在1960年代的德国,石粉沥青(SMA)首次被开发,并于1968年在基尔附近铺设了第一条SMA路面。这种材料因其抵抗变形的特性以及耐用性,迅速成为交通繁忙的道路理想的表面材料,现已在欧洲、澳大利亚、美国和加拿大等地广泛应用于住宅街道和高速公路。
石粉沥青的高粗骨料含量使其能够形成稳固的石材骨架,并有效抵抗永久性变形。此骨架内的石粉和填料结合而成的沥青质地,则能够提供必要的稳定性,并防止在运输和铺设过程中沥青的流失。
典型的石粉沥青组成包括70-80%的粗骨料、8-12%的填料、6.0-7.0%的粘结剂以及0.3%的纤维。
石粉沥青的变形抵抗能力来源于其较高的骨料接触率,与传统的密级沥青(DGA)混合物相比,提供了更好的性能。此外,高含量的沥青能够提高抗老化性与灵活性,并透过少量的纤维防止在运输和铺设过程中沥青的流失。
石粉沥青是在与传统热混合相同的工厂中进行混合和铺设的。在批量生产中,纤维添加剂直接添加至搅拌盒,并通过延长搅拌时间来确保它们均匀分布。
在滚筒式工厂中,必须特别注意额外的填料和纤维添加剂的加入,以免在除尘系统中造成过多的损失。一些填料系统则被设计为将填料直接加入到滚筒中,而非骨料供应中。
相比于DGA,铺设SMA的主要差异在于压实程序。由于混合物中的沥青丰富材料可能浮到表面,因此不应使用多轮胎压路机。铺设后的刚铺路面应待凉至40°C以下才能开放交通。
最适合的压实方法是使用重型无振动钢轮压路机,一般来说,应保持振动最低以避免粗骨料的破裂。
用于SMA的骨料必须具备高品质,要求有良好的形状、抗压性和适度的抗压光性。常用于SMA的粘结剂包括320号沥青、改性沥青等,以提高在高交通流量下的性能。
纤维的添加也至关重要,澳大利亚通常使用纤维素纤维,这是根据成本效益及性能进行选择的。其他纤维如玻璃纤维、岩棉等也被证明是合适的。
SMA不仅能提供理想的表面质感,还具有出色的耐久性和抗变形能力。在人流量较多的地方,SMA能够有效降低反射裂缝的出现,从而延长路面使用寿命。
SMA的主要缺点包括比较高的材料成本以及增加的混合和铺设时间,可能导致延迟开放交通。
此外,由于刚铺的SMA面层初期的摩擦力可能较低,可能需要在开放交通前进行一定的处理以提升滑行安全性。石粉沥青在后续的翻新中也可能需要进行瑕疵移除。
随着对于高速公路耐久性日益增加的需求,石粉沥青的市场前景未来仍然不断扩展。究竟未来会有什么新的技术发展,使其在更多领域获得应用呢?