鄭州瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層

1、形成背景

60年代的德國(guó)交通十分發(fā)達(dá)，根據(jù)本國(guó)的氣候特點(diǎn)(夏季氣溫20℃左右，冬季不太冷)，習(xí)慣修筑“澆筑式瀝青混凝土”路面。這種結(jié)構(gòu)中瀝青含量12％左右，礦粉含量高。使用中發(fā)現(xiàn)路面的車轍十分嚴(yán)重，另外當(dāng)時(shí)該國(guó)家的汽車為了防滑的需要，經(jīng)常使用帶釘?shù)妮喬?包括歐洲一些國(guó)家亦如此)，其結(jié)果是路面磨耗十分嚴(yán)重(1年可減薄4cm左右)。為了克服日益嚴(yán)重的車轍，減少路面的磨耗，公路工作者對(duì)瀝青混合料的配合比進(jìn)行調(diào)整，增大粗集料的比例，添加纖維穩(wěn)定劑，形成了SMA結(jié)構(gòu)的初形。1984年德國(guó)交通部門正式制定了一個(gè)SMA路面的設(shè)計(jì)及施工規(guī)范，SMA路面結(jié)構(gòu)形式基本得以完善。這種新型的路面結(jié)構(gòu)先后在德國(guó)、歐洲一些國(guó)家逐漸被推廣、運(yùn)用。90年代初，美國(guó)公路界認(rèn)為其公路路面質(zhì)量不如歐洲國(guó)家的路面質(zhì)量好。經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)方面的差距：①在改性瀝青的運(yùn)用上；②在路面的結(jié)構(gòu)形式上(即SMA)。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結(jié)構(gòu)形式，典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運(yùn)會(huì)對(duì)公路網(wǎng)進(jìn)行改建和新建，全部采用了SMA這種結(jié)構(gòu)形式做路面。

2、瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面(SMA)的組成原理及特點(diǎn)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級(jí)配的礦料骨架中，所形成的混合料。其組成特征主要包括兩個(gè)方面：①含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩(wěn)定性(抗變形能力強(qiáng))的結(jié)構(gòu)骨架；②細(xì)集料礦粉、瀝青和纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結(jié)一起，并填充骨架空隙，使混合料有較好的柔性及耐久性?！?strong style="white-space: normal;">鄭州瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層

SMA的結(jié)構(gòu)組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少”。具體講：①SMA是一種間斷級(jí)配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達(dá)70％～80％，礦粉的用量達(dá)7％～13％，(“粉膠比”超出通常值1.2的限制)。由此形成的間斷級(jí)配，很少使用細(xì)集料；②為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時(shí)使用纖維作為穩(wěn)定劑；③瀝青用量較多，高達(dá)6.5％～7％，粘結(jié)性要求高，并希望選用針入度小、軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青(采用改性瀝青)）——鄭州瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層

SMA的特點(diǎn)：瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當(dāng)前國(guó)際上公認(rèn)(使用較多)的一種抗變形能力強(qiáng)，耐久性較好的瀝青面層混合料。由于粗集料的良好嵌擠，混合料有非常好的高溫抗車轍能力，同時(shí)由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，低溫變形性能和水穩(wěn)定性也有較

多的改善。添加纖維穩(wěn)定劑，使瀝青結(jié)合料保持高粘度，其攤鋪和壓實(shí)效果較好。間斷級(jí)配在表面形成大孔隙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好。同時(shí)混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，從而提高了瀝青混合料的路面性能。

3、橡膠瀝青(AR)——鄭州瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層

橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)級(jí)配比例進(jìn)行組合，同時(shí)添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下（180℃以上），與基質(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。橡膠瀝青具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是較為理想的環(huán)保型路面材料，目前主要應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層中。

橡膠瀝青經(jīng)過(guò)50年的應(yīng)用，形成了兩個(gè)成熟的級(jí)配混合料產(chǎn)品系列。與常規(guī)瀝青混合料相比，橡膠瀝青混合料擁有較高的瀝青用量（7.5%左右）。

（1）開級(jí)配混合料（AR-OGFC）：由高用量橡膠瀝青（9-10%）與單一粒徑碎石為主的集料拌合而成。

特點(diǎn)及應(yīng)用：開級(jí)配混合料具有良好的抗滑、防濺水、降噪音和持久穩(wěn)定性，是高速公路和城市快速道路的理想表面層材料。同時(shí)開級(jí)配混合料突出的抗反射裂縫能力，被廣泛用于水泥路面超薄罩面。

（2）間斷級(jí)配混合料（AR-GAP）：由中間粒徑間斷級(jí)配與橡膠瀝青拌合而成。動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到3000以上，凍融劈裂值達(dá)到80以上。——鄭州瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層

特點(diǎn)及應(yīng)用：由于具備較好的表面構(gòu)造、密水性、抗剪切穩(wěn)定性，間斷級(jí)配和混合料被普遍用于交叉和變速較多的城市道路面層和補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。橡膠瀝青路面的性能優(yōu)勢(shì)：

1）優(yōu)異的抗疲勞性提高路面的耐久性能；

2）由于膠結(jié)料含量高、彈性好，提高了路面對(duì)疲勞裂縫、反射裂縫的抵抗能力；

3）較強(qiáng)的低溫柔韌性減輕了路面的溫度敏感性；

4）因?yàn)槟z結(jié)料含量高、油膜厚以及輪胎中含有抗氧化劑，故提高了道路抗老化、抗氧化能力；

5）優(yōu)異的抗車轍、抗變形能力；

6）由于道路的耐久性得到提高，使得道路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用顯著降低；·大量使用廢舊輪胎，既節(jié)約了能源，也有利于環(huán)境保護(hù)；

7）橡膠中的炭黑能夠使路面黑色長(zhǎng)期保存，與標(biāo)線的對(duì)比度高，提高了道路的性；

8）橡膠瀝青用于瀝青混合料時(shí)，由于施工厚度薄，施工迅速，縮短了施工時(shí)間。