淺談ＳＭＡ路面瀝青新技術(shù)

阿講德

摘要改性瀝青是指在原瀝青中添加一定外加劑后得到的瀝青。就SMA路面瀝青的一些新技術(shù)展開討論。

關(guān)鍵詞混合料瀝青瑪蹄脂碎石SMA新技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—7597(2009)0410094—01

改革開放以來，我國的公路交通進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。近年來，建設(shè)公路主骨架系統(tǒng)的高潮方興未艾。自1998年起我國每年公路建設(shè)投資規(guī)模均超過2000億元。2001年新增高速公路3017ke，到2001年底全國建成的高速公路突破1.9萬km。我國擁有高速公路的里程數(shù)已位居世界第2位。高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)起到了巨大的帶動(dòng)和促進(jìn)作用。在高速公路的建設(shè)中，絕大多數(shù)采用瀝青路面。由于汽車交通量的日益增長(zhǎng)，軸載與輪胎單位壓力的增加，對(duì)道路路面的性能與耐久性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面在交通荷載與氣候作用下，容易發(fā)生車轍、開裂、剝落、松散和坑洞等病害。我國高速公路路面使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，發(fā)生早期破壞，除了存在瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工不當(dāng)?shù)脑蛲?，還與瀝青路面類型的選擇有關(guān)。SMA路面在高溫抗車轍、低溫抗裂、抗水損害、抗老化與抗滑方面，均優(yōu)于傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面。

一、SBS及PE改性瀝青

改性瀝青是指在原瀝青中添加一定外加劑后得到的瀝青。由于外加劑能顯著的改善瀝青的性能，故亦稱為改性劑。改性劑最早產(chǎn)生于歐洲，已有60年的歷史，在我國也投入了不少研究，雖取得了一定的成績(jī)，但由于國內(nèi)沒有改性瀝青的生產(chǎn)設(shè)備，因此一直沒有得到令人滿意的推廣。1995年北京公路局所研制的國內(nèi)首臺(tái)煉磨式瀝青改性設(shè)備，為我國大規(guī)模使用改性瀝青創(chuàng)造了有利條件，它能將改性劑均勻的分散融合在瀝青中。目前，改性劑的品種已經(jīng)越來越多，從使用情況來看，SBS層較厚時(shí)(行車道中部)，可用振搗棒振搗，后用平板振動(dòng)器振搗平。澆筑結(jié)合式鋪裝層時(shí)，應(yīng)先將行車道板鑿毛洗凈，鋪一層砂漿，然后鋪筑鋼纖維混凝土鋪裝層。為防止鋼纖維露出表面，經(jīng)整平后的面層，宜用金屬圓管滾壓，使面層的鋼纖維盡量不外露，然后抹面。鋪裝層的澆筑應(yīng)盡可能連續(xù)施工，若因故不能連續(xù)施時(shí)，應(yīng)做施工縫，一般應(yīng)鋪筑到縮縫處為好。

二、SMA路面的基本特征

(一)SMA路面的優(yōu)良性能

1抗裂性能：SMA混合料的抗裂性比密級(jí)配混合料要好的多。美國調(diào)查1991～1996年SMA路面，很少出現(xiàn)溫度和反射裂縫。

2抗車轍能力：在美國90％以上SMA項(xiàng)目車轍深度小于4mm，約25％的項(xiàng)目沒有車轍。

3成功的SMA路面不存在削落現(xiàn)象。

4SMA瀝青混合料析漏形成的油斑，通過有效的技術(shù)和質(zhì)量控制可避免。

(二)SMA混合料設(shè)計(jì)方法的基本步驟

1材料的選擇；

2確定晟佳集料級(jí)配；

3確定最佳瀝青含量：

4評(píng)價(jià)瀝青混合料析漏潛能；

5評(píng)價(jià)瀝青混合料水敏感性。

三、SMA路面新技術(shù)

SMA是瀝青瑪蹄脂碎石混合料的簡(jiǎn)稱。通常我們把瀝青與礦粉、纖維及少量的細(xì)集料組成的混合物稱為瀝青瑪蹄脂。SMA路面就是按照內(nèi)摩擦角最大、空隙率最小的原則配制間斷級(jí)配的粗集料，使其成為相互嵌擠的密實(shí)骨架，然后用瀝青瑪蹄脂填充其骨架間隙的一種路面結(jié)構(gòu)，這是一種新型的路面結(jié)構(gòu)形式，它與普通瀝青混凝土的三種路面結(jié)構(gòu)相比較，有著顯著的優(yōu)越性。

1懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是粗集料少，彼此問不能形成骨架而懸浮在瀝青砂漿中。雖然密實(shí)度、粘聚力好，但由于內(nèi)摩擦角小，高溫時(shí)路面容易產(chǎn)生永久性變形，造成車轍或推擁。

2骨架空隙結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是粗集料多，相互間能嵌擠咬合形成估價(jià)。雖有較好的熱穩(wěn)定性和內(nèi)摩擦角，但由于空隙率大，路面的耐久和低溫性抗裂性差。

3骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)雖比上述兩種結(jié)構(gòu)有很大的改進(jìn)，即粗集料能形成骨架，細(xì)集料也能填滿空隙。雖有較好的密實(shí)度和內(nèi)摩擦角，但由于礦粉和瀝青用量少，因而結(jié)構(gòu)瀝青的數(shù)量亦少，低溫時(shí)，路面會(huì)因?yàn)r青粘聚力不足而產(chǎn)生裂縫。SMA結(jié)構(gòu)：與上述三種普通瀝青混凝土路面相比，SMA企圖達(dá)到最完美的結(jié)合。在材料組成上，SMA遵循“三多一少”的原則，即粗集料多(7096～75％以上)，以便形成骨架：礦粉多(10％～12％)以便增大礦料的比表面積；瀝青多(5.8％～6.5％)以產(chǎn)生較多的結(jié)構(gòu)瀝青；“一少”是細(xì)集料用量少，即采用間斷型級(jí)配。與此同時(shí)，還摻入適量的纖維作為穩(wěn)定劑。添加纖維的目的是吸收瀝青，增加油膜的厚度，增強(qiáng)瀝青與集料的粘附性。除此以外，SMA對(duì)組成材料的品質(zhì)要求也很高；粗集料必須堅(jiān)硬高強(qiáng)，且針片狀顆粒含量少；細(xì)集料必須非常清潔：礦粉必須是磨細(xì)的石灰石粉；瀝青必須有較好的溫度穩(wěn)定性，最好選用改性瀝青。由于s姒的特殊組成，在組成設(shè)計(jì)上不能完全依靠傳統(tǒng)的馬歇爾配合比設(shè)計(jì)方法，瀝青用量可參考高溫析漏試驗(yàn)確定。在結(jié)構(gòu)組上，SMA是一種骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，粗集料不僅能形成骨架，而且表面被相當(dāng)數(shù)量的瀝青瑪蹄脂包裹，使得SIVA不但有較大的內(nèi)摩擦角，而且有很好的韌性和柔性。從而極大地提高了瀝青的低溫變形能力，即使在高溫條件下，雖然瀝青瑪蹄脂的粘度會(huì)下降，但有集料的嵌擠作用，SMA仍有較強(qiáng)的高溫抗車轍能力。同時(shí)，由于SMA的內(nèi)部空隙率很小(2％～4％)，路面有較好的構(gòu)造深度。因此能很好的改善瀝青混凝土的水穩(wěn)性、耐久性和路面抗滑能力。從而全面提高瀝青混凝土的路用性能。

四、結(jié)束語

改性瀝青及SMA路面新技術(shù)在高速公路上應(yīng)用，充分說明改性瀝青和SbIA路面新技術(shù)能很好的改善瀝青混凝土路面的溫度穩(wěn)定性，非常適合高等級(jí)公路和城市道路工程程。首都長(zhǎng)安街改性瀝青及SMA瀝青路面整修工程是首次采用國產(chǎn)改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備鋪筑的SMA路面。它開創(chuàng)了我國瀝青路面和機(jī)場(chǎng)道面建設(shè)的新時(shí)代，標(biāo)志著我國改性瀝青和SMA結(jié)構(gòu)將逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。改性瀝青和SMA新技術(shù)在我國公路或城市道路的實(shí)施將得到更大的發(fā)展。