抗車轍瀝青路面性能研究

雷晨

摘要：文章在已有研究基礎(chǔ)上，對(duì)瀝青混合料摻入?；酆衔飼r(shí)的路用性能進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論：對(duì)于瀝青混合料的高溫抗車轍性能而言，摻入?；酆衔锬軌蚴蛊涞玫矫黠@的改善;對(duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性以及低溫彎曲性而言，在摻入?；酆衔镏螅涓纳菩Ч⒉幻黠@;在瀝青混合料中添加粒化聚合物之后，能夠使其抗疲勞性能有所改善，并且比改性瀝青具有更大的改善幅度。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;?；酆衔?瀝青混合料;路用性能

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量不斷上升，重載以及超載現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。此外，隨著氣候不斷升高，公路使用條件不斷惡化，因此，急需改善瀝青路面的抗車轍能力，從而增強(qiáng)瀝青路面的使用性能。

1 ?；酆衔?/p>

?；酆衔镄螤顬楹谏腆w顆粒，可保存在常溫下，是瀝青混合料中抗車轍的專用添加劑。在瀝青混合料制備時(shí)可通過在干拌集料時(shí)添加該種?；酆衔镆詫?duì)其路用性能進(jìn)行改善。

查閱資料發(fā)現(xiàn)，對(duì)于粒化聚合物的研究表明，其使用時(shí)并未要求瀝青種類，其對(duì)瀝青混合料具有相似的改善效果[1]，因此，文中對(duì)于?；酆衔餅r青混合料將選取較為常用的瀝青進(jìn)行試驗(yàn)。

為對(duì)瀝青混合料中摻入?；酆衔飼r(shí)所發(fā)生的改性機(jī)理進(jìn)行研究，本文將從13種聚合物中選取1 #類型?；酆衔镞M(jìn)行相關(guān)研究，并對(duì)比未摻入?；酆衔锏臑r青。文中選取的瀝青混合料為國(guó)內(nèi)較為常見的AC-16瀝青混合料，對(duì)于其配合比的設(shè)計(jì)如表1所示。當(dāng)在瀝青混合料中添加?；酆衔锖螅溆褪壬仙搅?.65%。

2 瀝青路面性能研究

2.1 高溫試驗(yàn)

為對(duì)普通瀝青混合料中加入粒化聚合物時(shí)的高溫穩(wěn)定性能進(jìn)行研究，本文以規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)，合成礦料級(jí)配組合見表1，所得結(jié)果如圖1所示。

從圖1試驗(yàn)結(jié)果可知，相比于未摻入?；酆衔锏臑r青混合料的高溫性能，摻入粒化聚合物之后有較大程度的改善。對(duì)于1 #?；酆衔锒裕?dāng)摻入瀝青混合料之后動(dòng)穩(wěn)定度約提高8倍，還減小了瀝青混合料的變形，并且相比于瀝青混合料中添加改性瀝青的樣本，其動(dòng)穩(wěn)定度也有較大提高[2-3]。瀝青混合料在加入?；酆衔锊⑦M(jìn)行碾壓之后的變形與使用改性瀝青的混合料的碾壓變形相近，但對(duì)于基質(zhì)瀝青混合料的碾壓變形而言則相對(duì)較小。由此可知，對(duì)于瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能而言，添加?；酆衔锏母纳谱饔幂^為明顯。

分析?；酆衔锏母纳圃砜芍；酆衔锏娜埸c(diǎn)相比于攪拌以及碾壓瀝青混合料時(shí)的溫度要小，因此在施工時(shí)?；酆衔锼帬顟B(tài)為粘流態(tài)，具有較為良好的可塑性。粒化聚合物在外力作用下根據(jù)瀝青混合料中的孔隙變化成各種狀態(tài)，從而對(duì)瀝青顆粒起到良好的包裹作用。當(dāng)周圍溫度降低時(shí)，?；酆衔锞驮陬w粒周圍形成高強(qiáng)度的粘結(jié)，增大了顆粒間的滑動(dòng)阻力，使其高溫抗變形能力有所提高。此外，因?；酆衔镌谳^高溫度時(shí)仍然會(huì)處于彈性狀態(tài)，所以在外力的作用下，將會(huì)提高其高溫穩(wěn)定性，以增強(qiáng)抗車轍能力。

2.2 水穩(wěn)定性試驗(yàn)

瀝青混合料主要是由一定比例下的瀝青以及碎石等混合而成的，瀝青混合料的水穩(wěn)定性即其內(nèi)部的粘附層中瀝青被水置換之后導(dǎo)致的瀝青剝落程度，水穩(wěn)定性隨著剝落程度的增加而有所降低。對(duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性增強(qiáng)措施可采取以下兩種方法：（1）減少瀝青混合料內(nèi)部被水滲透的程度，避免水分進(jìn)入到瀝青和集料所形成的界面;（2）增強(qiáng)瀝青粘附集料的能力，使集料的粘聚力有所提高。為研究?；酆衔飳?duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果，本文將按照相關(guān)規(guī)范對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究，所得結(jié)果如圖2所示。

從圖2試驗(yàn)結(jié)果可知，相比于未摻入?；酆衔锏臑r青混合料而言，摻入?；酆衔镏鬄r青混合料的殘留穩(wěn)定度以及凍融劈裂強(qiáng)度均有所提高，并且接近于改性瀝青的水穩(wěn)定性?？梢姡瑢?duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性而言，摻入?；酆衔锬軐?duì)其起到一定的改善作用。分析?；酆衔锏淖冃慰芍；酆衔飳?duì)瀝青混合料的改善作用主要有以下幾個(gè)方面：

（1）膠結(jié)力：比起瀝青材料的內(nèi)聚力而言，?；酆衔锏妮^大，因此相對(duì)于一般的瀝青混合料，摻入了?；酆衔锏臑r青混合料內(nèi)部油石界面具有更高的強(qiáng)度，因此比一般瀝青混合料具有更高的抗水壓力破壞能力。

（2）嵌擠填充作用：瀝青混合料中較大的孔隙會(huì)被粒化聚合物所填充，使其孔隙結(jié)構(gòu)得到改善，降低了聯(lián)通孔洞的數(shù)量，避免了瀝青出現(xiàn)遷移現(xiàn)象，從而使其抗水損害能力有所提高。

（3）纖維網(wǎng)的約束力：?；酆衔锼纬傻木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠限制礦物顆粒的移動(dòng)，使瀝青混合料的粘聚力有所提高，以使其抗動(dòng)水沖擊能力有所增強(qiáng)，從而提高其抗車轍能力。

2.3 低溫彎曲試驗(yàn)

一般認(rèn)為，相對(duì)于瀝青混合料的破壞應(yīng)力而言，其破壞應(yīng)變較為敏感變溫速度，因此對(duì)于瀝青混合料的低溫抗裂性能一般選用最大彎拉應(yīng)變進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]。瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

從圖3試驗(yàn)結(jié)果可知，瀝青混合料中摻入了?；酆衔飼r(shí)相對(duì)于改性瀝青而言其最大彎拉應(yīng)變較小，僅有2 800的最大彎拉應(yīng)變，但改性瀝青混合料具有2 956的最大彎拉應(yīng)變，基質(zhì)瀝青混合料具有2 136的最大彎拉應(yīng)變。因此對(duì)于瀝青混合料的低溫抗裂性能而言，摻入?；酆衔锬苁蛊溆兴岣?。據(jù)試驗(yàn)分析可知，瀝青混合料中裂紋膠結(jié)結(jié)合剪切屈服的作用是使其抗裂性能有所上升的關(guān)鍵所在。剪切屈服級(jí)荷載作用下粒化聚合物出現(xiàn)流動(dòng)而導(dǎo)致應(yīng)變能被消耗，使裂縫發(fā)展速度有所減慢，當(dāng)?；酆衔锊荒軌虮涣芽p穿越時(shí)，裂縫發(fā)展將會(huì)沿著其他方向進(jìn)行，從而加長(zhǎng)裂縫長(zhǎng)度，以使其所需消耗的能量有所提高，進(jìn)而使瀝青混合料的低溫抗裂性能有所提高。

2.4 疲勞試驗(yàn)

在長(zhǎng)期車輛荷載的作用下，瀝青路面將會(huì)處于交叉變化的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，從而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所降低，進(jìn)而不斷積累變形[5]。當(dāng)荷載作用次數(shù)大于某一范圍時(shí)，路面結(jié)構(gòu)將會(huì)在荷載作用下產(chǎn)生超過結(jié)構(gòu)抗力的應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，最終出現(xiàn)疲勞開裂。對(duì)于路面結(jié)構(gòu)而言，在荷載的長(zhǎng)期作用下，其路面層將會(huì)因直接接觸車輪而受到壓力作用，在車輪以外的區(qū)域則受到拉力，兩部分區(qū)域受到不同的力作用，從而在兩部分受力的交界處出現(xiàn)破壞，即在此出現(xiàn)疲勞開裂現(xiàn)象。

為對(duì)瀝青混合料中添加?；酆衔飼r(shí)其疲勞性能的變化情況進(jìn)行研究，本文選取了普通瀝青混合料KLMY90 #在油石比最佳的時(shí)候進(jìn)行摻入1 #?；酆衔锏钠趶澢囼?yàn)，所得結(jié)果如表2和圖4所示。

（1）彎拉強(qiáng)度對(duì)比

從表2可知，當(dāng)瀝青混合料中摻入粒化聚合物時(shí)，相比于未摻入粒化聚合物的情況，其彎曲強(qiáng)度有顯著的提高。該種現(xiàn)象表明在瀝青混合料中摻入粒化聚合物能夠改善其疲勞性能。

（2）疲勞特性對(duì)比

從圖4可知，瀝青混合料中摻入?；酆衔飼r(shí)的曲線截距比起未摻入?；蹠?huì)物的曲線截距要大，并且其斜率也較大。這表明對(duì)于瀝青混合料而言，摻入?；酆衔锬苁蛊淇蛊谛阅苡兴岣?。在同種瀝青混合料中，瀝青的用量以及性質(zhì)是影響其疲勞性能的眾多因素之一。以?；酆衔锏奶砑觼?lái)說，當(dāng)其添加量上升時(shí)將會(huì)增加瀝青的用量，而瀝青用量的增加必然會(huì)使瀝青的飽和度有所上升，該種現(xiàn)象將會(huì)使瀝青混合料的疲勞壽命有所提高。而且對(duì)于瀝青混合料而言，粒化聚合物在變形之后將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生“加筋作用”，在這兩種作用下，將會(huì)改善粒化聚合物的疲勞性能[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文在已有研究基礎(chǔ)上，對(duì)瀝青混合料摻入?；酆衔飼r(shí)的路用性能進(jìn)行研究，主要得出以下結(jié)論：對(duì)于瀝青混合料的高溫抗車轍性能而言，摻入?；酆衔锬軌蚴蛊涞玫矫黠@的改善;對(duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性以及低溫彎曲性而言，在摻入?；酆衔镏螅涓纳菩Ч⒉幻黠@;在瀝青混合料中添加?；酆衔镏螅軌蚴蛊淇蛊谛阅苡兴纳?，并且比起改性瀝青具有更大的改善幅度。[KG-1mm][XCW.TIF，JZ]

參考文獻(xiàn)：

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