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SHC_F40-01-2002_公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南.pdf

公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南

Technology Guidefor Construction ofHighwayPavement Using Stone Matrix Asphalt

2002—07—24发布

DB／T29-58-2020 天津市建筑物雷电电磁脉冲防护技术标准.pdf公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南

Technology GuideforConstruction ofHighwayPavementUsingStoneMatrixAsphal

中国工程建设标准化协会公路工程

关于发布《公路沥青玛蹄脂碎石路面

中建标公路[2002]年第1号

中国工程建设标准化协会公路工程委员会 二〇〇二年七月二十四日

沥青玛蹄脂碎石路面（简称SMA路面）是一种引I人注目的新型沥青路面结构，我国从 1992年首都机场高速公路起开始在一些地区应用。由于我国的气候和交通条件与欧美 不同，各地铺筑的试验段既有成功的经验，也有失败的教训。为了研究总结SMA路面在 我国的应用，交通部公路司下达了“沥青玛蹄脂碎石性能与指标的研究”专题研究项目，并 要求编制适合于我国国情的《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》，供使用者参考。 本指南的主要内容包括：SMA对材料的要求，SMA的配合比设计，混合料的制造工 艺，SMA路面的铺筑技术，以及施工质量管理等。 本指南参考了国外（主要是美国)的相关规范，在矿料级配、沥青用量、设计指标等许 多方面，充分考虑了我国的气候特点。为适应我国的交通条件和气候条件，指南主编单位 及参编单位作了深入的研究，铺筑了多条试验路，证明本指南是符合我国国情的，可供各 单位使用。但SMA路面在我国还刚刚开始，有许多问题还需要研究，或通过实践调整。 因此竭诚希望使用者在使用本指南时，要紧密结合本地的交通和气候情况，注意总结经 验，不断进行改进。各地在选择采用SMA路面时，一定要通过试验，待取得成功经验后 再在高速公路上应用。 本指南主编单位为交通部公路科学研究所，参编单位有北京市公路局设计研究院、河 北省交通科学研究所、山西省交通科学研究所、辽宁省交通科学研究所。 主要起草人：沈金安、李福普、陈景、柳浩、丁培建、韩萍、刘地成

1.0.2本指南规定SMA路面的材料、配合比设计、施工、质量要求，适用于铺筑新建公 路面层或旧路面加铺磨耗层使用

1.0.2本指南规定SMA路面的材料、配合比设计、施工、质量要求，适用于

3 在旧路面上铺筑SMA磨耗层时，原路面应经过整平及必要的修补，符合设计规 定的强度要求。

铺筑SMA面层时，除本指南已有规定者外，应遵照交通行业标准《公路沥青路 面施工技术规范》（JTJ032）的规定执行。当使用改性沥青时，还应遵照《公路改 性沥青路面施工技术规范》（JTJ036）的规定执行。

作为国家的规范性文件，在国外有许多不同的类型，如规范、规程、标准、纲要、指针等，还有一些是属于 指南、手册等指导性文件，在意义上有着微略的差别。我国历来都是以规范或规程的方式颁布的，以技 术指南的方式发布尚是第一次，指南不如规范的条文那么成熟、严谨，有许多是较为新颖的东西，尤其 是尚有一些内容还处于试验研究或发展过程中，需要作较多的说明。为了使使用单位有所遵循，不至 于发生大的失误，以指南的方式颁布也是国外通行的做法。SMA路面发展的历史较短，在我国更是刚 刚起步，各方面还有许多研究工作要做，所以希望使用单位在使用本指南时一定要根据具体情况，认真 分析，千万不要生搬硬套。如果觉得本指南有不当之处，请提出意见，以便在修订时或编制规范时修 改。另外，本指南的设计是指材料的配合比设计，并不包括路面结构设计的内容，有关设计方法请按照 现行规范执行。

不同沥青混合料结构类型的比较（D=16mm

(1)在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，沥 青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗 能力的影响也不会减小，因而有较强的高温抗车能力。

A的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，沥 产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗 响也不会减小，因而有较强的高温抗车辙能力。

(2)SMA使用矿粉多（8%～12%），沥青多（5.5%～6.5%，比密级配沥青混凝土大1%左右），又使用纤

维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包襄在粗集料表面，充分填充集料间隙，在温度下降、混合料收缩 变形时，玛蹄脂有较好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能。如果再同时使 用改性沥青的措施，则混合料的低温抗裂性能更有大幅度提高。 (3)SMA混合料的内部空隙率很小(4%左右），混合料渗水很少或几乎不渗水，混合料内部的水属毛细 水形态，不易成为大的动力水，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。 (4)SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料；另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后 表面形成大的孔隙，构造深度大，使雨天高速行车下不易产生水漂，抗滑性能提高，较好地解决了抗滑与耐久 的矛盾。同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪声降低，从而可以全面提高路面的表面功能。 (5)SMA的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，空隙率小，沥青与空气接触少，因而沥青混合料的耐老 化性能好。实验证明，这种混合料的耐疲劳性能大大优于密级配沥青混凝土，因此有良好的耐久性。 (6)SMA路面密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整 体强度和稳定性。 由于以上种种因素的共同作用，SMA结构能全面提高沥青混合料和沥青路面的使用性能，减少维修养 护费用，延长使用寿命。如果同时使用改性沥青，沥青玛蹄脂的性能进一步大幅度改善，结构、材料多 管齐下，如虎添翼，使各种性能更加提高。尽管初期投资有所增加，但可以降低维修养护费用，延长使 用寿命，总体上仍将产生重大的经济效益。 但是SMA的施工工艺要求较高，与其他间断级配混合料一样，它对施工因素的敏感性较强，矿料级配 及沥青用量的小的波动和变化，很容易造成路面质量的大的波动，也会造成局部泛油、油斑、透水等等。 SMA适用于铺筑新建公路的抗滑表层或旧路面加铺磨耗层使用，特别适用于高速公路的维修罩面作为 旧路面的磨耗层。为了避免不必要的损失，在新建高速公路填方路段、软土路段等路基尚不稳定的地 方，预计短时间内即有可能发生大的变形的，需要重新罩面的路段，是不宜同时铺筑SMA路面的，应该 考虑待维修罩面时，再加铺SMA路面。 由于大部分发达国家的高速公路网基本上早就建成了，目前更多的是对路面进行维修、补强，且旧路面 不再会有大的沉降，所以SMA大部分用来铺筑罩面层。但是被加铺的旧路面不能是已经破坏得非常 严重的。破坏太严重，就可能说明其强度不足，在这样的路上铺筑SMA路面并不会达到良好的目的， 为此应该强调对旧路面必须整修。 我国的SMA路面发展较晚，大部分与改性沥青同时使用。在机场道面、钢桥面铺装、高速公路和大城 市干线道路上得到了应用。从实践效果看，多数达到了预期效果，表面粗糙，高温稳定性好，水稳定性 和耐久性强，避免了早期损坏。在防止开裂方面，许多地区的低温裂缝得到了抑制，即使在东北严寒地 区也使开裂的温度降低、时间延缓、裂缝减少，但开裂仍然不能完全避免。另外有一些工程由于材料和 加铺不合理、碾压不足，尤其是沥青用量偏多，发生了泛油等现象，效果受到影响。 大指去必是为了保证CMA路而的工积质是石制江饮

2.1.1沥青胶浆（asphaltmorter）

2.1.2沥青玛蹄脂（asphaltmastic）

由沥青胶浆与细集料组成的混合物，用以填充沥青玛蹄脂碎石（SMA)的粗集料 骨架的间隙，同时起粘结作用。

由沥青玛蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架的间隙中成为一体的沥青混合料， 简称SMA

2.1.4SMA路面（SMApavement）

采用SMA混合料铺筑的沥青路面。

2.1.5纤维稳定剂（fiberstabilizer）

在沥青玛蹄脂碎石中起吸附沥青，增强结合料粘结力和稳定作用的木质素纤 维、矿物纤维、聚合物化学纤维等各类纤维的总称。

2.1.6粗集料（coarse aggregate）

2.1.7粗集料骨架间隙率（percentvoidsincoarseaggregate）

2.1.7粗集料骨架间隙率（percentvoidsincoarseaggregate

粗集料骨架部分以外的体积占试样总体积的百分率，以VCA表示。由粗集米 在捣实状态下测定的VCA称为VCADRC，由压实状态的SMA试件测定的VCA利 为VCAmixo

最大粒径和集料的公称最大粒径的区别，以前往往混用，区分不清。为此在《公路集料试验规程（JT 058一2000）中已经有了明确定义，以后应严格这两个名词的含义。 粗集料骨架间隙率VCA是SMA等嵌挤型混合料特有的指标，利用VCA可以判断是否是真正的起到了 嵌挤作用，如果它是粗集料骨架部分以外的体积占试样总体积的百分率，仅由粗集料在捣实状态下测

粗集料骨架间隙率VCA是SMA等嵌挤型混合料特有的指标，利用VCA可以判断是否是真正的 嵌挤作用，如果它是粗集料骨架部分以外的体积占试样总体积的百分率，仅由粗集料在捣实状

2.2.1本指南各种符号、代号，及其意义见表2.2.1。

2.2.1本指南各种符号、代号，及其意义见表2.2.1。

用于SMA的粗集料应采用质地坚硬，表面粗糙，形状接近立方体，有良好的嵌 挤能力的破碎集料，其质量应符合表3.1.1的技术要求，

3.1.1用于SMA的粗集料应采用质地坚硬，表面粗糙，形状接近立方体，有良好的嵌

SMA表面层用粗集料质量技术要求

3.1.2用于SMA的粗集料在细破作业时不得采用颚式破碎机加工。

用于SMA的粗集料在细破作业时不得采用颚式破碎机加工。

3.1.3当采用酸性石料作粗集料，沥青与石料的粘附性和沥青混合料的水

当采用酸性石料作粗集料，沥骨与石料的粘附性和沥青混合料的水稳定性不符 合要求时，应采用改性沥青、掺加适量消石灰粉或水泥等措施。如使用抗剥落 剂时.必须确认抗剥落剂具有长期的抗水损害效果。

采用酸性石料时，国外普遍采用掺加消石灰进行处理。现在各种抗剥落剂的产品很多，但质量与使用

效果有很大差别，使用时必须按试验规程检验，选用能耐热、挥发性小，不致在拌和和使用过程中丧失 作用的抗剥落剂。另外一些抗剥落剂是水溶性的，在路面铺筑后，会由于下雨而逐渐被水溶出，选用时 都应该注意。

性、颗粒形状和棱角性。可以说，粗集料的这些性质是SMA成败与否的关键。因此，用于SMA的粗集 料必须符合现行规范关于抗滑表层集料的技术要求。 SMA对粗集料抗压碎的质量要求应高，必须使用坚韧的、有棱角的优质石料夏季高温雨季施工方案(中建)（14P）.doc，严格限制集料的针片状颗 粒含量。碎石在细碎阶段不能用题板式轧石机破碎，要用反击式或者锥式碎石机破碎。一些花岗岩、 石英岩、砂岩等酸性岩石往往质量较好。但是它们与沥青的粘附性往往很差，此时一般可通过掺加消 石灰提高与集料的粘附性，也可掺加水泥或添加有长期使用效果的液体抗剥离剂。当采用聚合物改性 沥青时，混合料经水稳定性检验合格的也可不再采取其他措施。

美国的试验证明，洛杉矶磨耗损失（LA)是粗集料的坚韧性的重要指标，与集料抗破碎性能有良好的相

洛杉矶磨耗损失LA(%）

LA大于40%，最小VMA的要求就不可能达到，LA最好小于20%，符合最小VMA的要求就不困难。 从我国的实际情况看，美国对LA的要求偏宽，所以修改规定为不大于28%。 粗集料的针片状颗粒含量是个重要指标，美国试验的结果表明，集料的破损情况与粗集料的针片状颗 粒含量关系密切，有意识地对同一种集料采用不同加工方式制成不同针片状颗粒含量的集料，配制 SMA混合料，用马歇尔击实50次，集料破碎用4.75mm通过率的变化表示，它与针片状颗粒含量的线型 相关系数达到R2=0.89。NCAT的研究认为以1：3的比例为好，并要求小于20%。可实际上，美国工 程上售料的实际针片业题粒企是要比20小得名

我国采石场集料破碎机械普遍比较落后，针片状颗粒含量超标的问题非常突出。所以在制订规范时对 此指标的争议较大。《公路沥青路面施工技术规范》要求不大于15%，后来《公路沥青路面设计规范》的 说明中又提到要求粗集料的针片状颗粒含量应不大于10%。据施工单位反映，小于10%的要求经常 难以达到，根据国外标准和我国的具体情况，目前仍维持要求小于不大于15%的要求是合理的，不过它 必须采用卡尺测量得到。为了减少集料的针片状颗粒含量，必须采用反击式破碎机。

美国SMA路面粗集料质量要求

国公路建设的发展，破碎砾石的用量将会增加，优质粗集料乏的问题越来越突出。不过，用于 乐石的粒径至少应该大于50mm的才能用作破碎砾石的原料。

不同石料品种对混合料性能的影购

试验表明，无论是对于SMA或者AC哪一种混合料，无论沥青改性与否，辉绿岩石料的动稳定度都要大 于石灰岩混合料的动稳定度。尤其是采用石灰岩集料，无论沥青改性与否，SMA与AC混合料的动稳 定度几乎没有什么差别，根本看不出SMA混合料的优越性。当采用辉绿岩集料后GB50936-2014钢管混凝土结构技术规范NA.pdf，无论沥青改性与 否，SMA的动稳定度则比AC混合料的大得多，充分说明SMA混合料的优越性。这一点非常重要，说明 由于石灰岩集料的质地不坚硬，即使采用了SMA级配，但在反复荷载作用下，集料的棱角被磨掉了，嵌 挤作用根本就发挥不出来。所以象石灰岩这样的非坚硬石料是不适用于SMA混合料的。