我国首次使用改性沥青是1992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
改性沥青碎石混合料简称SMA。沥青玛蹄脂碎石混合料(StoneMasticAsphalt,简称SMA)沥青玛蹄脂碎石混合料,是一种新型的沥青混合料结构,它起源于20世纪60年代的德国。
沥青表处治路面:是指用沥青和集科3按层铺法或样和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青路面。沥青表处治的厚度一般为15-3cm。层铺法可分为单层、双层、三层。单层表处治的厚度一般为15-25cm,三层处表治厚度为25-3cm。沥青表处治适用于三级、四级公路的面层和旧沥青面层上加铺罩面层或抗滑层、磨耗层等。
沥青贯入式路面:指用沥青贯入式碎(砾)石做面层的路面。沥青贯入式路面的厚度一般为4-5cm。当沥青贯入式的上部加铺拌和的沥青混合料时,也称为上拌下贯,此时拌和层的厚度宜为3-4cm,其总厚度为7-10cm。沥青贯入式碎石路面适用于二级及二级以下公路的沥青面层。
沥青碎石路面:是指用沥青碎石作为面层的路面。沥青碎石的配合比设计应根据实践经验和马歇尔实验结果,并通过施工前的试拌和试铺确定。沥青碎石有时也用作联结层。
沥青混凝土路面:是指用沥青混凝土工作面层的路面。其面层可有单层、双层或三层混凝土混合料组成,各层混合料的组成设计应根据其厚度和层位、气温和降雨等气候条件、交通量和交通组成等因素确定,,以满足对沥青面层使用功能的要求。沥青混凝土通常用作高等级公路的面层。
乳化沥青碎石混合料:适用于三、四级公路的沥青面层和二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。国外也用作柔性基层。
沥青玛蹄脂碎石路面:指用沥青玛蹄脂碎石混合料作面层或抗滑层的路面。沥青玛蹄脂碎石混合料(简称SMA)是以间断级配为骨架,用改性沥青、矿粉及木质纤维素组成的沥青玛蹄脂结合料,经拌和摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。他具有抗滑耐磨、空隙小、抗疲劳耐高温抗车辙、低温抗开裂的优点,是一种全面提高密级配沥青混凝土使用质量的新结构,适用于高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。
升级配沥青磨耗层(简称DGFC):是利用大空隙率的沥青混合料铺筑而成的沥青磨耗层,升级配沥青磨耗层骨架空隙结构型,其矿料级配间断升级配,它的空隙率较大,一般为20%左右。这种路面能迅速从内部排走路表雨水,具有抗滑、抗车辙及降低噪声功能。升级配沥青磨耗层一般用于高等级公路的表面层。
水泥混凝土路面:优点,具有板体性,强度高,稳定性好,对基层强度几乎无依赖,由于路面成灰色,有利于夜间行车,还能适应履带式车辆的行驶。经常性的维修和养护工作量小,使用寿命为20-30年。缺点,由于水泥具有水硬性,混凝土强度形成需要一定的时间,一般完工后需28天才能开放交通,因路面有接缝,行车时有跳车振动,并且噪声较大,一旦路面损坏,维修时路面不易开挖,一次性投资较大。
水泥混凝土路面需要设置接缝,接缝的作用是防止温度变化引起过大的涨缩应力和防止温差过大使板产生大的翅曲应力,此外,它可以防止不均匀的土基沉陷引起板的开裂。
接缝按平面位置分为纵缝和横缝。接缝按功能又可分为胀缝、缩缝和施工缝。
多碎石沥青混凝土面层(SAC) 产生背景 较大流量的车辆在高速公路上安全、舒适高速地通行,沥青面层必须具有良好的抗滑性能。这就要求沥青面层不但要有较大的磨擦系数,而且要有较深的表面构造深度(构造深度是高速行车减低噪音和减少水〖LM〗漂、溅水影响司机视线的主要因素)。近年来的研究成果表明:“沥青面层的抗滑性能是由面层结构的微观构造和宏观构造两部分形成。其中宏观构造来源于沥青混合料的配合比,主要由骨料的粗细、级配形式决定”。 80年代中期我国开始修筑高等级公路,从沥青面层的结构形式来看:Ⅰ型沥青混凝土,空隙率3%~6%,透水性小,耐久性好,表面层的摩擦系数能达到要求,但表面构造深度较小,远不能达到要求。Ⅱ型沥青混凝土空隙率6%~10%,表面构造深,抗变形能力较强,但其透水性、耐久性较差。为了解决沥青面层的抗滑性能(特别是表面层在构造深度较大的情况下,又具有良好的防水性的结构形式),多碎石沥青混凝土面层被加以研究和使用。 多碎石沥青混凝土面层的特点 多碎石沥青混合料是采用较多的粗碎石形成骨架,沥青砂胶填充骨架中的孔隙并使骨架胶合在一起而形成的沥青混合料形式。具体组成为:粗集料含量69%~78%,矿粉6%~10%,油石比5%左右。经几条高等公路的实践证明,多碎石沥青混凝土面层既能提供较深的表面构造,又具有传统Ⅰ型沥青混凝土那样的较小空隙及较小透水性,同时又具有较好的抗形变能力(动稳定度较高)。换言之,“多碎石沥青混凝土既具有传统Ⅰ型沥青混凝土的优点,又具有Ⅱ型沥青混凝土的优点,同时又避免了两种传统沥青混凝土结构形式的不足。”
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料,填充于间断级配的矿料骨架中,所形成的混合料。其组成特征主要包括两个方面:①含量较多的粗集料互相嵌锁组成高稳定性(抗变形能力强)的结构骨架;②细集料矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将骨架胶结一起,并填充骨架空隙,使混合料有较好的柔性及耐久性。
构成组织
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12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65%~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)。
SMA的特点
沥青玛蹄脂碎石混合料是当前国际上公认(使用较多)的一种抗变形能力强,耐久性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,从而全面提高了沥青混合料的路面性能。