關于國外SMA的設計方法
SMA路面因具有優良的抗車轍能力和耐久性,已在歐洲成功地使用了 20多年。SMA混 合料的抗車轍能力主要是混合料中粗集料間相互嵌擠的作用,混合料壓實要求粗集料間保持 適當的空隙率VCA,集料間隙(VMA)不應被瀝青結合料過度填充,否則VCA太小,將使粗集料 “懸浮”在膠泥中,導致混合料抗剪強度下降,混合料泛油、失穩,形成車轍。而SMA耐久性則 來源于較高的瀝青結合料含量和較厚的瀝青膜,以及由瀝青結合料、細集料、填料和穩定劑組 成的瀝青膠泥的特性。SMA混合料設計者應在以上二者之間取得平衡。
SMA路面因具有優良的抗車轍能力和耐久性,已在歐洲成功地使用了 20多年。SMA混 合料的抗車轍能力主要是混合料中粗集料間相互嵌擠的作用,混合料壓實要求粗集料間保持 適當的空隙率VCA,集料間隙(VMA)不應被瀝青結合料過度填充,否則VCA太小,將使粗集料 “懸浮”在膠泥中,導致混合料抗剪強度下降,混合料泛油、失穩,形成車轍。而SMA耐久性則 來源于較高的瀝青結合料含量和較厚的瀝青膜,以及由瀝青結合料、細集料、填料和穩定劑組 成的瀝青膠泥的特性。SMA混合料設計者應在以上二者之間取得平衡。
(一) 徳國的SMA設計方法
SMA瀝青混合料的配合比設計,國際上尚無公認的成熟的方法。由于SMA起源于德國, 所以德國的SMA設計方法,對其他國家的方法有較大影響,但是德國是以澆筑式瀝青混凝土 為傳統瀝青路面結構形式的國家,加上德國的氣候特點,德國的SMA規定了較高的最小瀝青 用量。德國的SMA沒有專門的設計方法,而是繼續沿用馬歇爾試驗設計SMA配比,僅僅對 SMA的馬歇爾試件的空隙率有較嚴格要求,對馬歇爾穩定度、流值、密度、VCA和VMA等并沒 有規定,主要是建立在實踐經驗基礎上的混合料體積設計方法。鑒于此,歐洲的一些國家在使 用SMA過程中,都針對本國的具體情況,對SMA的標準進行了調整。
(二) 美國SMA的設計方法
SMA的經驗來自歐洲中部和北部的較冷地區,而美國大部分地區則比較暖和,正是這種 氣候差異,美國在SMA混合料設計上借鑒歐洲的經驗,經過不斷實踐與總結,形成一套有別于 歐洲、符合美國國情的SMA技術。集中反映在TWG(美國的瀝青技術工作組)于1994年提出 的SMA材料和施工指南中。例如:美國釆用了更粗的集料級配,它大致位于德國SMA級配區 的下限;規定6.0%的最小瀝青含量,也比德國的6.0% ~ 7.0%和瑞典的6.6%要低;通過控制 VMA來達到瀝青含量高的目的,規定VMAN17%,而歐洲未采用VMA作為設計指標;美國還 '根據氣候區的變化,選擇相應的結合料等級。
1994年在IWG提出的技術指南的基礎上,美國隨后又進行了大量深入研究工作。在 SMA混合料設計方面,發現用馬歇爾法確定最佳瀝青含量時,有時岀現反常的情況,最后不得 不用經驗確定,并對馬歇爾法提出質疑,從而進行了應用Supe!pave旋轉壓實法設計SMA混合 料的探索。用Supeipave旋轉壓實法與馬歇爾壓實法作了對比試驗,將一些Superpave試驗引 入SMA混合料的性能研究,并取得較大突破。事實表明,在比較短的時間內,從歐洲引進的 SMA技術已在美國取得重大發展,并已提高到一個新的水平。
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