第3章沥青混合料—SMA
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℃。
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
SMA沥青混合料路面特点及配合比设计
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一、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。
SMA高弹性改性沥青混合料施工工法(2)
SMA高弹性改性沥青混合料施工工法一、前言SMA高弹性改性沥青混合料施工工法是一种新型的道路施工工法，主要通过改性沥青和高强度骨料的组合使用，以提高路面抗裂性能和耐久性。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点SMA高弹性改性沥青混合料施工工法具有以下特点：1.高弹性：采用SMA（Stone Matrix Asphalt）技术，通过增加骨料的粘结面积和改良沥青的粘附性，提高了沥青混合料的抗裂能力和弯曲疲劳性能。
2. 耐久性好：采用特殊的骨料组合和沥青改性技术，提高了混合料的耐久性和抗老化性能，延长了路面使用寿命。
3. 抗水损伤性能强：改良的沥青混合料具有较好的抗水损伤性能，能够有效防止路面因水损失导致的损坏和开裂。
4. 抗沟槽磨损性能好：骨料之间的摩擦力增大，能够有效降低车辙的形成，提高路面的抗磨性能。
5. 施工工期短：由于采用了改进后的SMA技术，施工工期相对较短，能够减少对交通的影响。
三、适应范围SMA高弹性改性沥青混合料施工工法适用于高等级道路、高速公路、城市主干道等对抗裂性能和耐久性要求较高的路段。
在寒冷地区，该工法也适用于寒冷季节因温度变化而产生大幅度热胀冷缩的路段。
四、工艺原理SMA高弹性改性沥青混合料施工工法的实际工程应用与施工工法之间存在着紧密的联系。
在施工中，采取了一系列的技术措施来保证施工质量和施工效果。
首先，通过选取适当的骨料组合和粒径分布，提高了沥青混合料的力学性能和抗裂能力。
其次，采用适量的改性沥青和添加剂，提高了沥青的黏结性和粘附性，增加了混合料的弹性和耐久性。
在施工过程中，还要控制施工温度、压实度和层厚等参数，以确保施工质量的稳定性。
五、施工工艺SMA高弹性改性沥青混合料施工工法包括以下几个施工阶段：1. 路面准备：清理道路表面的杂物和污垢，修补路面裂缝和坑洞，并确保路面的平整度和平整度符合要求。
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。
第三章 沥青混合料
排水式沥青路面
排水式开级配沥青碎石ATPB基层 ——Asphalt-Treated Permeable Base
设计空隙率≥18％
9
10
(4) 间断级配沥青混合料
gap-graded bituminous paving mixtures(英) gap-graded asphalt mixtures(美)
47
48
8
2011/5/14
影响沥青混合料抗剪强度的外因
⑴ 温度的影响：温度↑C ↓
第二节 沥青混合料的技术性能
沥青路面的主要损坏类型 沥青混合料应具备的基本技术性能 评价方法与指标 影响因素与改善措施
受温度变化影响较少
⑵ 加载速率的影响：加载速率↑ τ ↑
形变速率的影响：变形速率↑粘度↓ C值↓
32
2. 沥青混合料的毛体积密度
f
沥青混合料质量与体积关系示意图
空隙
沥青 质量 m a 空隙体积 V 沥青体积 Va 空隙率 VV 沥青饱和度 VFA
矿料间隙率
ma mg Va Vse V
沥青
VMA
合成矿料有效体积 Vse
合成矿料表观体积
合成矿料毛体积
毛体积相对密度 水中重法 表干法
③ 温拌沥青混合料
19
20
沥青混合料组成与体积参数
空隙率VV 沥青体积率VA 矿料间隙率VMA
4~6. 沥青混合料试件的体积参数
空隙率
沥青混合料 最大理论密度
f VV 1 - t
100%
沥青混合料 毛体积密度
沥青
沥 青 玛 蹄 脂
集料
（ 1 矿料间隙率VMA VMA
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。
[工学]道路工程材料-第3章沥青混合料.ppt
![[工学]道路工程材料-第3章沥青混合料.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/8bc3ee095022aaea988f0f4d.png)
规定：高速公路，不宜小于800次/mm
一级公路、城市主干道，不宜小于600次/mm
影响混合料高温稳定性的因素：
沥青用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料尺寸、形状
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
2.1 高温稳定性
车辙实验方法首先是英国运输与道路研究试验所(TRRL) 开发的，并经过了法国、日本等道路工作者的改进与完善。
沥青混合料的抗剪强度与形变速率也有关，粘聚力 C 值随 形变速率的增加而显著提高，内摩阻角随形变速率的变化很 小。
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
高温稳定性 低温抗裂性 疲劳特性 耐久性 水稳定性 抗滑性 施工和易性
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
在沥青用量固定的情况下，矿粉的用量多少也直接影响沥
青混合料的密实程度及粘结力，矿粉用量不能过多，否则使沥
青混合料结团成块，不易施工。
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.6 沥青混合料的结构强度理论 影响抗剪强度τ的因素 矿料的级配类型及表面性质对沥青混合料抗剪强度的影 响
粗、细骨料及填料 较稀沥青分布其间
密实级配的矿质骨架 沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.5 沥青混合料的组成结构类型
胶浆理论：(现代理论) 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆－微分散体系 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆－细分散体系 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料－粗分散体系
特点: 高稠度沥青 / 沥青用量大 / 间断级配
道路工程材料
SMA与Sup沥青混合料性能指标对比
（3）矿粉：沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出。不得将拌和机回收的粉尘作为矿粉使用。
结构特点
SMA是一种紧密嵌挤骨架密实结构，为间断级配，即各档料的用量不是连续的，其特点是粗料多，细料少。其混合料是一种抗变形能力强，且具有非常好的高温抗车辙能力，耐久性好，综合性能有明显改善的沥青面层混合料。同时，由于沥青马蹄脂的粘结作用，使低温变形能力和水稳定性有较大改善。SMA的空隙率很小（3%～4%）几乎不透水，混合料受水的影响很小。由于粗集料比例占70%以上，路面压实后表面形成较大孔隙，构造深度大，使抗滑性能提高。
每台拌和机每天l～2次，以4～6个试件的平均值评定
符合规定
T 0702、T 0709
浸水马歇尔试验
必要时
符合规定
T 0702、T 0709
车辙试验
必要时
符合规定
T 0719
项 目
检查频度及单点检验评价方法
质量要求或允许偏差
试验方法
外观
随时
表面平整密实，不得有明显轮迹、裂缝、推挤、油盯、油包等缺陷，且无明显离析
不小于设计宽度
纵断面高程
检测每个断面
±l0mm
T 0911
横坡度
检测每个断面
±0.3％
T 0911
渗水系数
每1km不少于5点，每点3处取平均值
200ml/min
T 0971
构造深度
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
SMA沥青混合料路面
（4）南通市1996年及1997年在宁通高速公路和南通区先后铺 筑了三十多公里SMA试验路。
（5）河北省、辽宁省也在1996-1997年间铺筑了SMA试验路。 （6）1998年山东省在泰安、上海市在浦东、湖北省在黄黄高
与传统密级配沥青混凝土比较，SMA具有如下特点：
(1)较高的稳定性 SMA具有比密级配沥青混凝土更高的抗车 辙能力。
试验温度 (℃)
20 50
轮辙试验结果
辙槽深度(mm)
密级配
SMA
试验温度 (℃)
3.81
1.75
40
4.40
3.11
60
辙槽深度(mm)
密级配
SMA
2.73
1.51
7.61
4.70
发展历史
（1）第一条SMA路面始建于60年代中期的德国，是德国在浇注式沥青混 凝土的基础上为解决车辙问题而发展起来的新型材料。
（2）80年代起，SMA首先在北欧的瑞典、芬兰等国得到广泛应用。 （3）英国从1994年开始修建SMA路面。 （4）丹麦、挪威、瑞典以及荷兰、奥地利、捷克等国自1982年开始广泛
沥青路面普遍存在着设计年限内由于其它原因而发生的 早期破坏。
（1）纵向或横向的永久性变形，夏季高温期在重载作 用下造成流动性车辙，纵向平整度下降。
（2）冬季沥青路面的横向开裂，主要是温缩裂缝。 （3）雨季或春融季节出现的坑槽，即水损害破坏。 SMA路面的研青类路面施工
SMA路面
参考规范
• 沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHC F40－01－2002) • 公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004 ）
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。
SMA沥青混合料的施工技术
浅谈SMA沥青混合料的施工技术摘要：沥青玛蹄脂碎石混合料（sma）以其优良的抗车辙性能和抗滑性闻名于世。
基于此，本文详细介绍了运用sma沥青混合料开展公路施工的工艺流程和技术规范。
关键词：sma沥青混合料施工工艺流程质量管理1 概述沥青马蹄脂碎石混合料（sma）是近年来在国际上出现的引人注目的新型沥青混合料，它以优良的抗车辙性能和抗滑性闻名于世。
第一条sma路面始建于德国，已有四十多年的历史。
我国第一条应用sma技术的公路工程是1992年首都机场高速公路。
2 sma组成特点和形成机理sma是由沥青、矿粉、纤维及少量的细集料组成，由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料。
它的特点是粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少，掺纤维增强剂，材料的质量要求高，因此使用性能全面提高。
3 sma施工工艺流程及操作要点3.1 混合料的拌制①改性沥青的基质的温度一般控制在160-170℃以上，改性剂必须存放在室内，不得受潮，存放时间不宜太长。
改性工艺不能生搬硬套。
②sma是间断级配，粗集料颗粒单一，量多，细集料很少，矿粉用量多。
sma需要5mm以上的粗集料75%以上，矿粉10%，细集料约为15%，要注意冷料仓数量不够的问题。
③sma细集料用量很少，因此冷料仓的开口要小，因为稍大就会有过量的可能。
同时细集料要保持干燥的状态，切忌露天堆放，以保证细集料数量的准确。
④sma的矿粉需要量比一般热拌沥青混合料要增加2倍。
这就需要注意在矿粉设备上和人力上的安排要合理。
⑤sma必须使用纤维，即在粗集料放料的同时投入纤维，利用粗集料拌合的打击力将纤维打散，为使纤维分散均匀，需要拌合5s-10s。
⑥sma混合料最好当天拌合当天使用，不宜隔夜存放。
3.2 混合料的运输①sma混合料可使用通常的热拌沥青混合料运输车运输。
运料车应用篷布保温，防雨。
②从拌和机运料车上装料时，应防止细集料离析，边卸料边移动运料车。
③sma混合料运输车应比拌合能力或摊铺速度有所富余。
SMA沥青路面施工技术及要点讨论
SMA沥青路面施工技术及要点讨论摘要：SMA是一种热拌沥青混合料，本身有着较多的沥青结合料，矿料和稳定剂填充到初级料骨架内，从而达到间断级配的目的。
该项材料的抗压性能和耐久性是非常高的，并且抗滑能力良好，因此在我国沥青路面建设中加大了对该项施工工艺的推广和应用。
在本篇文章中主要论述了SMA沥青路面施工技术以及具体要点，从而提升工程质量。
关键词：SMA沥青路面；施工技术；具体要点；工程质量当前阶段，大多数城市的主干路纷纷采取了沥青混凝土材料，SMA改性沥青材料是沥青材料中的一项新型材料，处于该项阶段内有效的混合了沥青纤维、稳定剂等材料，有着一定的公路耐久性，因此在具体应用过程中得到了广泛应用。
从混合料配制过程中，以粗骨料和矿粉为主有效配比，避免了使用较多的细骨料，能够增强公路的强度和刚度。
在公路路面运行进程逐渐加快的背景下，对SMA改性沥青公路材料应用十分普遍。
对此，就需要加大施工质量要求的分析力度，确保施工质量与工程要求相一致。
1、SMA改性利益轻材料的特征体现SMA改性沥青是由沥青稳定剂和矿粉组合形成的填充类型材料。
在具体应用过程中，能够提升整体的填充效果，满足公路的密实程度和压实程度，整体作用极高。
这种材料有着较强的实用性。
而且对工程的温差控制和水稳定性都有着一定的适应能力，所以被普遍应用到了公路中。
经过相关探究表明，SMA改性沥青应用到高速公路工程中以后，无论是耐久性还是抗滑性能以及行车舒适度都有了明显改进。
所以能够解决传统公路中的不足之处。
表一 SMA沥青混合土路面上层粗集料指标2、SMA混合料的技术性能第一，高温抗车辙性能。
高温抗车辙性能能高低与沥青混合料的模量有关，在模量越高的情况下，沥青混凝土产生的塑性嵌挤就越少，沥青路面的寿命随之延伸。
SMA混合料是按照相关比例混合形成，粗级料的粒径一般不低于4.75mm，该项混合比例使SMA处于高温条件下能够承载较大的车载负荷。
而且高温抗车辙的能力较强。
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沥青混合料施工控制
浅析SMA沥青混合料的施工控制摘要：本文首先对sma沥青混合料作了简要的介绍，然后结合工程实际详细介绍了sma沥青混合料的生产配制以及在施工方面的控制管理。
关键词：sma混合料；市政道路；施工管理引言随着科技的进步，交通运输对城市道路的要求不断提高。
在对道路路面的研究和开发方面，性能较好的sma沥青混合料已广泛应用在市政设施和高速公路上。
在近几年来深圳的市政道路已经大面积的使用 sma技术。
在施工与管理方面，交通部于2004年颁发了《公路沥青路面施工技术规范》文件，这样更有利于现场的技术人员进行指导与实施。
sma沥青混合料是沥青混合料中的一种，它与普通沥青混合料有着相同的共性，它的优良的特性也增加了实现它的难度，这就要求工作管理人员在施工管理时，要针对它的特性，同时要结合实践经验与实际的公路建设。
本文结合深圳市光明新区光侨路路面工程介绍sma沥青混合料路面施工控制。
光明新区光侨路西起于根玉路，止于光明街道办碧眼市场西侧并接碧眼至圳美一级公路，道路全长9.45km，为城市i级主干道，规划控制红线宽70m，双向八车道。
沥青路面共计30余万平方米。
2.sma简介sma是一种混合料，它是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的，其主要特点有以下几点：( 1 ) sma沥青混合料是间断级配的，5mm以上粗集料，主要是4.75—16mm的比例高达70—80%，矿粉量通常为8—12％，一般0.075mm的通过率为9％，粉胶比要超出常规的限制，这样就形成了间断级配。
沥青和矿粉用量增加，用纤维作稳定剂，这样可以增强稳定性。
( 2 ) sma一般选用的改性沥青具有针入度小、软化点高、温度稳定性好等特点。
它可以提高低温抗裂性，加强矿料的粘结力，防止沥青滴漏，减小感温性，这样使sma具有较好的高温稳定性、水稳定性、抗滑性和良好的耐久性。
( 3 ) sma的石料质量比一般沥青混凝土的要求高，要特别坚硬的粗集料，针片状颗料要少；一般不用天然砂的细集料，而是采用坚硬的机制砂；矿粉不用回收粉，要采用磨细的石灰石粉。
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。
沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)
青代替，但不能完全起到纤维的作用。最早
在德国发现加了纤维以后可以有效地提高混 合料的高温稳定性和抵抗埋钉轮胎的磨耗,后 来纤维逐步成为SMA的必须成分，其原因与 SMA使用较多的矿粉与沥青结合料有关。纤 维有以下作用。
①加筋作用:在SMA混合料中掺加纤维，纤 维在混合料中以一种三维的分散相存在，犹 如农民盖土坯房时向抹墙的灰泥小掺加草筋 一样，也象各种钢纤维混凝土、土工格栅、 土工布等等加筋材料一样，可以起到加筋作 用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SMA级配与AC、AM级配的比较
类型 通过下列筛孔（mm）百分率（%）
19 16 13.2
AC16 100 90~100 76~92
9.5 4.75 2.36 1.18 0.6
60~80 34~62 20~48 13~36 9~26
0.3 0.15 0.07 5
7~18 5~14 4~8
AM16 100 90~100 60~85 45~68 18~40 6~25 3~18 1~14 0~10 0~8 0~5
5。纤维稳定剂
（1）纤维稳定剂在SMA中的作用 在沥青混凝土中使用增强纤维，已有二十
多年历史。早期在水库的沥青衬砌中掺加 石棉纤维，曾经取得过良好的防止开裂渗 水的效果，现在纤维的种类已经很多，主 要有木质素纤维、矿物纤维、有机纤维三 大类，另外还有玻璃纤维，不过很少使用。
制造沥青玛蹄脂碎石混合料时必须采用纤维
（1）SMA是一种间断级配的沥青混合料， 以SMA—16为例，4.75mm以上的粗集料，颗 粒的比例高达70~80%，其中9.5mm以上的占 一半，矿粉的用量达8~13%，0.075mm筛的 通过率一般高达10％，粉胶比远超出通常的 1.2的限制值，由此形成间断级配，很少使用 细集料。
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（1）SMA混合料体积结构参数 马歇尔试件的体积参数
矿料间隙率VMA：足够大是保证加入足量沥青的前提。 沥青饱和度VFA：反映沥青混合料中的沥青用量是否合 适。
混合料的空隙率VV：对沥青路面的使用性能和耐久性有
着较大的影响。
（2）SMA混合料力学性能参数
由于马歇尔试验的局限性，在相同的试验条件下，与 密级配AC型沥青混合料相比，SMA混合料通常表现为马 歇尔稳定度低，而流值高，试验结果与这两种混合料在实 际路面中的表现不相符，所以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指标，以确定SMA混合料的水稳 定性。
T 0709
T 0732 T 0733
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 改性 不改性
2888 2591 1584 1572 4200 4523
SMA-13 SMA-16 AC-13 AC-16
Good Rock Rock Bad
高质量的轧制碎石，其岩石 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 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。
（3）析漏试验和飞散试验
析漏试验：用以检测沥青结合料在高温状态下从沥青混合料中析出的 数量，是确定SMA混合料中沥青用量的一种重要试验方法。谢伦堡沥 青析漏试验在施工做高温度下进行，一般非改性沥青混合料的试验温 度为170℃，聚合物改性沥青混合料的试验温度为185℃.将拌合好的 沥青混合料试样倒入800ml的烧杯中，在规定温度的烘箱中静置60min ，按下式计算析漏损失量。
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-
河北工业大学 肖庆一
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。
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。 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
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%。
T 0702
T 0708 T 0708 T 0708 T 0708 T 0709
粗集料骨架间隙率VCAmix [3] 不大于 沥青饱和度VFA 稳定度[4] 不小于
kN
流值
谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失 肯塔堡飞散试验的混合料损失 或浸水飞散试验
mm
％ ％
2～5
不大于0.2 不大于20
－
不大于0.1 不大于15
f VCAmix 1 CA 100 ca 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）析漏试验和飞散试验
肯塔堡飞散试验：
技术要求 试验项目 马歇尔试件尺寸 单位 mm 不使用改性沥青 使用改性沥青 试验方法 T 0702
φ101.6mm×63.5mm
马歇尔试件击实次数[1]
空隙率VV[2] 矿料间隙率VMA[2] 不小于 ％ ％
两面击实50次
3～4 17.0 VCADRC ％ 75～85 5.5 6.0
欧洲发展历史
SMA1990年美国AASHTO、FHWA、NAPA、SHRP、TA、TRB派
出联合代表团赴欧洲考察。
1991年有
23个州采用SMA铺筑了高速公路表层试验段。
1994年FHWA提出SMA设计施工指南。 1997年陆续提出《SMA设计》、《美国SMA路用性能评估》等报
告。
1998年提出关于SMA混合料配合比设计等一系列规范的建议稿 2003年NCAT提出关于4.75mmNMAS的SMA性能报告。
（1）SMA混合料体积结构参数 SMA骨架嵌挤形成的判断
SMA沥青混合料是按照嵌挤原则设计的，为了充分发挥SMA混合料中 粗集料石-石骨架嵌挤的作用，在压实状态下，沥青混合料中的粗集 料间隙率VCAmix必须小于粗集料骨架间隙率VCADRC，这是检验嵌挤 骨架形成的关键。若不满足，则表明混合料的粗集料骨架实际上被所 填充沥青马蹄脂撑开了，说明在混合料中沥青马蹄脂过多或者粗集料 骨架间隙过小。
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
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
加筋作用 纤维稳定剂 在SMA中的 作用 分散作用
吸附及吸收沥青
稳定作用 增粘作用，提高粘结力
木质素纤维
纤维种类
矿物纤维
有机纤维
（1）SMA混合料体积结构参数 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（或2.36mm）以 上的干燥粗集料按照规定的条件在容量筒中捣实，所形成的粗集料骨 架实体以外的空间体积占容量筒体积的百分率，以VCADRC表示。
丹麦1982年开始在重载道路、厂矿道路、机场应用SMA结构，哥
本哈根机场跑道是世界上最早使用SMA道面的机场。
荷兰自1987年起开始使用SMA路面。
意大利自1991年起将SMA使用于高等级公路的磨耗层 英国从1994年开始在干线公路上使用SMA，打破了原来使用嵌压
式沥青混合料（HRA）千篇一律的局面。
VCADRC (1
S ) 100 CA
式中： VCADRC粗集料骨架的松装间隙率(％)； γCA粗集料骨架的毛体积相对密度； γS 粗集料骨架的松方毛体积相对密度（g/cm3）。
（1）SMA混合料体积结构参数 沥青混合料试件的粗集料骨架间隙率
压实沥青混合料试件内粗集料骨架以外的体积占整个试件体积 的百分率，以VCAmix表示。
8000 7000
动稳定度（次/mm）
7000 7088
国外大多使用改性沥青铺筑SMA， 有些国家规定必须使用改性沥青 铺筑SMA路面 对高速公路等承受繁重交通的重 大工程，夏季特别炎热或冬季特 别寒冷的地区，宜采用改性沥青 －－SMA指南 除已有成功经验证明使用非改性 的普通沥青能符合使用要求外， SMA宜采用改性石油沥青－－ F40规范
01-2002）。
2004年发布《公路沥青路面施工技术规范》（JTG
F40-2004），
将《技术指南》内容并入《规范》，并作了部分调整。
质量要符合F40规范相应的技术要求 比普通沥青混凝土要求要高，要求要有较高的粘度 一般要求采用稠度较大的沥青，比当地常用的沥青， 针入度要小一个等级
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。