在1960年代的德國,石粉瀝青(SMA)首次被開發,並於1968年在基爾附近鋪設了第一條SMA路面。這種材料因其抵抗變形的特性以及耐用性,迅速成為交通繁忙的道路理想的表面材料,現已在歐洲、澳大利亞、美國和加拿大等地廣泛應用於住宅街道和高速公路。
石粉瀝青的高粗骨料含量使其能夠形成穩固的石材骨架,並有效抵抗永久性變形。此骨架內的石粉和填料結合而成的瀝青質地,則能夠提供必要的穩定性,並防止在運輸和鋪設過程中瀝青的流失。
典型的石粉瀝青組成包括70-80%的粗骨料、8-12%的填料、6.0-7.0%的粘結劑以及0.3%的纖維。
石粉瀝青的變形抵抗能力來源於其較高的骨料接觸率,與傳統的密級瀝青(DGA)混合物相比,提供了更好的性能。此外,高含量的瀝青能夠提高抗老化性與靈活性,並透過少量的纖維防止在運輸和鋪設過程中瀝青的流失。
石粉瀝青是在與傳統熱混合相同的工廠中進行混合和鋪設的。在批量生產中,纖維添加劑直接添加至攪拌盒,並通過延長攪拌時間來確保它們均勻分佈。
在滾筒式工廠中,必須特別注意額外的填料和纖維添加劑的加入,以免在除塵系統中造成過多的損失。一些填料系統則被設計為將填料直接加入到滾筒中,而非骨料供應中。
相比於DGA,鋪設SMA的主要差異在於壓實程序。由於混合物中的瀝青豐富材料可能浮到表面,因此不應使用多輪胎壓路機。鋪設後的剛鋪路面應待涼至40°C以下才能開放交通。
最適合的壓實方法是使用重型無振動鋼輪壓路機,一般來說,應保持振動最低以避免粗骨料的破裂。
用於SMA的骨料必須具備高品質,要求有良好的形狀、抗壓性和適度的抗壓光性。常用於SMA的粘結劑包括320號瀝青、改性瀝青等,以提高在高交通流量下的性能。
纖維的添加也至關重要,澳大利亞通常使用纖維素纖維,這是根據成本效益及性能進行選擇的。其他纖維如玻璃纖維、岩棉等也被證明是合適的。
SMA不僅能提供理想的表面質感,還具有出色的耐久性和抗變形能力。在人流量較多的地方,SMA能夠有效降低反射裂縫的出現,從而延長路面使用壽命。
SMA的主要缺點包括比較高的材料成本以及增加的混合和鋪設時間,可能導致延遲開放交通。
此外,由於剛鋪的SMA面層初期的摩擦力可能較低,可能需要在開放交通前進行一定的處理以提升滑行安全性。石粉瀝青在後續的翻新中也可能需要進行瑕疵移除。
隨著對於高速公路耐久性日益增加的需求,石粉瀝青的市場前景未來仍然不斷擴展。究竟未來會有什麼新的技術發展,使其在更多領域獲得應用呢?