LSPM瀝青混合料抗車轍性能研究

謝 超

廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司（510507）

0 引言

隨著城市交通的發(fā)展，城市道路出現(xiàn)車流量大、軸載大、重載多、交通渠化等現(xiàn)象，尤其在交叉口路段，車速比較慢、車輛啟停頻繁，路面易產(chǎn)生嚴重的車轍。相關(guān)研究表明:LSPM瀝青混合料的溫度穩(wěn)定性、耐久性好，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，尤其適用于對高溫抗車轍性能要求比較高的瀝青路面。

針對瀝青混合料抗車轍性能，陳淵召[1]針對長縱坡瀝青路面病害系統(tǒng)地進行了常規(guī)、高溫、變載、變坡、浸水單層及結(jié)構(gòu)組合車轍試驗，得到了瀝青混合料及結(jié)構(gòu)組合抗車轍性能隨相關(guān)因素的變化規(guī)律和抗車轍性能排序。李亞明[2]基于加速加載車轍儀與APA試驗及常規(guī)車轍試驗對瀝青混合料車轍性能進行評價，說明加速加載方法評價瀝青混合料車轍性能的可行性。趙海濱[3]通過車轍試驗、浸水車轍試驗及大型環(huán)道試驗對瀝青混合料的類型及相關(guān)因素進行分析，研究瀝青組合料的抗車轍性能。戚林玲等[4]為了改善瀝青路面高溫下的抗車轍性能，對路面采用復(fù)合高模量瀝青混合料，并通過動態(tài)模量試驗研究其高溫穩(wěn)定性。

文章針對城市交叉口路段的交通特點及常見路面病害，將LSPM瀝青混合料作為熱反射涂層用于路面，對熱反射涂層配方進行設(shè)計及相關(guān)性能驗證，并在此基礎(chǔ)上采用單軸壓縮試驗和單軸壓縮蠕變試驗對LSPM瀝青混合料高溫性能進行研究。

1 熱反射涂層配方

LSPM瀝青混合料是一種將瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料填充于間斷級配的礦料骨架中所形成的骨架密實混合料。LSPM的結(jié)構(gòu)組成可以概括為“三多一少”，即瀝青多、粗集料多、礦粉多、細集料少。LSPM瀝青混合料的原材料指標均滿足規(guī)范要求。

1.1 礦料組成及配合比設(shè)計

依據(jù)集料篩分結(jié)果及規(guī)范進行礦料級配設(shè)計，瀝青混合料配合比合成級配結(jié)果見表1，級配位于規(guī)范中值與下限之間，呈S型級配曲線。

1.2 最佳油石比確定

根據(jù)工程經(jīng)驗，采用三種油石比制備馬歇爾試件并進行試驗，結(jié)果見表2；得到最佳油石比為6.24%。在最佳油石比下，馬歇爾穩(wěn)定度最高，說明瀝青與集料有很好的裹覆能力；其在一定程度上可以反映瀝青混合料的高溫性能，但有局限性。其他試驗指標均滿足規(guī)范要求。

表1 LSPM-13礦料級配組成

表2 LSPM-13不同油石比的馬歇爾試驗結(jié)果

1.3 最佳油石比確定

在最佳瀝青油石比條件下，對高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性進行檢驗，試驗結(jié)果見表3。

表3 LSPM-13瀝青混合料性能檢驗

LSPM瀝青混合料的動穩(wěn)定度平均值為7 585次/mm，遠遠超過不小于2 800次/mm的規(guī)定值，該級配下的瀝青混合料在高溫狀態(tài)下穩(wěn)定性很好；然而由于改性瀝青的黏度較好，礦粉用量較大，殘留穩(wěn)定度也遠大于規(guī)范值；殘留強度比和破壞應(yīng)變同樣比規(guī)范下限值大，符合水穩(wěn)性和低溫性能要求；瀝青和其他成分的混合物有很好的路用性能，此瀝青混合料混合物比例設(shè)計合理。

2 瀝青混合料抗車轍性能研究

2.1 單軸壓縮試驗

單軸壓縮試驗是測定瀝青混合料強度特性的典型方法之一，操作簡單、經(jīng)濟性好。試驗儀器為瀝青混合料性能試驗系統(tǒng) LMT（0～100 KN）；試件由輪碾成型機碾壓成型。將300 mm×300 mm×50 mm板切制成40 mm×40 mm×80 mm試件，應(yīng)力水平為0.1 MPa，加載速率為0.8 mm/s，試驗溫度分別為20℃、30℃、40℃。試驗結(jié)果見表4。

表4 單軸壓縮試驗結(jié)果

從上述試驗結(jié)果可知，在相同荷載和加載速率下，單軸壓縮強度和勁度模量均隨著溫度的升高而不斷降低，且下降的幅度隨著溫度的升高不斷降低；LSPM瀝青混合料的壓縮應(yīng)變隨著溫度的升高而逐漸增大，且應(yīng)變變化速度隨著溫度的升高而加快。

2.2 單軸壓縮蠕變試驗

單軸壓縮蠕變試驗可較好地模擬受壓區(qū)的實際變形情況，主要用來檢驗瀝青混合料的抗永久變形性能；其試驗儀器、成型試驗尺寸、試驗溫度與單軸壓縮試驗一致，應(yīng)力水平為0.1 MPa。LSPM-13瀝青混合料單軸壓縮蠕變試驗結(jié)果見表5。

表5 單軸壓縮蠕變試驗結(jié)果

由表5可知，在相同荷載作用下，隨著溫度的升高，壓縮蠕變勁度模量逐漸減??；壓縮蠕變?nèi)崃亢蛪嚎s蠕變速率隨著溫度的升高而增大。

3 結(jié)論

文章針對城市交叉口路段的交通特點及常見車轍病害，對上面層LSPM-13瀝青混合料進行混合物比例設(shè)計及性質(zhì)和功能的驗證，并采用單軸壓縮試驗和單軸壓縮蠕變試驗對LSPM瀝青混合料高溫性能進行研究，結(jié)果表明:上面層采用LSPM-13可以改善路面抗車轍性能。