瀝青穩(wěn)定度簡(jiǎn)介

瀝青穩(wěn)定度簡(jiǎn)單來說是指瀝青混合料在高溫條件下承受破壞荷載能力。影響瀝青混合料高溫性能的因素很多，可歸納為內(nèi)在因素和外部條件內(nèi)在因素主要反映在材料本身的質(zhì)量上，而外部條件則主要包括氣候條件和交通條件。 當(dāng)外部條件與材料的內(nèi)在因素結(jié)合在一起時(shí)就會(huì)對(duì)瀝青路面產(chǎn)生綜合影響。

瀝青：一類有機(jī)膠凝材料，由復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔?，及其非金屬衍生物的混合物組成，呈溶液溶膠、溶疑膠或凝膠物;分為地瀝青和焦油瀝青。色黑而具光澤，常溫下呈液態(tài)，半固態(tài)或固態(tài)。溶于二硫化碳、四氯化碳、苯和其他有機(jī)溶劑，加熱后能熔化而放出特殊氣味，有粘性、塑性、延展性、不透水性、耐化學(xué)侵蝕性和大氣穩(wěn)定性等，是制作瀝青混凝土乳化瀝青、防水卷材、防水涂料、油膏等的原料，常用于鋪筑路面、工業(yè)建筑和民用建筑、水利工程以及油漆工業(yè)、塑料工業(yè)、電器絕緣、金屬和木材的防銹防腐等。

瀝青的有關(guān)特性如下：

(瀝青)針入度：瀝青試樣在規(guī)定的溫度、時(shí)間和荷載條件下，標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入試樣中的深度，以1/10mm計(jì)。

(瀝青)黏(滯)度：瀝青試樣在規(guī)定的溫度下，通過規(guī)定尺寸的流孔流出規(guī)定體積所需的時(shí)間，以秒計(jì)。

(瀝青)軟化點(diǎn)：瀝表試樣在規(guī)定條件下測(cè)定其達(dá)到某種稠度時(shí)的溫度。

(瀝青)延度：瀝青試樣在規(guī)定的溫度和拉伸速度條件下被拉斷時(shí)的長(zhǎng)度以cm計(jì)。

閃點(diǎn)：瀝青或油類按規(guī)定試驗(yàn)方法加熱，液面產(chǎn)生的易燃?xì)怏w遇火初次出現(xiàn)一瞬即滅的閃火時(shí)的溫度。

(瀝青)溶解度：瀝青在規(guī)定的有機(jī)溶劑中可溶解部分的重量占原重量的百分比。

(瀝青)熱穩(wěn)性：瀝青混合料成型后在高溫條件下能保持穩(wěn)定的能力。

瀝青穩(wěn)定碎石：瀝青混合料的一種，用瀝青和碎石拌制而成，碎石顆?？沙叽缇?，亦可適當(dāng)級(jí)配。在碎石中還可加入少量礦粉，經(jīng)壓實(shí)后具有一定強(qiáng)度，其穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，故稱為瀝青穩(wěn)定碎石，但孔隙率較大。

嵌縫：一種處理裂縫的措施，常用漿砌片或混凝土作為嵌補(bǔ)材料，施工前應(yīng)注意將表面風(fēng)化層和碎屑清除干凈并整理基礎(chǔ)，開鑿至足夠?qū)挾惹易鞒删哂蟹雌碌男问脚_(tái)階，然后進(jìn)行嵌補(bǔ)，其特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便易行，效果良好。

噴油：防護(hù)路基坡面的一種措施，將油質(zhì)材料通過人工或機(jī)械方法噴射到邊坡坡面上以形成保護(hù)層，厚度一般不小于2cm。優(yōu)點(diǎn)是固結(jié)強(qiáng)度大、效果好、施工簡(jiǎn)便、速度快。缺點(diǎn)是噴油量大、成本較高。適用于易風(fēng)化但尚未嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡，坡度和高度不限。

撒料：一種撒布于油氈氈面防止氈面粘結(jié)的一種處理方法。分粉狀撒布料、細(xì)碎片狀撒布料和粒狀撒布料三種，細(xì)碎片狀撒布料和粒狀撒布料除能防止氈面粘結(jié)外，還能使防水層的表面起隔熱、遮光、提高油氈抗老化等性能。

噴灑機(jī)噴油、人工攤鋪撒料：指在處理瀝青穩(wěn)定碎石基層時(shí)，利用噴灑機(jī)將瀝青油噴灑在路基坡面上以形成保護(hù)層防止風(fēng)化，利用人工攤鋪瀝青穩(wěn)定碎石，使之能牢固的粘結(jié)在瀝青油上，增加路基的抗壓強(qiáng)度，提高地基土的強(qiáng)度，從而保證基層的穩(wěn)定性。是一種很有效的鋪墊地基的方法，適應(yīng)于高級(jí)、次高級(jí)道路工程。

瀝青混合料類型的影響

集料粒徑對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有相當(dāng)?shù)挠绊?，?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳瀝青用量時(shí)， 在不同粒徑的混合料中，中粒式瀝青混凝土的高溫抗車轍能力最好， 其次是細(xì)粒式， 粗粒式的反而最差。這是由于路面成型時(shí)，集料在混合料中的存在狀態(tài)完全是隨機(jī)的，但是隨著交通荷載的不斷碾壓，顆粒排列進(jìn)行重分布， 并趨于穩(wěn)定狀態(tài)，在這個(gè)過程中，混合料必然發(fā)生變形，這可能是集料較粗的混合料變形較大的緣故。有人認(rèn)為間斷級(jí)配的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性優(yōu)于密級(jí)配瀝青混合料， 其實(shí)也不一定，據(jù) SHRP 的研究，在通常情況下，合理的密級(jí)配混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于間斷級(jí)配的混合料，只有SMA 是例外。

原材料性質(zhì)

瀝青的粘度和瀝青與礦料之間的粘附性是影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的兩個(gè)主要因素，瀝青粘度越大，瀝青與礦料之間的粘附性越好，那么混合料的高溫穩(wěn)定性越好，因此，選用粘度大的瀝青和非酸性礦料可以提高混合料的高溫穩(wěn)定性和強(qiáng)度。較高的高溫穩(wěn)定性和較高的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生較高的抗車轍能力；瀝青改性是一種提高瀝青高溫穩(wěn)定性的有效手段， 實(shí)驗(yàn)證明， 改性瀝青混合料同標(biāo)準(zhǔn)瀝青混合料相比車轍深度有明顯減少。礦物集料的表面紋理、形狀和級(jí)配可以影響混合料的孔隙結(jié)構(gòu)，即：孔隙的大小、形狀與連貫狀況以及瀝青的用量和瀝青同集料的相互作用情況，因而可以對(duì)車轍的大小表現(xiàn)出不同的影響。采用潔凈堅(jiān)硬的碎石，硬度大、棱角尖銳的砂以及高質(zhì)量的礦粉對(duì)于抵抗永久性變形十分有利 。

瀝青用量

瀝青用量的多少直接影響著混合料中礦粉的骨架與嵌擠作用，對(duì)瀝青混合料的抗車轍能力起著至關(guān)重要的作用。瀝青用量過大，游離瀝青較多，便削弱了礦粉之間對(duì)高溫穩(wěn)定性起決定性作用的嵌擠力，從而使混合料易于產(chǎn)生流動(dòng)變形而形成車轍；瀝青用量過低，混合料堅(jiān)硬松散難以壓實(shí)，也影響瀝青混合料的抗車轍能力。

礦料級(jí)配

為探討集料級(jí)配對(duì)車轍大小的影響，有關(guān)研究人員將集料分為過細(xì)級(jí)配組、細(xì)級(jí)和粗級(jí)配組三種。細(xì)級(jí)配組由 25 %天然砂和原生集料組成；過細(xì)級(jí)配組是將 2 %的礦料加到細(xì)級(jí)配組中；粗級(jí)配組是由原生集料組成， 同時(shí)進(jìn)行環(huán)道試驗(yàn)。結(jié)果表明：熱拌瀝青混合料在最佳瀝青含量、8 %空隙率時(shí)粗級(jí)配有較大的車轍深度，過細(xì)組配次之，細(xì)級(jí)配組車轍深度最小。單純?cè)龃蟮V料粒徑并不能提高路面抗車轍能力，而良好的級(jí)配卻因增加了礦料之間的嵌擠力，而提高了混合料的高溫抗車轍能力 。在 Superpave 設(shè)計(jì)方法中通過限制區(qū)來劃分適應(yīng)重交通的礦料級(jí)配和適應(yīng)中、輕交通的礦料級(jí)配，具有明顯意義。

空隙率

在進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)空隙率的選擇一般都是根據(jù)當(dāng)?shù)夭馁|(zhì)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。 當(dāng)選擇混合料空隙率過高時(shí)，提高其密實(shí)度可增加骨料間的接觸壓力，從而提高路面抗車轍能力，相應(yīng)地瀝青和礦粉用量也要增加，從而又削弱其抗車轍能力。當(dāng)空隙率小于某一臨界值后，繼續(xù)減小空隙率，會(huì)使得混合料內(nèi)部沒有足夠的孔隙來吸收材料的流動(dòng)部分，必然造成混合料外部的整體變形，從而形成車轍。大量實(shí)驗(yàn)表明： 各種級(jí)配的混合料在最佳瀝青含量時(shí)， 隨空隙率的增大車轍均有所增加。 同時(shí)證明 ：瀝青混合料的空隙率不得小于 3 %的控制值，相對(duì)而言4%是較適宜的空隙率推薦值。

荷載作用大小

試驗(yàn)結(jié)果證明：車輛超載加快路面的損壞。資料表明，在不同的軸載作用下， 重軸載作用產(chǎn)生的車轍較輕軸載大得多 軸載超過1 倍， 其車轍要達(dá)到10 倍～ 15 倍。

荷載作用時(shí)間

在長(zhǎng)大縱坡上坡路段，由于車輛行駛速度慢，荷載作用時(shí)間長(zhǎng)，其車轍出現(xiàn)的時(shí)間比其他路段短，情況比其他路段嚴(yán)重。有資料表明: 道路交叉口停車點(diǎn)的車轍通常為正常行駛路段的 2 倍～ 5倍。

環(huán)境氣候

當(dāng)氣溫較高時(shí)，瀝青混合料表現(xiàn)強(qiáng)度降低容易產(chǎn)生車轍。各種試驗(yàn)均表明：路表溫度升高車轍增加快，對(duì)半剛性路面的車轍，加載試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。 這是因?yàn)闉r青粘度的大小反映了瀝青抵抗蠕變的能力，當(dāng)溫度升高時(shí)瀝青粘度變小，其抵抗蠕變的能力下降，在受到外力時(shí)很容易產(chǎn)生永久剪切變形導(dǎo)致瀝青材料橫向流動(dòng)而產(chǎn)生車轍。通過室內(nèi)試驗(yàn)，定量說明了瀝青混合料的不同溫度條件下的車轍變形特性，溫度升高，瀝青混合料的變形速率加快，車轍增大。當(dāng)路面積水或路面結(jié)構(gòu)含水量增加時(shí)，瀝青和礦料之間的粘結(jié)力在潮濕條件下會(huì)被削弱或損壞，在行車荷載和水分的聯(lián)合作用下，這種損壞會(huì)明顯加劇，從而導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生較大的車轍。

中文名稱

穩(wěn)定度指數(shù)

英文名稱

index of stability

定　　義

表征大氣層結(jié)穩(wěn)定度的定量指標(biāo)。

應(yīng)用學(xué)科

大氣科學(xué)（一級(jí)學(xué)科），動(dòng)力氣象學(xué)（二級(jí)學(xué)科）

中文名稱

穩(wěn)定度參數(shù)

英文名稱

stability parameter

定　　義

大氣靜力穩(wěn)定度的度量，常為位溫隨高度或氣壓變化的函數(shù)。

應(yīng)用學(xué)科

大氣科學(xué)（一級(jí)學(xué)科），動(dòng)力氣象學(xué)（二級(jí)學(xué)科）