改善片麻巖瀝青混合料水穩(wěn)性能的試驗(yàn)

收稿日期：!""#$%%$%& 作者簡(jiǎn)介：劉樹堂（%’(&$），男，山東臨朐人，副教授，工學(xué)博士)*+,-./：012334/!456)356)78 布敦巖瀝青改性瀝青混合料試驗(yàn)研究 劉樹堂%，!，楊永順9，房建果%，9，郭忠印% （%)同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海!"""’!；!)山東大學(xué)土建與水利學(xué)院，山東濟(jì)南!#""(%； 9)山東省交通廳公路局，山東濟(jì)南!#"""!） 摘要：通過電子探針檢測(cè)，測(cè)得了布敦巖瀝青的礦物組成元素主要為碳、氧、硫、硅、鎂、鋁、鈣、鉀及鐵等；微觀形態(tài) 結(jié)構(gòu)表明布敦巖瀝青中有的巖礦是多孔材料，瀝青和巖礦相互包容)瀝青組分試驗(yàn)表明，跟普通石油瀝青相比，該 種巖瀝青的瀝青質(zhì)含量很高而膠質(zhì)含量較低)不同溫度的針入度結(jié)果則揭示了布敦巖中的瀝青能明顯改善

花崗巖瀝青混合料的抗水損壞能力一直是高等級(jí)公路瀝青路面解決的首要問題。實(shí)際工程中一般是在瀝青中摻抗剝落劑或在瀝青混合料中摻石灰。此類方案對(duì)瀝青混合料其他性能的影響如何,通過系統(tǒng)地研究瀝青混合料的水穩(wěn)性變化規(guī)律、高溫抗車轍能力、低溫抗裂能力,為酸性石料的瀝青混合料設(shè)計(jì)施工提供參考。

為研究透水性瀝青混合料的水穩(wěn)定性能,采用短期老化試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)透水性瀝青混合料水穩(wěn)定性能進(jìn)行了研究。通過對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果分析得出tps改性劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性能起到很好的改善作用。透水性瀝青混合料劈裂強(qiáng)度隨tps改性劑的摻量增加而增加,混合料的短期老化過程可以增強(qiáng)試件的抗變形能力。最后得出了透水性瀝青混合料中tps的合適摻量及凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比。

為了揭示巖瀝青改性瀝青混合料的疲勞耐久性,利用mts-810材料試驗(yàn)系統(tǒng),分別對(duì)普通重交瀝青混合料、sbs改性瀝青混合料和巖瀝青改性瀝青混合料等3種混合料進(jìn)行了不同應(yīng)力比下的疲勞試驗(yàn),建立了3種瀝青混合料的s-n疲勞方程,并對(duì)3種瀝青混合料的疲勞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較.在相同的應(yīng)力比試驗(yàn)條件下,巖瀝青改性瀝青混合料的疲勞壽命最大,普通重交瀝青混合料的疲勞壽命最小.巖瀝青改性瀝青混合料s-n疲勞方程參數(shù)k最大,n最小.研究結(jié)果表明:兩個(gè)疲勞方程參數(shù)k和n均證實(shí)了巖瀝青改性瀝青混合料具有較好的抵抗疲勞荷載的能力.在荷載水平增加相同幅度的情況下,巖瀝青改性瀝青混合料的疲勞壽命衰減量最小.在相同的級(jí)配、油石比和荷載條件下,其疲勞耐久性最好.

瀝青混合料水穩(wěn)性試驗(yàn)方法——通過對(duì)不同空隙率條件下的瀝青混合料進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)，比較了各水穩(wěn)性試驗(yàn)方法在評(píng)價(jià)瀝青混合料水穩(wěn)性時(shí)的優(yōu)劣，并對(duì)原因進(jìn)行了分析。最后對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)性試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了探討。

環(huán)氧瀝青是將環(huán)氧樹脂加入瀝青中,經(jīng)與固化劑發(fā)生固化反應(yīng),形成不可逆的固化物。環(huán)氧瀝青混凝土作為高性能材料,在國(guó)外工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。我國(guó)從南京長(zhǎng)江第二大橋開始,引入了環(huán)氧瀝青這種鋼橋面鋪裝材料,將環(huán)氧瀝青應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝中,如武漢的陽邏長(zhǎng)江大橋、白沙洲長(zhǎng)江大橋改造工程和湖北鄂東長(zhǎng)江大橋。本文采用美國(guó)進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青進(jìn)行了環(huán)氧瀝青混合料性能試驗(yàn)研究。

為了研究多空隙瀝青混合料的水穩(wěn)定性能及其影響因素,采用2種瀝青,通過標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn),分別分析ogfc—13及ogfc—16的水穩(wěn)定性能。結(jié)果表明:良好的瀝青品種能夠明顯提高ogfc瀝青混合料的水穩(wěn)定性能;隨著瀝青混合料空隙率的增大,ogfc的水穩(wěn)定性降低,控制良好的空隙率能夠保證ogfc瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

sma瀝青混合料路用性能試驗(yàn)研究——介紹了sma的材料組成和性能機(jī)理。結(jié)合某高速公路工程實(shí)際并從sma混合料配合比設(shè)計(jì)等角度系統(tǒng)研究分析了這種路面新型結(jié)構(gòu)的路用性能。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明了sma瀝青混合料的優(yōu)越性能。

對(duì)廢玻璃替代部分集料后的瀝青混合料性質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了廢玻璃瀝青混合料和普通混合料的空隙特征,比較了廢玻璃混合料同普通瀝青混合料的穩(wěn)定度、流值和劈裂強(qiáng)度比等力學(xué)特性,表明廢玻璃瀝青混合料的穩(wěn)定度、流值指標(biāo)較普通混合料有所降低,凍融劈裂強(qiáng)度比要高于普通混合料,廢玻璃瀝青混合料有良好的反光特性。

巖瀝青改性劑與基質(zhì)瀝青具有優(yōu)良的配伍性,但不同摻量的巖瀝青對(duì)瀝青混合料的力學(xué)性能影響很大。本研究以ac-13瀝青混合料級(jí)配為基準(zhǔn),通過室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn),對(duì)基質(zhì)瀝青混合料和不同摻量下的巖瀝青改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞耐久性等力學(xué)性能進(jìn)行研究,以期為巖瀝青改性瀝青混合料的摻量標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

為了降低能耗和減輕對(duì)環(huán)境的污染,溫拌技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。該文針對(duì)采用溫拌技術(shù)容易出現(xiàn)的瀝青混合料水損壞問題,通過試驗(yàn)分析了不同溫度下,采用改性瀝青與普通瀝青的溫拌瀝青混合料的水損壞性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,溫拌瀝青混合料可以在低溫條件下有效保證其抗水損壞的能力。

瀝青及瀝青混合料相關(guān)試驗(yàn)

通過對(duì)滲透性試驗(yàn)結(jié)果的分析,論證了瀝青混合料的滲透性對(duì)瀝青路面水損害的影響,并從滲透性的角度,提出加強(qiáng)瀝青混合料抗水損害性能的方法。

油頁巖瀝青混合料路用性能分析

布敦巖瀝青混合料路用性能研究

采用延長(zhǎng)時(shí)間的水煮法研究了4種抗剝落劑對(duì)改善瀝青與花崗巖集料的粘附性能優(yōu)劣。以花崗巖瀝青混合料表面層為研究對(duì)象,基于路面水損害目標(biāo)設(shè)計(jì)了較小空隙率的花崗巖瀝青混合料,進(jìn)行了摻加美氏、pa-1和不摻加抗剝落劑3種情況下的馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、水穩(wěn)性試驗(yàn)、加速老化試驗(yàn)、浸水肯塔堡飛散試驗(yàn)等。試驗(yàn)結(jié)果表明:相對(duì)于不摻加的狀況,摻加美氏抗剝落劑后,花崗巖瀝青混合料的穩(wěn)定度提高39.8%,動(dòng)穩(wěn)定度提高42.1%,殘留穩(wěn)定度提高13%,凍融劈裂比提高16%,飛散損失降低4.4%;摻加pa-1抗剝落劑后,花崗巖瀝青混合料的穩(wěn)定度提高14%,動(dòng)穩(wěn)定度提高22.9%,殘留穩(wěn)定度提高8%,凍融劈裂比提高12%,飛散損失降低2.9%;摻加這2種抗剝落劑的瀝青混合料加速老化試驗(yàn)后的技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求?？梢?摻加受熱穩(wěn)定性良好的抗剝落劑是提高花崗巖路用性能的重要保證,且美氏抗剝落劑改善效果優(yōu)于pa-1。但僅通過2%水泥替換礦粉方法難以全面滿足花崗巖瀝青混合料路用性能要求。

為研究劍麻纖維對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性的影響,選用ac-13sbs改性瀝青混合料為對(duì)象進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn),測(cè)定了瀝青混合料在受到水損壞前后劈裂破壞的強(qiáng)度比,試驗(yàn)研究結(jié)果顯示摻入適量劍麻纖維能有效增強(qiáng)瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度。

片麻巖在全國(guó)分布廣泛,其儲(chǔ)量?jī)H次于石灰?guī)r。文中對(duì)摻雜有片麻巖細(xì)集料的ac-13瀝青混合料進(jìn)行了空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度,以及粗集料骨架間隙率的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,在相同配合比下,摻雜片麻巖細(xì)集料的瀝青混合料體積指標(biāo)與全部使用石灰?guī)r的混合料存在差異,產(chǎn)生的原因是片麻巖細(xì)集料針片狀顆粒的含量和強(qiáng)度不同。

本文就天然巖瀝青＼改性瀝青及瀝青混合料性能評(píng)價(jià)的一些課題做一簡(jiǎn)要的陳述，論述了天然巖瀝青＼改性瀝青性能評(píng)價(jià)、天然巖瀝青＼改性瀝青技術(shù)要求、天然巖瀝青＼改性瀝青混合料性能評(píng)價(jià)、確定基質(zhì)瀝青及適宜天然巖瀝青摻量等四個(gè)方面的內(nèi)容，僅供交流學(xué)習(xí)。

巖瀝青為常用瀝青路面的添加劑,已在國(guó)內(nèi)外一些工程中得到應(yīng)用。文中用韓國(guó)sk基質(zhì)瀝青和臺(tái)灣cpc基質(zhì)瀝青分別對(duì)不同摻量巖瀝青膠結(jié)料性能進(jìn)行了比較分析。采用的ac-25瀝青混合料、基質(zhì)瀝青為韓國(guó)sk70號(hào)瀝青,分別對(duì)不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料性能進(jìn)行了比較分析,推薦了巖瀝青適宜摻量。

為了找出影響花崗巖瀝青混合料水穩(wěn)定性的主要因素,使花崗巖大規(guī)模應(yīng)用于瀝青路面成為可能,從花崗巖瀝青膠漿著手,采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(dsr),對(duì)不同花崗巖石粉、不同粉膠比條件下的瀝青膠漿進(jìn)行流變性能的研究,以此分析不同花崗巖與瀝青交互作用能力。并通過凍融劈裂試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青混合料水穩(wěn)定性與瀝青和石粉交互作用能力之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)花崗巖瀝青膠漿的流變學(xué)性質(zhì)與花崗巖瀝青混合料水穩(wěn)定性之間存在良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)不同花崗巖自身性質(zhì)的分析,得出了影響花崗巖瀝青混合料水穩(wěn)定性的石料指標(biāo),并最終提出路用花崗巖石料選擇標(biāo)準(zhǔn)。

瀝青混合料的車轍試驗(yàn) 瀝青混合料車轍試驗(yàn)是用標(biāo)準(zhǔn)的成型方法，制成標(biāo)準(zhǔn)的混合料試 件（通常尺寸為300mm*300mm*50mm），在60℃的規(guī)定溫度下，以一個(gè) 輪壓為0.7mpa的實(shí)心橡膠輪胎在其上行走，測(cè)量試件在變形穩(wěn)定時(shí) 期，每增加1mm變形需要行走的次數(shù)，即動(dòng)穩(wěn)定度，以次/mm表示。 動(dòng)穩(wěn)定度是評(píng)價(jià)瀝青混凝土路面高穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，也是瀝青 混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)輔助性檢驗(yàn)指標(biāo)。 一.試驗(yàn)?zāi)康腬n（1）測(cè)定瀝青混合料的高溫抗車轍能力，供混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn) 行高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)使用。 （2）輔助性檢驗(yàn)瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。 二.儀具與材料 1.cz-4型車轍試樣成型儀（見圖1-1） 1）.用途：○1主要用于車轍試驗(yàn)時(shí)，對(duì)瀝青混合料式樣做碾壓成型。 （圖1-1） ○2適用于瀝青混合料其他物理力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的輪碾法式樣制作。 2.主要技術(shù)指標(biāo) 碾壓輪：半