混合料应采用大吨位自卸车运输,为防止沥青与车厢板粘结,车厢侧板和底板可涂一 薄层油水混合液(柴油与水比例为1:3),但不得有余液积聚在车厢底部。
SMA混合料内部含有大量沥青玛蹄脂胶浆,粘度大,温度低时很难压实,因而确保摊铺碾 压温度尤为重要。
.沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制,拌和厂的设置除应符合国家有关环 境保护、消防和安全等规定外,还应具备下列条件。
SMA路面因具有优良的抗车辙能力和耐久性,已在欧洲成功地使用了 20多年。SMA混 合料的抗车辙能力主要是混合料中粗集料间相互嵌挤的作用,混合料压实要求粗集料间保持 适当的空隙率VCA,集料间隙(VMA)不应被沥青结合料过度填充,否则VCA太小,将使粗集料 “悬浮”在胶泥中,导致混合料抗剪强度下降,混合料泛油、失稳,形成车辙。而SMA耐久性则 来源于较高的沥青结合料含量和较厚的沥青膜,以及由沥青结合料、细集料、填料和稳定剂组 成的沥青胶泥的特性。SMA混合料设计者应在以上二者之间取得平衡。
欧洲及美国高速公路及干线公路网已基本建成,SMA一般用作旧路罩面,有我国目前还 处于高速公路的新建时期,气候情况同欧洲国家不同,同时,受拌和设备、生产率和材料品种等 因素的影响,这些都必须在形成设计时予以考虑。由于我国与美国的传统路面形式都是密级 配,而且气候条件相似,因此,我国的SMA设计方法参照了美国的方法并结合了我国的工程实 际情况,归纳起来,我国SMA的组成设计为
沥青混合料的肯塔堡飞散试验(Cantabro Test)是西班牙肯塔堡大学(Cantabria University) 为排水性开级配沥青混合料而开发的一种试验方法。本方法用以评价由于沥青用量或粘结性 不足,在交通荷载作用下,路面表面集料脱落而散失的程度,以马歇尔试件在洛杉矶试验机中 旋转撞击规定的次数,沥青混合料试件散落材料的质量的百分率表示。试验方法见《公路工程 沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000) 肯塔堡试验检验集料与沥青结合料的粘结力,集料分散可能是沥青结合料用量太少,也可 能是沥青结合料的质量太差,二者都有可能使集料粘附不住而在交通荷载的作用下发生飞散。
对于沥青混合料的强度形成理论有表面理论和胶浆理论。表面理论认为沥青混合料是由 矿质骨架(粗集料、细集料和填料)和沥青组成,沥青分布在矿质骨架表面,将矿质骨架胶结成 为具有强度的整体。胶浆理论则认为沥青混合料是一种高级空间网状结构的分散系:以粗集 料为分散相分散在沥青砂浆中,沥青砂浆则以细集料为分散相,分散在沥青胶浆中,沥青胶浆 又以填料为分散相分散在沥青介质中,这三级分散系以沥青胶浆最为重要,它的组成结构决定 了沥青混合料的高低温性能。
SMA配合比的设计任务是确定骨架和玛蹄脂部分各种材料的规格和比例,以便保证真正 地形成粗集料骨架,骨架的间隙又恰到好处地填充玛蹄脂,使玛蹄脂在混合料中起坚强的整体 的胶结作用。
沥青混合料是由矿质骨料、沥青胶浆和空气组成的三相体系,其中矿质骨架是由粗骨料、 细骨料组成,是不连续的分散相,而沥青胶浆是分散介质。
在SMA的组成中,粗集料骨架占到70%以上,混合料中粗集料相互之间的接触面较多,其 空隙主要由高粘度玛蹄脂填补,由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用,传递荷载能力高, 可以很快地把荷载传到下层,并承担较大轴载和高压轮胎,
所谓peipave沥青混合料体积设计是根据沥青混合料的空隙率、矿质集料间隙率、沥青 填隙率等体积特性进行热拌沥青混合料设计的。
Superpave沥青混凝土配合比设计过程较为繁锁,除严格要求集料针片状,限定集料的 级配区域,经过同一沥青含量与三种不同级配以旋转揉搓夯实仪器(Supezpave Gy商ion Com- pactor SGC)制作试件,经过单位重和体积分析后决定岀采用的集料级配,再选择四种沥青 含量与最佳集料级配混合比SGC制作试件,采用与沥青混合料马歇尔设计类似的方法,
GTM试验中采用的垂直压力,是重载轮胎对路面产生的最大压力,并且在该垂直压力作 用下试件被压实到平衡状态,因此设计出的沥青路面不会出现因行车压实造成的车辙破坏,同 时G伽设计的沥青路面满足重载车作用下的読剪强度。
GTM适用于一条路交通量各段变化较大的情况,由于GTM的垂直压强是可调的,可从 0.7MPa、0.8MPa到1 .IMPa,故可以根据各段交通量,选择不同的压力。
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA),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,德文称Splitmastixasphalto 20世纪90年代初引入美国,被称为Stone Matrix Asphalt,缩写 为SMA。1993年,SMA在我国首都机场高速公路首次应用。
为补充和完善马歇尔试验方法的不足,不少道路研究人员提出了对沥青混合料的综合设 计方法。该法是指综合考虑沥青路面的各种可能的破坏形式及相应的沥青混合料路用性能。
目前为止,我国还没有沥青混合料路用性能的规范指标。通常以“八五”攻关专题建议的 沥青混合料技术指标作为依据,并以此指标作为沥青混合料的综合设计方法的控制指 标。
为了得到性能优良的沥青路面,就必须重视沥青路面混合料组成设计。沥青混合料组成 设计的主要任务是选择合适的材料、矿料级配、沥青等级和沥青用量。设计的总目标是确定混 合料的最佳沥青用量,以满足路用性能的要求。
我国现行的沥青混合料配合比设计方法是马歇尔试验法。马歇尔试验法最早由布鲁斯・ 马歇尔(Brue M咨hll)提出,1948年美国陆军工程兵部队对马歇尔试验方法加以改进,并添加了 一些测试性能,最终发展成为沥青混合料配合比设计标准。
基于马歇尔设计方法的我国现行沥青路面设计规范,规定了对高速公路、一级公路的 表面层和中面层的沥青混合料进行车辙试验;对寒冷地区,还应增加冻融劈裂残留强度试验以 检验其水稳性,但仍未能考虑沥青路面的低温抗裂性。