沥青稳定碎石混合料的介绍

沥青稳定碎石基层在市政道路整治工程中的应用发布时间：2022-09-29T05:41:50.971Z 来源：《建筑创作》2022年第3月5期作者：陈艺[导读] 本文笔者首先对沥青稳定碎石基层的优缺点进行了分析，然后，结合笔者参与施工的上海市甜爱路（四川北路-甜爱支路）道路整治工程的施工案例，对沥青稳定碎石基层的施工技术要点展开详细论述，并总结施工质量控制要点，仅供参考。

陈艺上海新虹口市政建设有限公司摘要：沥青稳定碎石混合料由矿料和沥青、骨料组成的具有一定级配要求的混合料，根据其空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少，沥青稳定碎石混合料可划分为密集配沥青稳定碎石（ATB）、开级配沥青碎石（OGFC表面层及ATPB基层）、半开级配沥青碎石（AM）等各个类型。

为提升沥青稳定碎石施工质量，保障市政道路稳定性，延长道路使用寿命，需要研究沥青稳定碎石基层施工技术。

本文笔者首先对沥青稳定碎石基层的优缺点进行了分析，然后，结合笔者参与施工的上海市甜爱路（四川北路-甜爱支路）道路整治工程的施工案例，对沥青稳定碎石基层的施工技术要点展开详细论述，并总结施工质量控制要点，仅供参考。

关键词：市政道路；沥青稳定碎石；工艺流程；摊铺；碾压引言在市政道路施工中，路面基层施工一个重要环节。

路面基层施工操作较为简单，但路面基层施工质量会对市政道路的车辆通行造成直接影响。

近几年来，各大中城市车流量迅猛增长，通行车辆也从小型化走向大型化，许多中型车辆还进行超载行驶；以上诸多因素叠加起来，导致市政路面承受的实际交通载荷值往往超过其设计值。

——许多市政道路，以沥青作为路面基层，但沥青路面基层缺乏刚性、硬度，难以承受日益增长的交通载荷；常常在投入使用后就出现路面损坏。

因此，近年来，市政道路路面施工的材料正在逐渐发生变化。

许多道路施工企业摒弃了沥青，转而在路面基层施工中使用沥青稳定碎石。

1沥青稳定碎石基层沥青稳定碎石基层，是由沥青稳定碎石混合料摊铺、碾压形成的路面承重层。

浅谈改性沥青混合料SMA的应用SMA全称沥青玛蹄脂碎石混合料，StoneMasic（Matrix）Asphalt的缩写，是20世纪60年代中期，德国道路工作者为提高路面的抗滑能力，抵抗带钉轮胎对路面破坏而开发的新技术，它能显著地提高沥青混凝土的路用性能，特别适用于重交通道路，本文是根据本地区一些工程项目实际应用进行的理解和分析。

1. SMA性能介绍1.1SMA组成。

沥青玛蹄脂（Mastic）是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的混合物。

SMA路面是按照内摩擦角最大的原则配置间断级配的粗集料，使其形成相互嵌挤锁结的骨架，然后用足量的沥青玛蹄脂（细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成）填充其骨架空隙的一种路面结构。

（1）5mm以上的粗集料，用量高达70%~80%。

（2）矿粉填料用量达8%~13%，粉胶比（矿粉同沥青比）远远超出通常1.2的限制。

（3）沥青结合料用量多，高达6.5%~7.0%。

（4）细集料：一般0.075mm筛孔的通过率高达10%。

（5）纤维稳定剂占混合料总重的0.3%~0.4%，用来吸附过量的沥青。

1.2强度组成机理。

1.2.1高温稳定性。

SMA的高温稳定性主要取决于内摩擦角φ值，φ值主要取决于矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度。

SMA作为一种间断级配混合料，4.75mm~9.5mm之间的粗集料总量的40%左右，远高于普通密级配混合料，且矿质颗粒粗大、均匀，同时SMA对集料的扁平或细长颗粒有严格的限制，某些情况下对磨光值也有严格的要求。

这样，SMA混合料骨料有棱角且表面粗糙，故内摩擦角φ值大。

即使在高温条件下，由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用，混合料仍有较好的抗变能力。

1.2.2低温抗裂性。

在低温条件下，混合料收缩变形使集料受拉时，集料之间填充的沥青玛蹄脂（Mastic）可以发挥其良好的粘结作用。

此时SMA的抗拉能力主要取决于沥青胶结料的粘聚力c值。

由高含量的矿粉、纤维和沥青组成的Mastic具有远高于普通密级配混合料的粘结作用，从而使混合料具有良好的低温抗裂性能。

沥青稳定碎石基层是一种常用的路面基层材料，其项目特征主要体现在以下几个方面：1. 材料组成：由集料、矿粉和沥青组成，集料占混合料中的质量分数约95%，集料的形状、规格、级配等特征决定了混合料的体积组成，进而影响其路用性能。

2. 类型：根据设计空隙率和用途，沥青稳定碎石基层可以分为密级配沥青稳定碎石（ATB）、半开式沥青稳定碎石（AM）和开级配沥青稳定碎石（ATPB）等类型。

其中，ATB用作基层，设计空隙率3-6%；AM用作低等级公路面层，设计空隙率6-12%；ATPB用于路面排水的基层，设计空隙率20%。

3. 力学特性：沥青稳定碎石基层具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和耐疲劳特性。

与沥青混凝土面层相比，其粒径偏大，级配偏粗，沥青用量偏少，对原材料的要求相对较低。

4. 施工特点：施工速度快，维修养护费用低，设计使用年限长。

施工时需要控制好沥青的摊铺温度和压实度，以确保路面质量。

5. 经济性：沥青稳定碎石基层在经济性方面表现良好，尤其是在与沥青混凝土面层结合使用时，能够有效降低整体路面的维护成本。

6. 环境适应性：具有良好的应力扩散能力，能够与沥青混凝土面层形成良好的层间连续性，降低沥青层内部的剪应力和弯拉应力，提高路面的整体性能。

7. 施工工艺：在施工过程中，需要特别注意防止竖向离析现象，确保混合料的均匀性。

施工时可能需要采用单层压实厚层技术，以提高施工质量。

8. 应用范围：在国外，沥青稳定碎石基层得到广泛应用，而在国内，由于研究和应用起步较晚，目前使用相对较少。

但其在提高路面性能、降低维护成本方面的优势，预示着在国内有较大的应用潜力。

沥青稳定碎石基层的设计和施工需要综合考虑材料特性、施工条件和路面使用需求，以确保路面的长期稳定性和耐久性。

沥青玛蹄脂碎石混合料沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone matrix asphalt，简称SMA)是由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。

应用:我国首次使用改性沥青是1994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是否混合均匀。

PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大为升高，粘度增加了7倍，说明沥青的高温稳定性有显著提高。

形成背景60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑“浇筑式沥青混凝土”路面。

这种结构中沥青含量12%左右，矿粉含量高。

使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。

为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。

1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。

这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。

90年代初，美国公路界认为其公路路面质量不如欧洲国家的路面质量好。

经考察发现存在两个方面的差距：①在改性沥青的运用上；②在路面的结构形式上(即SMA)。

1991、1992年开始加以研究、推广SMA这种结构形式，最典型的是：1995年亚特兰大市为举办奥运会对公路网进行改建和新建，全部采用了SMA这种结构形式做路面。

沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的组成原理及特点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。

沥青稳定碎石基层施工工艺沥青稳定碎石基层施工工艺随着国民经济的高速发展，交通量迅速增长、车辆大型化、严重超载等现象使沥青路面面临严峻的考验，许多高速公路建成后不久就不能适应交通的需要，早期破坏的情况时有发生。

为缓解高速公路重载交通压力，我国开始推广应用以沥青碎石为代表的柔性基层。

1工艺特点（1）沥青碎石的高温性能比较好，水稳定性良好。

（2）车辙试验动稳定度比较高。

（3）修复方便。

（4）沥青碎石基层可以增强路面排水能力，减少沥青层的温度收缩裂缝和防止反射裂缝的发生，改善路面使用性能，提高其使用寿命。

2适用范围沥青稳定碎石基层在高速公路路面承重层中得到推广使用。

3工艺原理及设计要求工艺原理沥青碎石基层即沥青稳定碎石类沥青混合料，其设计的基本思路是保证沥青混合料中具有足够的粗集料，使之具有很好的高温力学性能，按其设计的空隙率大小可以分为三种：开式（排水式基层，设计空隙率在15%以上）、半开式（设计空隙率在8%〜15%之间）、密实式（设计空隙率在3%〜8%之间）。

工艺设计要求成型方法室内试验采用美国工程兵旋转压实剪切实验机（GTM）进行目标配合比、生产配合比设计，确定控制指标；采用马歇尔试验进行常规设计，建立比对关系，进行日常检测和控制。

级配设计在组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级配组成，沥青混合料由于集料的级配不同，可以形成不同的组成结构。

沥青碎石基层级配参照规范，选用骨架密实型沥青碎石混合料，常采用ATB-30, ATB-40两种级配形式。

原材料性能原材料质量是影响路面质量、使用寿命的重要因素。

通过测试沥青、石灰岩粗集料、细集料和矿粉等材料的性能和技术指标来检测材料是否满足规范要求，从而完成原材料的选择。

沥青拌制沥青混合料所用的沥青材料其技术要求随气候条件、交通情况、沥青混合料的类型和施工条件等因素而异，其技术指标需满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F402004）的要求。