6.3间断级配-SMA混合料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节间断级配SMA混合料,教学重点、难点,教学目标,学习SMA混合料技术性质;,学习SMA混合料的配合比设计;,SMA混合料的配合比设计,。,1,乳化沥青混合料,沥青稀浆封层混合料,概念,以合理组成的矿质混合料与,采用乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌和、铺筑的沥青混合料，又称作常温沥青混合料。,这种混合料不用加热，在正常温度下(15,0,C 20,0,C)进行摊铺，经碾压后，成为具有一定力学性能的沥青混凝土路面。主要优点是,节省能源、保护环境、节约沥青、延长施工季节。,冷拌冷铺沥青混合料的种类,冷铺沥青混合料,2,乳化沥青混合料,概念,强度的形成过程,材料组成,施工工艺,3,乳化沥青混合料概念,乳化沥青,矿质集料,沥青混合料,摊铺,压实,沥青,混凝土,常温拌和,常温,采用乳化沥青与矿质混合料在常温状态下拌和，经铺筑与压实成型后形成的沥青路面，根据矿料的级配类型分为乳化沥青碎石混合料与乳化沥青混凝土混合料。乳化沥青混合料适用于沥青路面的维修和养护，如铺筑封层、罩面、修补坑槽等。,4,乳化沥青混合料强度形成过程,成型过程与热拌沥青混合料明显不同，由于乳液是沥青与水的混合物，沥青必须经过乳液与集料的粘附、分解破乳、排水、蒸干等过程才能完全恢复其原有的粘结性能。最初摊铺和碾压的乳化沥青混合料，由于分散在混合料中的水分不能立即排净，水的“润滑”作用大大降低了集料间的内摩阻力，使沥青混合料的强度和稳定性下降。成型并达到一定强度的时间比热沥青要长得多。随着行车压实，混合料中的水分继续分离蒸发，粗、细集料的位置进一步调整，密实度逐步增加，强度随时间增长。,5,乳化沥青混合料材料组成,材料组成及技术要求与热拌沥青混合料的基本相同。可采用的乳化沥青,有BC-1、BA-1、BN-1型,。其用量可根据当地实践经验以及交通量、气候、集料情况、沥青标号、施工机械等条件确定，也可按热拌沥青混合料的沥青用量折算，如乳化沥青碎石混合料，其乳液的沥青残留物数量,与,同规格的热拌沥青混合料的沥青用量减少10%20%。乳化沥青混合料宜采用密级配沥青混合料，当采用半开级配的冷拌沥青碎石混合料路面时应铺筑上封层。,6,乳化沥青混合料施工工艺,乳化沥青,矿质集料,乳化,沥青,混合料,摊铺在,破乳前完成,开始用轻碾初步压实，,水分蒸发后补碾,乳化,沥青,混凝土,乳液破乳前,常温,拌和,施工工艺,施工工艺,有,拌和,、,摊铺、压实,三个过程。,7,乳化沥青稀浆封层混合料概念,是由乳化沥青、石屑(或砂)、填料和水等拌制而成的一种具有一定流动性的沥青混合料。将沥青稀浆封层混合料摊铺在路面上（厚度为3l0mm），经破乳、析水、蒸发、固化等过程，形成密实、坚固耐磨的表面处治薄层，可以治疗路面早期病害，延长路面使用寿命。,8,乳化沥青稀浆封层混合料作用,防水作用,混合料的集料粒径较小，具有一定的级配，铺筑成型后，能与原路面牢固地粘附在一起，可形成一层密实的表层，可防止雨水或雪水通过裂缝渗入路面基层，可保持基层和土基的稳定。,防滑作用,稀浆混合料摊铺厚度薄，沥青在粗、细集料中分布均匀，沥青用量适当，没有多余的沥青，可使铺筑稀浆封层后的路面不产生光滑、泛油等病害。乳化沥青稀浆封层混合料具有良好的粗糙面，路面的摩擦系数明显增加，抗滑性能显著提高。,9,乳化沥青稀浆封层混合料作用,填充作用,稀浆封层混合料中有较多的水分，拌和后成稀浆状态，具有良好的流动性，可封闭沥青路面上的细微裂缝，填补原路面由于松散脱粒或机械性破坏等原因造成的不平，改善路面的平整度。,耐磨作用,乳化沥青对酸、碱性矿料都有着较好的粘附力，所以稀浆混合料可选用坚硬的优质抗磨矿料，以铺筑有很强耐磨性能的沥青路面面层，延长路面的使用寿命。,10,沥青稀浆封层混合料作用,恢复路面外观形象,对使用年久，表面磨损发白、老化干涩，或经养护修补，表面状态很不一致的旧沥青路面，可用稀浆混合料进行罩面，遮盖破损与修补部位，使旧沥青路面外观形象焕然一新，形成一个新的沥青面层。,稀浆封层只能作为表面保护层和磨耗层使用，而不起承重性的结构作用，不具备结构补强能力。,11,沥青稀浆封层混合料的配合比设计,采用,理论的矿料表面吸收法，即按单位质量的矿料表面积裹覆,8m厚,的沥青膜，计算出最佳沥青用量。该方法不能反映稀浆混合料的工作特性、旧路面的情况和施工的要求。,目前通常采用试验法来确定配合比，其主要试验内容有：,稠度试验,初凝时间试验,固化时间试验,湿轮磨耗试验,混合料碾压试验,12,沥青稀浆封层混合料稠度试验,试验可确定稀浆混合料的加水量。它类似于水泥混凝土的坍落度试验。,稀浆混合料的含水量应满足施工和易性的要求，又要保证所摊铺的稀浆能形成稳定坚固的封层。一般要求总的含水量在,12%20%,范围内。,13,沥青稀浆封层混合料初凝时间试验,稀浆混合料的初凝时间不能太长也不能太短，初凝时间太长，就会延长开放交通时间，给施工管理带来困难；初凝时间太短，会给搅拌和摊铺带来困难，保证不了质量。,稀浆混合料的初凝时间用斑点法测定，是混合料拌和以后至乳液完全破乳，用滤纸检验已无沥青斑点的时间。,14,沥青稀浆封层混合料固化时间试验,稀浆混合料的固化时间，是指摊铺后开放交通的时间。稀浆混合料摊铺后开放交通的时间不能太长，太长了会对施工和管理带来很大困难，否则得考虑用助剂来调节。,稀浆混合料的固化时间，是初凝后的混合料在粘结力试验中达到最大粘结力的时间。,15,沥青稀浆封层混合料湿轮磨耗试验,稀浆混合料的沥青用量是配合比设计中最重要的参数。沥青用量太少，稀浆封层就会松散；沥青用量太多，路面就会拥包，并且也浪费沥青材料。湿轮磨耗试验是用来确定稀浆混合料的最小沥青用量，同时也用于检验稀浆混合料成型后的耐磨耗性能。,湿轮磨耗试验是按规定的成型方法，将成型后的稀浆混合料试件放在水中，用湿轮磨耗仪磨头磨,5min,，测定磨耗损失的试验。,16,沥青稀浆封层混合料碾压试验,沥青稀浆混合料碾压试验是用来测定混合料中是否有过量的沥青，也就是确定稀浆混合料的最大沥青用量。可与湿轮磨耗试验一起确定稀浆混合料的最佳沥青用量。,碾压试验是稀浆混合料成型后，在,57kg负荷轮下碾压1000次，模拟车辆行驶碾压；然后在试件上撒定量的热砂，再碾压100次，以每平方米,吸收的砂量来表示。,17,稀浆封层混合料技术要求,项 目,单位,稀浆封层,试验方法,可拌和时间,s,120,手工拌和,稠 度,cm,2,3,T0751,粘聚力试验,30min(初凝时间),60min(开放交通时间),N.m,N.m,(仅适用于快开放交通的稀浆封层),1.2,2.0,T0754,负荷轮碾压试验(LWT),粘附砂量,g/m,2,（仅适用于重交通道路表层时）,450,T0755,湿轮磨耗试验的磨耗值(WTAT),浸水1h,g/m,2,800,T0752,18,沥青稀浆封层混合料的应用,适合于沥青路面预防性养护。在路面尚未出现严重病害之前，为了避免沥青性质明显硬化，在路面上用沥青稀浆进行封层，不但有利于填充和治愈路面的裂缝，还可以提高路面的密实性以及抗水、防滑、抗磨耗的能力，从而提高路面的服务能力，延长路面的使用寿命。,水泥混凝土路面上加铺稀浆封层，可以弥合表面细小的裂缝，防止混凝土表面剥落，改善车辆的行驶条件。,用稀浆封层技术处理砂石路面，可以起到防尘和改善道路状况的作用。,19,沥青稀浆封层混合料,沥青稀浆封层混合料,稀浆封层混合料技术要求,沥青稀浆封层混合料的配合比设计,沥青稀浆封层混合料的应用,20,间断级配SMA混合料,SMA的概念,SMA是沥青玛蹄脂碎石(Stone Matrix Asphalt)的缩写。是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料及较多的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料。,SMA属骨架密实结构，具有耐磨抗滑、密实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂等优点，适用于高等级道路沥青路面上面层使用。,21,SMA混合料的技术特性,高温稳定性,SMA中4.75mm部分的粗集料约7080，矿粉用量约10，细集料较少。颗粒间有良好的嵌锁作用，其抵抗荷载变形的能力较强。在高温条件下，沥青玛蹄脂粘度下降，对混合料抗变形能力影响不大。,SMA混合料与AC混合料技术性能比较,沥青混合料类型,试验指标,SMA-16,AC-16,60/70沥青,SBS改性沥青,60/70沥青,SBS改性沥青,动稳定度(60)(次/mm),1781,4673,1200,2520,劈裂强度(0)(Mpa),3.275,3.794,3.871,3.734,劈裂模量(0)(Mpa),2544,2089,3472,3059,弯拉模量(0)(Mpa),1980,1446,2393,1717,22,SMA混合料的技术特性,低温抗裂性,低温条件下，沥青玛蹄脂具有较高的粘结能力，其韧性和柔性使混合料具有良好的低温变形能力。,耐久性,在SMA混合料中，沥青在集料表面形成较厚的沥青膜，并且混合料空隙率较小，所以混合料的水稳定性和抗老化性好。SMA基本不透水，可使路面保持较高的整体强度和稳定性。,表面特征,SMA混合料要求使用坚硬、粗糙、耐磨的碎石，同时采用间断级配矿料，压实后表面构造深度大(1mm)，所以具有良好的抗滑性和耐磨性。,23,SMA混合料组成材料的技术要求,沥青结合料,要求沥青具有较高的粘度，与集料具有良好粘附性，应采用比当地普通热拌沥青混合料所用沥青硬一级的沥青。,对高速公路、承受繁重交通的道路、夏季特别炎热或冬季特别寒冷地区的道路，最好采用改性沥青。当以抗车辙能力为主要目标时，改性沥青软化点最好高于当地年最高路面温度。,24,SMA混合料组成材料的技术要求,集料与填料,粗集料采用高质量轧制的酸性碎石,岩石应坚韧，具有较高的强度和刚度,应严格控制针片状颗粒含量。颗粒形状接近立方体,富有棱角,纹理粗糙。粗集料与沥青粘附性不满足要求时,应采取抗剥落措施。,细集料应使用坚硬的机制砂,也可从洁净的石屑中筛取粒径范围0.30.5mm部分作为机制砂使用。以普通石屑作为细集料时,宜采用石灰岩石屑,但不得含泥土类杂质。当与天然砂混用时,天然砂含量不得超过机制砂或石屑的比例。细集料的棱角性应大于45。,填料必须采用石灰石等碱性以上磨细的矿粉,矿粉质量应满足热拌沥青混合料对矿粉的要求。,25,SMA混合料组成材料的技术要求,技术指标,技术要求,技术指标,技术要求,石料压碎值 (%),25,坚固性 (%),12,洛杉矶磨耗损失 (%),30,针片状颗粒含量 (%),15,石料磨光值 (PSV),42,水洗法小于0.075mm颗粒含量(%),1,表观密度 (t/m,3,),2.60,软石含量 (%),1,吸水率 (%),2.0,破碎砾石的,百分率(%),一个破碎面,100,与沥青的粘附性等级,4,两个破碎面,90,沥青路面表层用粗集料的技术要求,26,SMA混合料组成材料的技术要求,纤维,纤维在SMA混合料中的作用是吸油、稳定、增强,并提高高温抗剪强度。纤维应能承受250的高温条件，不变形、不变质、不脆化、化学稳定性好、对环境无污染。常用的纤维材料有：木质素纤维、矿物纤维、晴纶纤维、涤纶纤维、玻璃纤维等。,木质素纤维技术要求,27,SMA混合料的配合比设计,SMA混合料配合比设计指标,28,29,30,冷拌冷铺沥青混合料和乳化沥青碎石沥青混合料主要用于公路等级比较底的路面面层；,沥青碎石混合料可作为沥青路面的联结层和基层,或不透水沥青路面的磨耗层、防滑面层 ；,沥青胶粘剂用于水泥混凝土路面纵缝和横缝的填充，以保证路基的水稳定性。,31,