基本介紹
- 中文名：瀝青瑪蹄脂碎石混合料
- 外文名：Stone matrix asphalt
- 簡稱：SMA
- 首次使用時間：1992年
- 套用：1992年首都機場高速公路
- 學科：土木工程
套用,形成背景,原理及特點,構成組織,SMA的特點,瀝青結合料質量技術要求,
套用
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
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。
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：①SMA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)。
SMA的特點
瀝青結合料質量技術要求
SMA混合料需要採用比常規AC混合料粘度(稠度)更大的瀝青結合料。
《SMA技術指南》規定如下：
(1)用於SMA瀝青結合料必須具有較高的牯度，與集料有良好的粘附性，以保證有足夠的高溫穩定性和低溫韌性。對高速公路等承受繁重交通的重大工程，夏季特別炎熱或冬季特別寒冷的地區，宜採用改性瀝青：
(2)當不使用改性瀝青結合料時，瀝青的質量必須符合“重交通道路瀝青技術要求”，並採用比當地常用瀝青標號稍硬五級或二級的瀝青。
(3)當使用改性瀝青時．用於改性瀝青的基質瀝青．必須符合“重交通道路瀝青技術要求”。基質瀝青的標號應通過試驗確定，通常採用與普通瀝青標號相當或針入度稍大的等級。瀝青改性以後的針入度等級．在我國南方和中部地區宜為40～60，北方地區宜為40～80，東北寒冷地區宜為60~100。
(4)用於SMA的聚合物改性瀝青的質量應符合《公路改性瀝青施工技術規範》(JTJ036--2002)規定的技術要求。以提高瀝青混合料的抗車轍能力作為主要目的時，宜要求改性瀝青的軟化點溫度高於年最高路面溫度。
(5)各類改性瀝青改性劑的合理劑量，除特殊情況外，宜在下列范嗣內選擇：對SBS及SBR類改性瀝青，按內插法計箅的改性劑劑量宜為3．5%～5%，對EVA或PE類改性瀝青，劑量宜為4%～6%。
