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SMA路面性能及施工

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论文导读：鉴于SMA路面具有比传统沥青混凝土（AC）路面无可比拟的优越性，并表现为沥青路面的发展趋势，因此，应用这一新型路面技术，对提高重交通道路的性能和使用寿命，改善公路交通和环境，无疑具有重要意义。SMA混合料施工所用的生产装置、运输车辆、摊铺机械与压实机具，均与传统密集配沥青混凝土相同。

关键词：沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)，性能，施工，沥青混凝土路面

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0.绪论

SMA路面在欧洲已经成功使用20多年了，美国和加拿大在1999年引进这一技术，并得到迅速发展，我国今年也在高速公路、机场跑道和大跨径桥梁钢桥面上开始应用SMA技术，已取得一定效果。

鉴于SMA路面具有比传统沥青混凝土（AC）路面无可比拟的优越性，并表现为沥青路面的发展趋势，因此，应用这一新型路面技术，对提高重交通道路的性能和使用寿命，改善公路交通和环境，无疑具有重要意义。论文发表。一系列与正则模型相应的理论和软件。

1.SMA路面的功能特性

SMA混合料是一种热铺的密实型断级配沥青混合料，一般用于沥青路面的表面层（磨耗层）。SMA混合料由大量的粗集料（粒径大于4.75mm）、较多的沥青混合料和矿质填料（矿粉）以及少量细集料（砂）组成，大量的粗集料构成坚固的骨架结构，而由沥青、填料、稳定剂和细集料组成的沥青玛蹄脂（胶泥）填充粗集料骨架的空隙。

SMA混合料路面的高温车辙抗力，主要来源于粗集料间的相互嵌锁作用和沥青玛蹄脂的高温劲度；优良的耐久性（抗裂与抗老化）则主要取决于含量高的沥青结合料和沥青胶泥的特性，集料的高品质也有重要作用；SMA路面具有均匀粗糙的表面结构，表征其优良的抗滑性能。

为了研究SMA路面的路用特性，上海同济大学及上海市政府研究院进行了室内系统试验，其结果表明SMA混合料比普通的沥青混合料（AC）具有更为优越的路用性能。

1.1高温稳定性

沥青混合料是典型的粘弹性体，在高温下弹性降低，粘性、塑性增强；在车轮荷载作用下，会产生车辙拥包、推挤等永久变形，影响路面的平整度，降低行车的舒适性和安全性。评价沥青混合料高温稳定性试验以轮辙试验最为直观，而且与实际受力状态一致。

1.2低温性能

引起沥青路面低温开裂主要有两个原因：一是低温缩裂，随着温度降低，收缩应力超过混合的允许拉应力便出现开裂；二是由于路面在反复的降温和升温过程中，因受疲劳作用而导致强度降低，混合料出现裂缝。通常采用低温劈裂试验和小梁弯拉试验来评价SMA混合料的低温性能。劈裂试验结果见图2.3

SMA混合料劈裂强度与劈裂模量（MPa）图2.3

图从图2.3实验数据可以看出

1.SMA混合料低温下的劈裂强度和劈裂模量均比较低，说明SMA混合料的地温柔性比AC混合料好。

2、SMA混合型Ⅰ比Ⅱ型劈裂强度高，劈裂模量也高。从低温性能出发,I型不如Ⅱ型好，这是因为Ⅱ型混合料的空隙率大，需要较多的玛蹄脂填充，结果有利于低温柔韧性的进一步改善。

3、SMA混合料粒径的大小（既SMA—13与SMA—16比较）其劈裂强度或模量差别不大，表明两种类型的混合料低温性能无明显区别。

4、使用改性沥青的SMA混合料劈裂强度有所提高，而劈裂模量有所降低，说明使用SBS改性沥青有利于进一步改善SMA混合料的低温性能。

美国K.D.stuart通过间接拉伸试验也得到sMA混合料的抗拉强度和模量，均比Ac混合料低，认为混合料低温模量越小，则低温抗裂性越好，低温强度小，抗裂性越好。

1.3水稳定性

SMA混合料的沥青含量高，沥青膜厚，从理论上来说应具有良好的水稳性。

1.SMA混合料无论冻融前还是冻融后，劈裂强度都较AC型混合料低;

2.SMA混合料Ⅰ型的劈裂强度比Ⅱ型要高；

1.4耐疲劳性能

路面在车轮荷载长期作用下会长生疲劳破坏，表现为路面出现裂缝。疲劳试验采取间接拉伸试验，试验结果列于图2.7

SMA间接拉伸疲劳试验图2.7

试验表明，在同一应力水平下，SMA混合料的疲劳寿命比AC混合料大40%～75%，而Ⅱ型SMA比Ⅰ型SMA的疲劳寿命大.因为SMA混合料富含沥青玛蹄脂,如果采用应变控制的试验方式,则更能显示SMA混合料的耐疲劳性能.

美国佐治兖州公路局的疲劳试验结果是,SMA混合料的疲劳寿命是AC混合料的4-5倍,而且细级配的SMA比粗级配的疲劳寿命大30%～50%.

1.5抗滑性

沥青路面其抗滑性能主要取决于两个主要因素：集料类型选择和表面构造设计。

SMA混合料要求使用优质耐磨光集料，石料磨光值（BPN）要求大于42，因为具有较高的磨光值的集料将抵抗交通作用的磨光，并保证在较长试件内保持抗滑性。

SMA混合料由于采用间断级配，在表面形成大的孔隙，具有较大的构造深度，抗滑性能好，同时还具有降低噪声及减少水漂、溅水和夜间眩光的作用。

SMA路面的构造深度(TC)可达