SMA沥青混合料路面课件

SMA路面

沥青类路面施工SMA路面SMA路面沥青类路面施工SMA路面1参考规范沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHCF40－01－2002)公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）参考规范沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHCF40－01－22沥青玛蹄脂碎石混合料，在欧洲被称为SplitMasticAsphalt，美国称之为StoneMasticAsphalt，其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。一、SMA沥青混合料路面简介

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，简称SMA。沥青玛蹄脂碎石混合料，在欧洲被称为SplitMastic3发展历史沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是近年来出现的一种新型沥青混合料，以其优良的抗车辙性能和抗滑性能闻名于世。第一条SMA路面始建于60年代中期的德国。发展历史沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是近年来出现的一种新型4（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年开始广泛采用。（5）挪威从1985年开始修筑SMA路面。（6）荷兰自1987年起使用SMA。（7）意大利从1991年起将SMA用于高等级公路的磨耗层。（8）葡萄牙SMA的应用始于1994年。（9）1990年9月美国到欧洲考察改性沥青及SMA技术，1991年去欧洲学习SMA技术，在1996年开始广泛应用SMA技术。

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5我国沥青混凝土路面的历史还很短，仅在10多年前，我国的沥青路面尚以表面处治、贯入式路面及沥青碎石路面为主要形式。随着高等级公路建设的发展，沥青砼路面一跃而成为沥青路面的主要形式。国民经济高速发展而带来的交通量迅速增大，车辆大型化、超载严重，车辆渠道化等，使沥青路面面临考验。许多高速公路沥青路面建成不久就不能适应交通的需要，早期破坏的情况时有发生，如高温车辙变形，水损害破坏，路面温缩裂缝，抗滑性能不好等。我国沥青混凝土路面的历史还很短，仅在10多年前，我国的沥青路6

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路面的研究为满足这些要求提供了可能。沥青路面普遍存在着设计年限内由于其它原因而发生的7（1）1991年我国政府引进奥地利RF集团的NOVOPHALT技术时，北京市公路局组织专家对欧洲奥地利、意大利等国家进行了技术考察，1992年在建设首都机场高速公路过程中，首次提出使用改性沥青，SMA技术。（2）吉林省公路局1993年9月在吉林省梅河口首次使用德国木质纤维铺筑了SMA试验路。（3）江苏省连云港市高速公路建设指挥部于1994年10月在南京至连云港的一级公路上也使用了德国木质纤维铺筑了300m试验路。（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。SMA国内发展状况（1）1991年我国政府引进奥地利RF集团的NOVOPHAL8（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、湖北省在黄黄高速公路分别铺筑了试验段。（7）1998年起首先在北京市、辽宁、吉林、河北、山东、山西、江苏、广东、四川、青海、湖北、上海、内蒙等省区开始推广应用。SMA沥青混合料路面课件9SMA路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、沥青改性等技术手段，组成沥青玛蹄脂，沥青玛蹄脂可以使沥青的感温性变小，沥青用量增加，由它填充间断级配碎石集料中的空隙，从而使混合料既能保持间断级配沥青混合料表面性能好的优点，又能克服其耐久性差的缺点，尤其是能使混合料的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性等各种路用性能大幅度提高。SMA的组成特点和基本特征SMA路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、10SMA是由沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎石骨架+沥青玛蹄脂①间断级配

②矿粉用量多，使其能在混合料中加入较多的沥青，同时还使用了稳定添加剂。③沥青用量高，比普通沥青混合料要高出1％以上，并要求其具有较高的粘结力，通常选用针人度小、软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥青，可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。SMA的组成特点SMA是由沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密11SMA沥青混合料路面课件12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(℃)

辙槽深度(mm)

试验温度(℃)

辙槽深度(mm)

密级配SMA

密级配SMA203.811.75402.731.51504.403.11607.614.70轮辙试验结果

与传统密级配沥青混凝土比较，SMA具有如下特点：试验温度(13

(2)较高的疲劳寿命

混合料的空隙率和沥青用量与疲劳寿命的关系极大，而空隙率小、沥青含量高正是SMA混合料的显著特点。SMA中碎石所包裹的沥青膜较厚，有效地减小了混合料的空隙率。此外，高沥青含量的SMA混合料所产生的疲劳破坏，在夏季行车作用下具有自动愈合的能力。

(3)较好的耐久性

SMA不易松散，抵抗温度裂缝和荷载裂缝的性能好。其优异的耐久性来源于沥青玛蹄脂的不透水性，由于其渗透性小，空气及水的渗入量小，从而减缓了沥青的氧化过程，提高了耐久性。

(2)较高的疲劳寿命14

(4)抗磨耗及抗滑能力

SMA含有高比例、高品质的粗集料，使其具有较大的表面构造深度和抗磨耗能力。

(5)平整度和能见度

SMA的高温稳定性使路面稳定，具有良好的平整度和行车舒适性。SMA还能减少灯光的反射，减小雨中行车的水雾，从而提高了路面能见度和行车安全。

(6)经济效益

SMA的单位价格比传统密级配沥青混凝土高，但由其较高的稳定性及较高的疲劳寿命，使SMA的使用寿命比传统密级配沥青混凝土高出30％一40％，若考虑到有效使用年限、维修费用及使用者费用，折算成年平均成本时，SMA比传统密级配沥青混凝土更经济，特别是在高温重载、大交通量的条件下，SMA更具有较高的经济效益。(4)抗磨耗及抗滑能力SMA含有高比例、15

SMA对沥青路面的各种性能都有所改善，尤其以抗车辙性能及耐久性的改善效果最为显著。1998年欧洲沥青路面协会(EAPA)对SMA路面的应用情况总结和归纳如下：具有良好的表面功能，抗滑，车辙小，平整度高，噪音小，能见度好。增加了路面抗变形能力，不透水，使用寿命长，维修养护工作量小。减薄表面层厚度，易于施工和重建，维修重建对交通的影响小。

SMA对沥青路面的各种性能都有所改善，尤其以抗车16-F1方程式赛车跑道-高速公路与城市快速路、干线道路的抗滑表层-高寒地区、防止温缩裂缝-机场跑道、立交桥、匝道-公路重交通路段，重载及超载车多的路段-高温多雨地区路面、停车场-桥面铺装，特别是钢桥面铺装-城市道路的公交车专用道

-城市道路交叉口，公共汔车站、停车场、货场、港口码头-

城镇地区需要降低噪音的路段，如学校、医院、居民区SMA的应用-F1方程式赛车跑道SMA的应用17嵌挤的骨架——高温稳定性好，抗车辙能力强粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行车安全空隙率较小——抗水害、耐老化沥青用量多——抗裂性好SMA结构嵌挤的骨架——高温稳定性好，抗车辙能力强SMA结构18SMA沥青混合料路面课件19SMA沥青混合料路面课件20SMASMA21SMA16路面SMA16路面22哈双线SMA路面摊铺现场哈双线SMA路面摊铺现场23二、SMA混合料组成

集料纤维增强剂沥青结合料

二、SMA混合料组成集料24（一）SMA混合料的技术特性1．高温稳定性（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%，矿粉用量为10%左右，细集料较少（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。（一）SMA混合料的技术特性252．低温抗裂性当温度下降时，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，有利于提高沥青路面抗裂性。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，沥青于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混合料不透水，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。2．低温抗裂性264、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，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，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。SMA沥青混合料路面课件27（二）SMA混合料的组成材料及其技术要求由于SMA混合料的骨架结构特性以及对它较高的性能要求，其组成材料的质量除了应满足普通热拌沥青混合料组成材料的基本要求外，还应满足一些特殊的要求。（二）SMA混合料的组成材料及其技术要求28１集料间断性级配以4.75mm以上的粗集料为主，其中4.75～13mm的比例高达70%～80%，矿粉用量达8%～12%；由于通过0.075mm筛孔的矿粉很多，使SMA的空隙率比较低，因此也完全不同于开级配沥青混合料OGFC。骨架密实结构１集料间断性级配29沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式SMA-2010090-10072-9262-8240-5518-3013-2212-2010-169-148-138-12SMA-1610090-10065-8545-6520-3215-2414-2212-1810-159-148-12细粒式SMA-1310090-10050-7520-3415-2614-2412-2010-169-158-12SMA-1010090-10028-6020-3214-2612-2210-189-168-13沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围通过下列筛孔(mm)的质量百30

SMA对粗集料质量要求比较高，骨料要求坚硬、耐磨，颗粒形状接近立方体，表面构造粗糙，针片状颗粒含量少，以便在交通荷载作用下，集料间能保持连锁紧密。适量的粗集料可使动稳定度达到最大值，比普通沥青路面提高一倍左右。用于SMA混合料中的粗集料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、砂岩、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，必须采取有效的抗剥落措施。SMA对粗集料质量要求比较高，骨料要求坚硬、耐磨31技术指标技术要求技术指标技术要求石料压碎值（%）≤25坚固性（%）≤12石料磨光值（%）≤30针片状颗粒含量（%）≤15石料磨光值（PSV）≥42水洗法小于0.075mm克里含量（%）≤1表观密度（t/cm3）≥2.60软石含量（%）≤1吸水率（%）≤2.0破碎砾石的百分率（%）一个破碎面100与沥青的粘附性等级≥4两个破碎面90沥青路面表层用粗集料的技术要求技术指标技术要求技术指标技术要求石料压碎值（%）≤25坚固性32

细集料是沥青玛蹄脂的一部分，要求清洁、坚硬、表面粗糙，且只能含有少量的软料或有害物质。用于SMA矿粉数量较多，所以矿粉的质量及级配对混合料的性能起了非常重要的作用，要求粉料干净、疏松；一般选用磨细石灰粉。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%。细集料是沥青玛蹄脂的一部分，要求清洁、坚硬、表33２纤维增强剂添加纤维的目的：增加砂浆稳定性避免运输和摊铺过程中产生离析现象可以使混合料加入较多的沥青，增厚沥青膜，从而提高路面的耐久性。有机纤维（木质素纤维）无机纤维（矿物纤维）。玄武岩纤维２纤维增强剂添加纤维的目的：有机纤维（木质素纤维）玄武岩纤34纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于0.3％，矿物纤维不宜低于0.4％，必要时可适当增加纤维用量。纤维掺加量的允许误差宜不超过±5％。纤维应在250℃的干拌温度不变质、不发脆，使用纤维必须符合环保要求，不危害身体健康。纤维必须在混合料拌和过程中能充分分散均匀。

纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，通常情353沥青结合料要求沥青具有较高的粘度，与集料有良好的粘附性。普通沥青：质量必须符合技术要求，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。改性沥青：对于高速公路、承受繁重交通的重大工程道路、夏季特别炎热活冬季特别寒冷地区的道路。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。3沥青结合料要求沥青具有较高的粘度，与集料有良好的粘附性。36改性沥青

改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂（改性剂），使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，实现高温不软化，低温不开裂。改性沥青改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子37SBS改性沥青：高温、低温性能都好，且有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标。SBR改性沥青：低温性能较好，以5℃低温延度作为主要指标。另外粘韧性试验对评价SBR改性沥青特别有价值。EVA及PE改性沥青：高温性能改善明显，以软化点作为主要指标。SBS改性沥青：高温、低温性能都好，且有良好的弹性恢复性能，

SBS改性沥青

在沥青粘合剂中添加SBS(热塑弹性体)为路面铺筑设计开创了新局面,如低噪音透水性沥青、超薄沥青敷层和沥青玛蹄脂(SMA)的应用。SBS固有的广泛可塑性、强韧弹性,能有效地提高沥青在高温下抗变形和低温下抗裂、抗松散能力和改善抗车辙性能。SBS改性沥青切片

SBS改性沥青

在沥青粘合剂中添加SBS(热塑弹性体优点耐高温，抗低温，适应性强；韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力；抗水、油和紫外线辐射，延缓老化；性能稳定，使用寿命长，降低养护费用。

缺点原料质量要求高施工工艺复杂工程造价高稳定剂用量较大优点耐高温，抗低温，适应性强；缺点原料质量要求高40

SMA的沥青用量比普通级配热沥青混合料要多，这是由于在SMA混合料中加入大量的矿粉及少许纤维所致；一般要求选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青或改性沥青，因此，用聚合物改性沥青通常也被用于SMA，尤其是铺筑在重交通道路上的混合料。SMA的沥青用量比普通级配热沥青混合料要多，这是由41三、SMA混合料配合比设计目标配合比，生产配合比，试拌试铺验证标准配合比，三个阶段

SMA的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法。沥青玛蹄脂碎石路面厚度不小于集料公称最大粒径的2.5倍。三、SMA混合料配合比设计目标配合比，生产配合比，试拌试铺验42材料选择材料试验纤维稳定剂选择初试级配粗集料、细集料、矿粉沥青或改性沥青测定粗集料的VCADRC设计粗集料骨架，例如对SMA-16，以4.75mm通过率为关键性筛孔，选用22%、26%、30%3个档次，设计3组配比选择初试沥青用量，制作马歇尔试件分析VMA、VCA，确定设计级配对设计级配变化沥青用量制作马歇尔试件分析VV、VFA等，确定最佳沥青用量进行马歇尔试验，检验稳定度、流值进行各种配合比设计检验，确定配合比不合格合格不合格合格不合格SMA目标配合比设计流程材料选择材料试验纤维稳定剂选择初试级配粗集料、细集料、矿粉沥43

总结：什么是SMA？SMA是一种间断级配沥青混合料对材料（集料、粘结料）要求高需要掺加纤维增强剂不仅承载能力提高、耐久性增强，而且使用性能全面提高综合SMA特点，可归结为三多一少：粗集料、矿粉、沥青结合料多，细集料少总结：什么是SMA？SMA是一种间断级配沥青混合料44SMA的技术要求试验项目技术要求当不使用改性沥青时当使用改性沥青时马歇尔试件击实次数两面击实50次空隙率VV3%-4.5%矿料间隙率VMA不小于17%粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCAdrc沥青饱和度VFA75%-85%最小油石比、合成集料毛体积相对密度2.9不小于5.5%5.7%稳定度不小于5.5%6%流值2mm-4mm2mm-5mmSMA的技术要求试验项目技术要求当不使用改性沥青时当使用改45（一）SMA的拌制SMA混合料只限当天使用

改性沥青和SMA混合料的拌和时间应适当延长。生产添加纤维的沥青混合料时，纤维必须在混合料中充分分散，拌和均匀。拌和机应配备同步添加投料装置，松散的絮状纤维可在喷入沥青的同时或稍后采用风送设备喷入拌和锅，拌和时间宜延长5s以上。颗粒纤维可在粗集料投入的同时自动加入，经5～10s的干拌后，再投入矿粉。四、SMA路面施工（一）SMA的拌制SMA混合料只限当天使用四、SMA路面施46

由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大，运输车的车厢底部要涂较多的油水混合物，而且为了防止运输车表面混合料结成硬壳，运输车运输过程中必须加盖油布，同时车辆要适当增加。

（二）SMA的运输由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大，运输车的车厢底47宜使用履带式摊铺机

摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，摊铺速度宜宜放慢至1～3m/min。

摊铺机应采用自动找平方式，宜采用非接触式平衡梁。

摊铺厚度应根据试验路的数据来确定（通常1.1

5～1.20）。（三）

SMA的摊铺和碾压成型宜使用履带式摊铺机

摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺48沥青混合料的最低摊铺温度下卧层的表面温度(℃)相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温度(℃)普通沥青混合料改性沥青混合料或SMA沥青混合料<50mm50～80mm>80mm<50mm50～80mm>80mm<5不允许不允许140不允许不允许不允许5～10不允许140135不允许不允许不允许10～1514513813216515515015～2014013513015815014520～2513813212815314714325～30132130126147145141>30130125124145140139沥青混合料的最低摊铺温度相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温49除沥青用量较低，经试验证明采用轮胎压路机碾压有良好效果外，不宜采用轮胎压路机碾压，以防将沥青结合料搓揉挤压上浮。SMA路面宜采用振动压路机或钢筒式压路机碾压。振动压路机应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，即紧跟在摊铺机后面，采取高频率、低振幅的方式慢速碾压。如发现SMA混合料高温碾压有推拥现象，应复查其级配是否合适。SMA的碾压除沥青用量较低，经试验证明采用轮胎压路机碾压有良好效果外，不50SMA碾压注意事项：

（1）

为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，水中掺少量的清洗剂

或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。

（2）

压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3～1/4轮宽，碾压工作面长度30～50m。（3）

由于SMA混合料使用了ABS改性沥青且沥青含量高，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面而达不到压实效果。

(4)防止过度碾压。SMA碾压注意事项：（1）

为了防止混合料粘轮，可在钢轮51SMA施工常见问题及其处理

温度控制

沥青含量的控制

油斑

过碾压SMA施工常见问题及其处理温度控制沥青含量的控制油斑52各种材料加热温度控制沥青加热温度160℃～165℃现场制作温度165℃～170℃加工最高温度175℃集料加热温度190℃～200℃混合料出场温度175℃～185℃混合料最高温度（废弃温度）195℃摊铺温度不低于160℃初压开始温度不低于150℃，复压最低温度不低于130℃，碾压终了温度不低于130℃开放交通温度不高于60℃。各种材料加热温度控制沥青加热温度160℃～165℃53碾压成型温度不够高是常见的毛病。SMA在130℃碾压的效果就很差了。在低温时碾压，容易出现不平整。在行车过程中出现车辙，是因为碾压不足造成的。

碾压成型温度不够高是常见的毛病。54沥青含量的控制

设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量

过多，将造成粗骨料之间的分离，易产生油斑；沥青用量过少，混合料将难以压实，空隙率过高，骨料之间的沥青膜过薄，从而影响其耐久性。因此，在实际操作过程中应随时控制每天sma混合料的沥青用量。混

合料出料以混合料拌和均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料

为度，拌和时间视实际情况可相应增减。

沥青含量的控制设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬55油斑的成因及处理方法在sma路面摊铺、辗压成型过程中，路面可能会出现油斑。产生油斑的原因有以下几点：

（1）运输距离较远，混合料中骨料与沥青产生离析；

（2）混合料温度过高，改性沥青发生老化；

（3）纤维掺加剂拌和不均匀；

（4）拌和时间太短，混合料拌和不够充分；

（5）用油量过高；

（6）压路机碾压遍数过多，使路面超压；

（7）拌和料(特别是纤维掺加剂)及路表含有一定的水份；

（8）摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。

摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作。油斑的成因及处理方法在sma路面摊铺、辗压成型过程中，路面可56过碾压问题由于SMA路面的集料嵌挤作用，压实程度不大，压实度较易达到，但是随着碾压遍数的增加，集料不断地往下走，玛蹄脂一点点地向上浮，造成构造深度减小。在碾压过程中，特别注意表面构造保持在1～1.5毫米，以便有适宜的构造深度。过碾压问题由于SMA路面的集料嵌挤作用，压实程度不大，压实度57SMA路面

沥青类路面施工SMA路面SMA路面沥青类路面施工SMA路面58参考规范沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHCF40－01－2002)公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）参考规范沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHCF40－01－259沥青玛蹄脂碎石混合料，在欧洲被称为SplitMasticAsphalt，美国称之为StoneMasticAsphalt，其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。一、SMA沥青混合料路面简介

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，简称SMA。沥青玛蹄脂碎石混合料，在欧洲被称为SplitMastic60发展历史沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是近年来出现的一种新型沥青混合料，以其优良的抗车辙性能和抗滑性能闻名于世。第一条SMA路面始建于60年代中期的德国。发展历史沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是近年来出现的一种新型61（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年开始广泛采用。（5）挪威从1985年开始修筑SMA路面。（6）荷兰自1987年起使用SMA。（7）意大利从1991年起将SMA用于高等级公路的磨耗层。（8）葡萄牙SMA的应用始于1994年。（9）1990年9月美国到欧洲考察改性沥青及SMA技术，1991年去欧洲学习SMA技术，在1996年开始广泛应用SMA技术。

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62我国沥青混凝土路面的历史还很短，仅在10多年前，我国的沥青路面尚以表面处治、贯入式路面及沥青碎石路面为主要形式。随着高等级公路建设的发展，沥青砼路面一跃而成为沥青路面的主要形式。国民经济高速发展而带来的交通量迅速增大，车辆大型化、超载严重，车辆渠道化等，使沥青路面面临考验。许多高速公路沥青路面建成不久就不能适应交通的需要，早期破坏的情况时有发生，如高温车辙变形，水损害破坏，路面温缩裂缝，抗滑性能不好等。我国沥青混凝土路面的历史还很短，仅在10多年前，我国的沥青路63

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路面的研究为满足这些要求提供了可能。沥青路面普遍存在着设计年限内由于其它原因而发生的64（1）1991年我国政府引进奥地利RF集团的NOVOPHALT技术时，北京市公路局组织专家对欧洲奥地利、意大利等国家进行了技术考察，1992年在建设首都机场高速公路过程中，首次提出使用改性沥青，SMA技术。（2）吉林省公路局1993年9月在吉林省梅河口首次使用德国木质纤维铺筑了SMA试验路。（3）江苏省连云港市高速公路建设指挥部于1994年10月在南京至连云港的一级公路上也使用了德国木质纤维铺筑了300m试验路。（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。SMA国内发展状况（1）1991年我国政府引进奥地利RF集团的NOVOPHAL65（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、湖北省在黄黄高速公路分别铺筑了试验段。（7）1998年起首先在北京市、辽宁、吉林、河北、山东、山西、江苏、广东、四川、青海、湖北、上海、内蒙等省区开始推广应用。SMA沥青混合料路面课件66SMA路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、沥青改性等技术手段，组成沥青玛蹄脂，沥青玛蹄脂可以使沥青的感温性变小，沥青用量增加，由它填充间断级配碎石集料中的空隙，从而使混合料既能保持间断级配沥青混合料表面性能好的优点，又能克服其耐久性差的缺点，尤其是能使混合料的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性等各种路用性能大幅度提高。SMA的组成特点和基本特征SMA路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、67SMA是由沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎石骨架+沥青玛蹄脂①间断级配

②矿粉用量多，使其能在混合料中加入较多的沥青，同时还使用了稳定添加剂。③沥青用量高，比普通沥青混合料要高出1％以上，并要求其具有较高的粘结力，通常选用针人度小、软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥青，可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。SMA的组成特点SMA是由沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密68SMA沥青混合料路面课件69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(℃)

辙槽深度(mm)

试验温度(℃)

辙槽深度(mm)

密级配SMA

密级配SMA203.811.75402.731.51504.403.11607.614.70轮辙试验结果

与传统密级配沥青混凝土比较，SMA具有如下特点：试验温度(70

(2)较高的疲劳寿命

混合料的空隙率和沥青用量与疲劳寿命的关系极大，而空隙率小、沥青含量高正是SMA混合料的显著特点。SMA中碎石所包裹的沥青膜较厚，有效地减小了混合料的空隙率。此外，高沥青含量的SMA混合料所产生的疲劳破坏，在夏季行车作用下具有自动愈合的能力。

(3)较好的耐久性

SMA不易松散，抵抗温度裂缝和荷载裂缝的性能好。其优异的耐久性来源于沥青玛蹄脂的不透水性，由于其渗透性小，空气及水的渗入量小，从而减缓了沥青的氧化过程，提高了耐久性。

(2)较高的疲劳寿命71

(4)抗磨耗及抗滑能力

SMA含有高比例、高品质的粗集料，使其具有较大的表面构造深度和抗磨耗能力。

(5)平整度和能见度

SMA的高温稳定性使路面稳定，具有良好的平整度和行车舒适性。SMA还能减少灯光的反射，减小雨中行车的水雾，从而提高了路面能见度和行车安全。

(6)经济效益

SMA的单位价格比传统密级配沥青混凝土高，但由其较高的稳定性及较高的疲劳寿命，使SMA的使用寿命比传统密级配沥青混凝土高出30％一40％，若考虑到有效使用年限、维修费用及使用者费用，折算成年平均成本时，SMA比传统密级配沥青混凝土更经济，特别是在高温重载、大交通量的条件下，SMA更具有较高的经济效益。(4)抗磨耗及抗滑能力SMA含有高比例、72

SMA对沥青路面的各种性能都有所改善，尤其以抗车辙性能及耐久性的改善效果最为显著。1998年欧洲沥青路面协会(EAPA)对SMA路面的应用情况总结和归纳如下：具有良好的表面功能，抗滑，车辙小，平整度高，噪音小，能见度好。增加了路面抗变形能力，不透水，使用寿命长，维修养护工作量小。减薄表面层厚度，易于施工和重建，维修重建对交通的影响小。

SMA对沥青路面的各种性能都有所改善，尤其以抗车73-F1方程式赛车跑道-高速公路与城市快速路、干线道路的抗滑表层-高寒地区、防止温缩裂缝-机场跑道、立交桥、匝道-公路重交通路段，重载及超载车多的路段-高温多雨地区路面、停车场-桥面铺装，特别是钢桥面铺装-城市道路的公交车专用道

-城市道路交叉口，公共汔车站、停车场、货场、港口码头-

城镇地区需要降低噪音的路段，如学校、医院、居民区SMA的应用-F1方程式赛车跑道SMA的应用74嵌挤的骨架——高温稳定性好，抗车辙能力强粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行车安全空隙率较小——抗水害、耐老化沥青用量多——抗裂性好SMA结构嵌挤的骨架——高温稳定性好，抗车辙能力强SMA结构75SMA沥青混合料路面课件76SMA沥青混合料路面课件77SMASMA78SMA16路面SMA16路面79哈双线SMA路面摊铺现场哈双线SMA路面摊铺现场80二、SMA混合料组成

集料纤维增强剂沥青结合料

二、SMA混合料组成集料81（一）SMA混合料的技术特性1．高温稳定性（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%，矿粉用量为10%左右，细集料较少（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。（一）SMA混合料的技术特性822．低温抗裂性当温度下降时，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，有利于提高沥青路面抗裂性。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，沥青于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混合料不透水，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。2．低温抗裂性834、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，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，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。SMA沥青混合料路面课件84（二）SMA混合料的组成材料及其技术要求由于SMA混合料的骨架结构特性以及对它较高的性能要求，其组成材料的质量除了应满足普通热拌沥青混合料组成材料的基本要求外，还应满足一些特殊的要求。（二）SMA混合料的组成材料及其技术要求85１集料间断性级配以4.75mm以上的粗集料为主，其中4.75～13mm的比例高达70%～80%，矿粉用量达8%～12%；由于通过0.075mm筛孔的矿粉很多，使SMA的空隙率比较低，因此也完全不同于开级配沥青混合料OGFC。骨架密实结构１集料间断性级配86沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式SMA-2010090-10072-9262-8240-5518-3013-2212-2010-169-148-138-12SMA-1610090-10065-8545-6520-3215-2414-2212-1810-159-148-12细粒式SMA-1310090-10050-7520-3415-2614-2412-2010-169-158-12SMA-1010090-10028-6020-3214-2612-2210-189-168-13沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围通过下列筛孔(mm)的质量百87

SMA对粗集料质量要求比较高，骨料要求坚硬、耐磨，颗粒形状接近立方体，表面构造粗糙，针片状颗粒含量少，以便在交通荷载作用下，集料间能保持连锁紧密。适量的粗集料可使动稳定度达到最大值，比普通沥青路面提高一倍左右。用于SMA混合料中的粗集料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、砂岩、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，必须采取有效的抗剥落措施。SMA对粗集料质量要求比较高，骨料要求坚硬、耐磨88技术指标技术要求技术指标技术要求石料压碎值（%）≤25坚固性（%）≤12石料磨光值（%）≤30针片状颗粒含量（%）≤15石料磨光值（PSV）≥42水洗法小于0.075mm克里含量（%）≤1表观密度（t/cm3）≥2.60软石含量（%）≤1吸水率（%）≤2.0破碎砾石的百分率（%）一个破碎面100与沥青的粘附性等级≥4两个破碎面90沥青路面表层用粗集料的技术要求技术指标技术要求技术指标技术要求石料压碎值（%）≤25坚固性89

细集料是沥青玛蹄脂的一部分，要求清洁、坚硬、表面粗糙，且只能含有少量的软料或有害物质。用于SMA矿粉数量较多，所以矿粉的质量及级配对混合料的性能起了非常重要的作用，要求粉料干净、疏松；一般选用磨细石灰粉。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%。细集料是沥青玛蹄脂的一部分，要求清洁、坚硬、表90２纤维增强剂添加纤维的目的：增加砂浆稳定性避免运输和摊铺过程中产生离析现象可以使混合料加入较多的沥青，增厚沥青膜，从而提高路面的耐久性。有机纤维（木质素纤维）无机纤维（矿物纤维）。玄武岩纤维２纤维增强剂添加纤维的目的：有机纤维（木质素纤维）玄武岩纤91纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于0.3％，矿物纤维不宜低于0.4％，必要时可适当增加纤维用量。纤维掺加量的允许误差宜不超过±5％。纤维应在250℃的干拌温度不变质、不发脆，使用纤维必须符合环保要求，不危害身体健康。纤维必须在混合料拌和过程中能充分分散均匀。

纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，通常情923沥青结合料要求沥青具有较高的粘度，与集料有良好的粘附性。普通沥青：质量必须符合技术要求，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。改性沥青：对于高速公路、承受繁重交通的重大工程道路、夏季特别炎热活冬季特别寒冷地区的道路。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。3沥青结合料要求沥青具有较高的粘度，与集料有良好的粘附性。93改性沥青

改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂（改性剂），使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，实现高温不软化，低温不开裂。改性沥青改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子94SBS改性沥青：高温、低温性能都好，且有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标。SBR改性沥青：低温性能较好，以5℃低温延度作为主要指标。另外粘韧性试验对评价SBR改性沥青特别有价值。EVA及PE改性沥青：高温性能改善明显，以软化点作为主要指标。SBS改性沥青：高温、低温性能都好，且有良好的弹性恢复性能，

SBS改性沥青

在沥青粘合剂中添加SBS(热塑弹性体)为路面铺筑设计开创了新局面,如低噪音透水性沥青、超薄沥青敷层和沥青玛蹄脂(SMA)的应用。SBS固有的广泛可塑性、强韧弹性,能有效地提高沥青在高温下抗变形和低温下抗裂、抗松散能力和改善抗车辙性能。SBS改性沥青切片

SBS改性沥青

在沥青粘合剂中添加SBS(热塑弹性体优点耐高温，抗低温，适应性强；韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力；抗水、油和紫外线辐射，延缓老化；性能稳定，使用寿命长，降低养护费用。

缺点原料质量要求高施工工艺复杂工程造价高稳定剂用量较大优点耐高温，抗低温，适应性强；缺点原料质量要求高97

SMA的沥青用量比普通级配热沥青混合料要多，这是由于在SMA混合料中加入大量的矿粉及少许纤维所致；一般要求选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青或改性沥青，因此，用聚合物改性沥青通常也被用于SMA，尤其是铺筑在重交通道路上的混合料。SMA的沥青用量比普通级配热沥青混合料要多，这是由98三、SMA混合料配合比设计目标配合比，生产配合比，试拌试铺验证标准配合比，三个阶段

SMA的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法。沥青玛蹄脂碎石路面厚度不小于集料公称最大粒径的2.5倍。三、SMA混合料配合比设计目标配合比，生产配合比，试拌试铺验99材料选择材料试验纤维稳定剂选择初试级配粗集料、细集料、矿粉沥青或改性沥青测定粗集料的VCADRC设计粗集料骨架，例如对SMA-16，以4.75mm通过率为关键性筛孔，选用22%、26%、30%3个档次，设计3组配比选择初试沥青用量，制作马歇尔试件分析VMA、VCA，确定设计级配对设计级配变化沥青用量制作马歇尔试件分析VV、VFA等，确定最佳沥青用量进行马歇尔试验，检验稳定度、流值进行各种配合比设计检验，确定配合比不合格合格不合格合格不合格SMA目标配合比设计流程材料选择材料试验纤维稳定剂选择初试级配粗集料、细集料、矿粉沥100

总结：什么是SMA？SMA是一种间断级配沥青混合料对材料（集料、粘结料）要求高需要掺加纤维增强剂不仅承载能力提高、耐久性增强，而且使用性能全面提高综合SMA特点，可归结为三多一少：粗集料、矿粉、沥青结合料多，细集料少总结：什么是SMA？SMA是一种间断级配沥青混合料101SMA的技术要求试验项目技术要求当不使用改性沥青时当使用改性沥青时马歇尔试件击实次数两面击实50次空隙率VV3%-4.5%矿料间隙率VMA不小于17%粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCAdrc沥青饱和度VFA75%-85%最小油石比、合成集料毛体积相对密度2.9不小于5.5%5.7%稳定度不小于5.5%6%流值2mm-4mm2mm-5mmSMA的技术要求试验项目技术要求当不使用改性沥青时当使用改102（一）SMA的拌制SMA混合料只限当天使用

改性沥青和SMA混合料的拌和时间应适当延长。生产添加纤维的沥青混合料时，纤维必须在混合料中充分分散，拌和均匀。拌和机应配备同步添加投料装置，松散的絮状纤维可在喷入沥青的同时或稍后采用风送设备喷入拌和锅，拌和时间宜延长5s以上。颗粒纤维可在粗集料投入的同时自动加入，经5～10s的干拌后，再投入矿粉。四、SMA路面施工（一）SMA的拌制SMA混合料只限当天使用四、SMA路面施103

由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大，运输车的车厢底部要涂较多的油水混合物，而且为了防止运输车表面混合料结成硬壳，运输车运输过程中必须加盖油布，同时车辆要适当增加。

（二）SMA的运输由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大，运输车的车厢底104宜