了积极的作用；同时又因具有数量合适的细集料以及沥青胶浆填充骨架空隙，形成高密实度的内部结构，不仅很好地提高了沥青混合料的抗老化性，而且在一定程度上还能减缓沥青混合料在冬季低温时的开裂现象，是一种优良的路用结构类型。
sma的特点主要有：（1）粗集料用量多，占到矿料总量的70%以上；（2）矿粉用量多，8%-12%；（3）沥青用量多，5.5%-6.5%，比密级配沥青混凝土大1%左右；（4）细集料用量少，一般为10%左右。
sma结构的主要优点：高温抗车辙；低温抗开裂；抗水损害；抗滑性能好；耐疲劳，能够延长路面的使用寿命。
1. sma结构的原理（1）在sma的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到矿料总量的70%以上，粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，有非常好的抵抗荷载变形的能力，即抗车辙能力。
（2）sma使用矿粉多，沥青多，又使用纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充在集料间隙，在温度下降、混合料收缩变形时，玛蹄脂有较好的粘结作用，它的柔韧性使混合料有较好的低温变形性能。
（3）sma混合料的内部空隙率很小（4%左右），混合料渗水很少或几乎不渗水，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。
（4）sma采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成大的孔隙，构造深度大，使雨天高速行车下不易产生水漂，抗滑性能提高，较好地解决了抗滑与耐久的矛盾。
同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪声降低，从而可以全面提高路面的表面功能。
（5）sma的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，沥青用量多，因而沥青混合料的耐老化性能好，耐疲劳性能大大优于密级配沥青混凝土。
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美国AASHO对木质素纤维的技术要求 美国AASHO对木质素纤维的技术要求 AASHO
试验验内容 充气筛分析 纤维长度（mm） 纤维长度（mm） 0.150mm筛通过率（ 0.150mm筛通过率（%）≤ 筛通过率 纤维长度（mm） 纤维长度（mm）≤ 普通网筛分析 0.850mm筛通过率（ 0.850mm筛通过率（%） 筛通过率 0.425mm筛通过率（ 0.425mm筛通过率（%） 筛通过率 0.106mm筛通过率（ 0.106mm筛通过率（%） 筛通过率 灰分含量（ 灰分含量（%） PH值 PH值 吸油量（纤维质量的倍数） 吸油量（纤维质量的倍数） 含水量（ 含水量（%）≤
1781
4673
1200
2520
劈裂强度（ ℃ 劈裂强度（0℃） (Mpa) 劈裂模量（ ℃ 劈裂模量（0℃） (Mpa) 弯拉模量（ ℃ 弯拉模量（0℃） (Mpa)
3.275 2544 1980
3.794 2098 1446
3.871 3472 2393
3.743 3059 1717
2、低温抗裂性
沥青路面表层用粗集料的技术要求
技术指标 石料压碎值（ ） 石料压碎值（%）≤ 石料磨光值（ ） 石料磨光值（%）≤ 石料磨光值（ 石料磨光值（PSV）≥ ） 表观密度（ 表观密度（t/cm3）≥ 吸水率（ ） 吸水率（%）≤ 与沥青的粘附性等级≥ 与沥青的粘附性等级 技术要求 技术指标
表3-27
技术要求
在低温条件下，由于SMA混合料中有着相当数量的沥青玛 在低温条件下，由于SMA混合料中有着相当数量的沥青玛 SMA 蹄脂，当温度下降时，沥青玛蹄脂具有较高的粘结能力， 蹄脂，当温度下降时，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。 的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温变形能力。
3、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 SMA混合料中， 混合料中 实填充，并将集料颗粒粘结在一起， 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 混合料空隙率较小， 厚的沥青膜。此外，SMA混合料空隙率较小，沥青于水或空气 的接触较少，因而SMA SMA混合料的水稳定性和抗老化性较普通沥 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混合料及本身不透水的，对中、 SMA混合料及本身不透水的 青混合料为好；又由于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， 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。 持较高的整体强度和稳定性。
SMA混合料的技术特性 一、SMA混合料的技术特性 1．高温稳定性 主要特点： 主要特点： 粗集料骨架和沥青玛蹄脂两个部分组成； （1）粗集料骨架和沥青玛蹄脂两个部分组成； （2）粒径≥4.75mm的粗集料高达70% 80%，矿粉 粒径≥4.75mm的粗集料高达70%~80% 的粗集料高达70% 80%， 用量为10%左右，细集料较少； 用量为10%左右，细集料较少； 10%左右 因骨架作用，抵抗荷载变形能力较强， （3）因骨架作用，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。 条件下，有着较强的高温抗车辙能力。
3.纤维 3.纤维
SMA混合料中的常用纤维材料有：木质素纤维、矿物纤维、 SMA混合料中的常用纤维材料有：木质素纤维、矿物纤维、 混合料中的常用纤维材料有 腈纶纤维、涤纶纤维、玻璃纤维等聚合物化学纤维。 腈纶纤维、涤纶纤维、玻璃纤维等聚合物化学纤维。纤维在 SMA混合料中的作用是吸油、稳定、增强，并提高SMA混合料高 SMA混合料中的作用是吸油、稳定、增强，并提高SMA混合料高 混合料中的作用是吸油 SMA 温下的抗剪强度。选择纤维时主要考虑其吸油性、耐热性、 温下的抗剪强度。选择纤维时主要考虑其吸油性、耐热性、与 沥青的粘附性等指标。纤维应能承受250℃的高温条件， 250℃的高温条件 沥青的粘附性等指标。纤维应能承受250℃的高温条件，不变 不变质、不脆化，化学稳定性好，对环境无污染。 形、不变质、不脆化，化学稳定性好，对环境无污染。
2.集料与填料 2.集料与填料
用于SMA混合料中的粗集料应是高质量的轧制碎石， 用于SMA混合料中的粗集料应是高质量的轧制碎石，其岩 SMA混合料中的粗集料应是高质量的轧制碎石 石应坚韧，具有较高的强度和刚度，如玄武岩、沙眼、 石应坚韧，具有较高的强度和刚度，如玄武岩、沙眼、花 岗岩等石料。应严格控制集料中的针状颗粒含量， 岗岩等石料。应严格控制集料中的针状颗粒含量，集料的 颗粒形状应接近立方体，富有棱角，纹理粗糙， 颗粒形状应接近立方体，富有棱角，纹理粗糙，其它技术 要求见表3 27的要求时 必须采取有效的抗剥落措施。 的要求时， 要求见表3-27的要求时，必须采取有效的抗剥落措施。 细集料最好使用坚硬的机制砂， 细集料最好使用坚硬的机制砂，也可以从洁净的石屑中 筛取粒径范围0.5~3mm部分作为制砂使用。当采用普通石 部分作为制砂使用。 筛取粒径范围 部分作为制砂使用 屑作为细集料时，宜采用石灰岩石屑， 屑作为细集料时，宜采用石灰岩石屑，石屑中不得含有泥 土类杂物。当与天然砂混用时， 土类杂物。当与天然砂混用时，天然砂的含量不宜超过机 制砂或石屑的比例。 制砂或石屑的比例。细集料质量除了满足普通热拌沥青混 合料对细集料的要求外，棱角性最好大于45% 45%。 合料对细集料的要求外，棱角性最好大于45%。
40~55 45~65 50~75 90~100
18~30 20~32 20~34 28~60
13~22 15~24 15~26 30~32
12~20 14~22 14~24 14~26
10~16 12~18 12~20 12~22
9~14 10~15 10~16 10~18
8~13 9~14 9~15 9~16
第三章 沥青混合料
第三节间断级配——SMA混合料
SMA是沥青玛蹄脂碎石（ Asphalt） SMA 沥青玛蹄脂碎石（Stone Matrix Asphalt） 沥青玛蹄脂碎石 的缩写，是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、 的缩写，是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、 细集料以及较多的填料（矿粉）组成的沥青玛蹄脂， 细集料以及较多的填料（矿粉）组成的沥青玛蹄脂， 填充于间断级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形 成的沥青混合料，简称SMA SMA。 成的沥青混合料，简称SMA。 主要优点：属于骨架密实结构，具有耐磨抗滑、密 主要优点：属于骨架密实结构，具有耐磨抗滑、 实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、 实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂等优 适用于高等级道路沥青路面的上面层使用。 点，适用于高等级道路沥青路面的上面层使用。本 节介绍SMA混合料的技术特性、 SMA混合料的技术特性 节介绍SMA混合料的技术特性、组成材料及配合比 设计方法。 设计方法。
SMA混合料的组成材料及其技术要求 二、SMA混合料的组成材料及其技术要求
1、沥青结合料 SMA混合料中 要求沥青具有较高的粘度， 混合料中， 在SMA混合料中，要求沥青具有较高的粘度，与集料有良 好的粘附性。SMA所用沥青质量必须符合我国 所用沥青质量必须符合我国“ 好的粘附性。SMA所用沥青质量必须符合我国“重交通道 路沥青技术要求” 路沥青技术要求”，并应采用比当地常用热拌沥青混合料 所用沥青硬一级的沥青。南方炎热地区可以采用AH 70,寒 AH所用沥青硬一级的沥青。南方炎热地区可以采用AH-70,寒 冷地区用AH AHAH-90。 冷地区用AH-70 或AH-90。 对于高速公路、承受繁重交通的重大工程道路、 对于高速公路、承受繁重交通的重大工程道路、夏季特别 炎热和冬季特别寒冷地区的道路， 炎热和冬季特别寒冷地区的道路，最好采用改性沥青配制 SMA混合料 混合料。 SMA混合料。由于改性沥青的基质沥青质量必须符合我国 重交通道路沥青技术要求” “重交通道路沥青技术要求”，所配制的聚合物改性沥青 质量应符合（JTJ036-98）的技术要求， 质量应符合（JTJ036-98）的技术要求，当以提高沥青混 合料抗车辙能力作为主要目标时， 合料抗车辙能力作为主要目标时，改性沥青的软化点最好 高于当地年最高路面温度。 高于当地年最高路面温度。
8~12 8~12 8~12 8~13
SMA混合料的体积结构参数 （2）SMA混合料的体积结构参数 粗集料骨架间隙率VCA ①粗集料骨架间隙率
粗集料间隙率是指粗集料实体之外的空间体积占整个试 件体积的百分率， 件体积的百分率，用于评价按照嵌挤原则设计的骨架型沥青 混合料的体积特征，主要用于SMA混合料或OGFC SMA混合料或OGFC混合料的组 混合料的体积特征，主要用于SMA混合料或OGFC混合料的组 成设计。 成设计。 a 捣实状态下粗集料骨架间隙率 捣实状态下粗集料骨架间隙率是将4.75mm 4.75mm（ 2.36mm） 捣实状态下粗集料骨架间隙率是将4.75mm（或2.36mm） 以上的干燥粗集料按照规定条件在容量桶中捣实，所形成 以上的干燥粗集料按照规定条件在容量桶中捣实， 的粗集料骨架实体以外的空间体积占容量体积的百分率， 的粗集料骨架实体以外的空间体积占容量体积的百分率， 表示，采用式（ 19） 以VCADRC表示，采用式（3-19）计算
填料必须采用石灰岩等碱性岩石磨细的矿粉， 填料必须采用石灰岩等碱性岩石磨细的矿粉，矿粉质量应满 足普通热拌沥青混合料对矿粉的要求。粉煤灰不得作为SMA混 足普通热拌沥青混合料对矿粉的要求。粉煤灰不得作为SMA混 SMA 合料的填料使用。回收粉尘的比例不得超过填料总量的25%。 合料的填料使用。回收粉尘的比例不得超过填料总量的25%。 25% 其他要求同普通热拌沥青混合料。 其他要求同普通热拌沥青混合料。
SMA混合料矿料级配范围 混合料矿料级配范围
筛孔 规格 SMA-19 SMA-16 SMA-13 SMA-10 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075