SMA沥青混合料路面特点及配合比设计

SMA路面特点

沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种由沥青、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，其混合料具有以下特点：

1)粗集料多在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗料之间有良好的嵌挤作用。沥青混合料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时，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。AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 4.75mm通过率38~68 34~62 20~34 20~322)矿粉和沥青用量高，采用纤维稳定剂SMA使用矿粉高达8%～12%，沥青用量高达5.7%～6.5%，比一般AC-13/AC-16高1%左右。同时要使用纤维作稳定剂，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，它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能，低温抗裂性能得到大大提高。

2)AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 0.075mm通过率4~8 4~8 8~12 8~123) 空隙率小SMA混合料的内部空隙率很小(3%～4%)，混合料渗水很少或几乎不渗水，混合料内部的水属毛细水形态，不易成为大的动力水，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。同时由于密水性好，对下面的沥青层和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。

3) 路面表面粗糙，构造深度大SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料;另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成

大的孔隙，构造深度大0.8~1.3mm，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。同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪音可降低3～5dB，从而提高路面的表面功能。

4)SMA的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，空隙率小，沥青与空气接触少，沥青老化降低，因而沥青混合料的耐久性能良好。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。SMA 混合料形成机理a)粗集料骨架；b)沥青玛蹄脂；c)用玛蹄脂填充的粗集料骨架SMA是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料碎石骨架间隙的混合料。或者说SMA是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两部分组成。特点和性能、结构类型、空隙率(％)、沥青用量、4．75mm、通过率(％) 、0．075mm 通过率(％)、抗车辙变形、疲劳耐久性、抗裂性能、水稳定性、渗水情况、抗老化性能、特点和性能、结构类型、抗磨损、抗滑性能、路面噪声、反光、溅水、水雾、施工难易程度、成本。ACl6(I)型悬浮密实结构3~6 中等42~63 中等(4~8) 很好ACl6(II)型悬浮半密实结构4~8 (10) 较少30~50 较少(2~5) 较好ACl6(III)型悬浮半空隙结构较好较差较差较低。SMA-l6 嵌挤密实结构3~4 (4.5) 较多20~30 很多(8~12) 很好很好很好很好小很好SMA—l6 嵌挤密实结构很好好好稍难(温度提高、纤维) 高差易中▲抗高温变形能力强；▲抗开裂、疲劳性能良好，提高耐久性和早期裂缝较少；▲不透水，抗水损坏性能强；▲表面粗糙度大，抗滑性能好，提高

行车安全▲降低行车噪音▲SMA减小灯光反射，减小水雾，提高能见度与普通沥青施工相比较，具有施工复杂、难度大的特点，对施工队伍的要求较高，SMA的施工工艺要求较高，对施工因素的敏感性较强，矿料级配及沥青用量的小的波动和变化，很容易造成路面质量的大的波动，也会造成局部泛油、油斑、透水等。同时SMA对集料要求较高，由于同时由于沥青用量和矿粉多，混合料的成本会显著增加。初期每吨增加费用20％～25％. 后期延长使用年限约25％～30％；可减轻、延缓沥青路面的早期破坏；改善路面行驶质量；节约大量维修、养护费用，降低50％～75％。

SMA沥青混合料的配合比设计

一、概述

沥青玛碲脂碎石（stone mastic asphalt 简称sma）路面具有优良的高温稳定性，良好的低温抗裂性，使用的耐久性以及明显的抗滑性和一定的降噪声的效果。国外已普遍使用，国内也得到了推广应用。但是，必须要保证SMA路面的工程质量才能体现SMA路面的优越性，保证质量的技术关键在于SMA沥青混合料的配合比设计。

二、材料

（一）粗集料

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（1：3）含量不超过20%。

根据SMA材料的特性，在有条件的地方最好目前基本上采用玄武岩、辉绿岩等硬质的碱性石料。

（二）细集料

在SMA混合料中细集料（指小于4.75mm颗粒）的质量仅为10%-20%，但同样要求石质坚硬、富有棱角，并有一定的表面纹理，软质含量少，塑性低，粘土含量不超过1%。细集料宜用机制砂，也称人工砂。天然砂由于颗粒接近于圆形，磨阻力小，故不宜多用。

（三）矿粉

矿粉在SMA混合料中是重要的组成部分，它与沥青混和形成玛蹄脂，从而影响SMA的性能。矿粉为混合料产生“加劲”效应。按照我国目前沥青路面施工技术规范生产的石灰石矿粉可用于SMA混合料，上海使用的石灰石磨细矿粉。

（四）沥青材料

SMA所使用的沥青要求有良好的粘结性和温度稳定性，一般应采用重交通道路沥青，其指标符合规范要求。我国采用的标号应根据道路所在地区气候来确定，但一般宜采用较好的沥青，如南方地区可采用50号沥青，长江、黄河流域采用70号沥青，东北地区采用90号沥青。

虽然改性沥青种类很多，但现在国内外的发展趋势是SBS改性沥青应用日趋广泛，这是因为SBS改性沥青性能确实比PE等改性沥青优越，而且它的适应性强，无论在南方还是在北方都能有效地改善热稳定性和低温性抗裂性。