抗滑表層纖維瀝青混合料水穩(wěn)定性研究

前言大粒徑透水性瀝青混合料（largestoneporousasphaltmixes，以下簡稱lspm）的設(shè)計采用了新的理念，從級配設(shè)計角度考慮，lspm應當是一種新型的瀝青混合料．通常由較大粒徑（25mm～62mm）的單粒徑集料形成骨架由一定量的細集料形成填充而組成的骨架型瀝青混合料。

影響瀝青混合料水穩(wěn)定性的因素有很多,包括瀝青粘度、集料性質(zhì)、級配種類、添加劑性質(zhì)等等,根據(jù)工程實際,采用合理的試驗進行論證分析是施工過程中的重要內(nèi)容之一。

為探討miberⅰ型礦物復合纖維瀝青混合料的水穩(wěn)定性能,通過凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗,分析了摻入miberⅰ型礦物復合纖維的ac-13和sma-13瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響因素,并運用灰關(guān)聯(lián)熵分析法,以凍融劈裂強度比和浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度為參考序列,探討了纖維摻量、4.75mm篩孔通過率、瀝青針入度、瀝青用量、瀝青飽和度和瀝青混合料空隙率等因素對混合料水穩(wěn)定性的影響顯著程度.研究結(jié)果表明:纖維摻量對miberⅰ型礦物復合纖維瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響最為顯著,miberⅰ型礦物復合纖維能夠有效地改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性.

本文就成型后瀝青混合料的水穩(wěn)定性選擇了試驗方法，提出試驗方案并分析試驗結(jié)果，提出了溫度與瀝青混合料吸水能力和飽和時間的關(guān)系，對一般的交通工程能提供有價值型的參考。

在現(xiàn)代道路修建中瀝青路面經(jīng)常出現(xiàn)的問題就是水損害,針對這個問題我國采取了很多檢測方法,比如說浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗以及真空飽水馬歇爾試驗等等。通過這些試驗可以檢測出瀝青混凝土的穩(wěn)定性,在檢驗瀝青混合料的水穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn),結(jié)果通常都大于100%。在本文中,我們將浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗進行對比,提出采用殘留馬歇爾模數(shù)對瀝青混合料水穩(wěn)定性進行評價,并推薦殘留馬歇爾模數(shù)閥值為0.85。

水損害是瀝青路面早期破壞的一種最常見的破壞形式。在雨季或初春凍融期間,水經(jīng)瀝青路面孔隙、裂縫進入瀝青路面內(nèi)部后,在車輪輪胎動態(tài)荷載產(chǎn)生的動水壓力或真空抽吸沖刷的反復作用下,水分逐漸滲入瀝青與礦料的界面或瀝青內(nèi)部,使瀝青與礦料之間的粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)能力,從而使瀝青膜逐漸從礦料表面剝離,瀝青

通過對不同瀝青類型、空隙率和填料的pa排水性瀝青混合料進行浸水馬歇爾試驗、浸水飛散試驗和凍融劈裂試驗,并以殘留穩(wěn)定度、飛散損失和tsr作為評價瀝青混合料水穩(wěn)定性能的指標。采用5組不同配合比作為平行對比試驗方案,分析得出了不同瀝青類型、不同混合料空隙率和不同填料對pa排水性瀝青混合料水穩(wěn)定性能的影響。

水損害是瀝青路面早期破壞的一種最常見的破壞形式。在雨季或初春凍融期間,水經(jīng)瀝青路面孔隙、裂縫進入瀝青路面內(nèi)部后,在車輪輪胎動態(tài)荷載產(chǎn)生的動水壓力或真空抽吸沖刷的反復作用下,水分逐漸滲入瀝青與礦料的界面或瀝青內(nèi)部,使瀝青與礦料之間的粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)能力,從而使瀝青膜逐漸從礦料表面剝離,

首先采用馬歇爾設(shè)計法對溫拌sbs瀝青混合料進行配合比設(shè)計,然后利用旋轉(zhuǎn)壓實儀(sgc)成型溫拌混合料試件,根據(jù)體積參數(shù)變化規(guī)律確定合理的成型溫度,最后采用凍融劈裂試驗與漢堡輪轍試驗對溫拌混合料與熱拌混合料的水穩(wěn)定性能進行了對比評價。研究結(jié)果顯示,溫拌混合料可以采用與熱拌混合料相同的配合比,利用旋轉(zhuǎn)壓實法確定的溫拌sbs瀝青混合料降溫幅度可達35℃,并且其水穩(wěn)定性能與熱拌混合料相當。

采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗方法,對片麻巖瀝青混合料以及石灰?guī)r與片麻巖組成的酸堿復合集料瀝青混合料水穩(wěn)定性進行對比研究。結(jié)果表明,復合集料瀝青混合料的水穩(wěn)定性得到明顯提高。說明石灰?guī)r的摻入能有效增強片麻巖瀝青混合料水穩(wěn)定性。

再生細骨料是指在再生骨料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一些粒徑在4.75mm以下的碎屑、磚粉以及水泥砂漿粉料。該文研究了將再生細骨料以一定比例摻入到瀝青混合料中,替代天然細骨料制備的ac-25c型再生細骨料瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。結(jié)果表明再生細骨料瀝青混合料的水穩(wěn)定性能滿足規(guī)范要求,但油石比有所增加。

為研究sasobit溫拌排水瀝青混合料的水穩(wěn)定性能及其改善措施.對摻加sasobit和纖維拌制ogfc-13型混合料,以5種溫度成型馬歇爾試件,測其各指標;對普通熱拌(ogfc-1)、未摻加抗剝落劑(ogfc-2)、摻加消石灰(ogfc-3)、摻加含有生石灰的消石灰(ogfc-4)的sasobit溫拌排水瀝青混合料,采用室內(nèi)試驗進行水穩(wěn)定性能測試與對比分析.試驗結(jié)果表明:最佳擊實溫度為150℃;水穩(wěn)定性ogfc-3>ogfc-1>ogfc-2>ogfc-4,說明消石灰對水穩(wěn)性產(chǎn)生有利影響,但影響程度有限,應避免含雜質(zhì)的消石灰;最佳消石灰用量為1.5%.

選用ak16、sac16、sma16、sup16型瀝青混合料,比較系統(tǒng)地分析了其路用性能,特別是高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性等力學性能以及表面的抗滑性及透水性。

為了分析陶瓷粗集料對ac-13瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響,使用陶瓷粗集料替代不同比例的玄武巖粗集料,測試不同替代比例下ac-13瀝青混合料殘留穩(wěn)定度和殘留強度比,并分析了熟石灰和水泥對陶瓷瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果。試驗結(jié)果表明：在瀝青混合料中摻加陶瓷粗集料會對水穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響,陶瓷粗集料的替代比例不宜超過40%;使用水泥或熟石灰替代部分礦粉,可以有效改善陶瓷瀝青混合料的水穩(wěn)定性,但是當水泥或熟石灰摻量達到3.0%時,繼續(xù)增加其摻量對陶瓷瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果已經(jīng)不太明顯。

為了分析陶瓷粗集料對ac-13瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響,使用陶瓷粗集料替代不同比例的玄武巖粗集料,測試不同替代比例下ac-13瀝青混合料殘留穩(wěn)定度和殘留強度比,并分析了熟石灰和水泥對陶瓷瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果。試驗結(jié)果表明:在瀝青混合料中摻加陶瓷粗集料會對水穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響,陶瓷粗集料的替代比例不宜超過40%；使用水泥或熟石灰替代部分礦粉,可以有效改善陶瓷瀝青混合料的水穩(wěn)定性,但是當水泥或熟石灰摻量達到3.0%時,繼續(xù)增加其摻量對陶瓷瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果已經(jīng)不太明顯。

在分析瀝青路面水損害產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上,通過浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗,對普通ac-20瀝青混合料、摻加廢舊橡膠顆粒后(內(nèi)摻法ac-20、外摻法ac-20上下限及中值)的瀝青混合料進行了水穩(wěn)定性分析。試驗結(jié)果表明,隨著廢舊橡膠顆粒的摻加,破壞了瀝青與礦料間的粘附力,使瀝青混合料的水穩(wěn)定性下降。

為了降低橡膠瀝青混合料過高的成型壓實溫度,同時使其具備良好的水穩(wěn)定性,提出了摻入sasobit有機溫拌劑降低其壓實溫度及提高水穩(wěn)定性的方法。該方法分別進行了130℃、140℃和150℃等3個壓實溫度以及1%、3%和5%等3個溫拌劑劑量下的浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗。試驗結(jié)果顯示,摻入sasobit溫拌劑后的橡膠瀝青混合料可降低壓實成型溫度20～30℃,且各種試驗條件下的馬歇爾體積參數(shù)和水穩(wěn)定性評價指標均滿足密級配瀝青混合料技術(shù)要求,壓實溫度140℃、3%溫拌劑劑量組合條件下的綜合抗水損害性能最優(yōu)。

本文通過改變溫拌瀝青混合料的拌和溫度及石料的烘干時間,對所制備試件進行凍融劈裂試驗,分別測定溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性。得出最佳拌和溫度區(qū)間及石料最少烘干時間。

分別采用動態(tài)模量試驗、動態(tài)蠕變試驗和車轍試驗研究了玄武巖礦物纖維對瀝青混合料的粘彈特性及高溫穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明,礦物纖維摻入后瀝青混合料的動態(tài)模量和相位角具有相同的變化規(guī)律,且纖維的使用能提高瀝青混合料的動態(tài)模量,表明玄武巖礦物纖維能明顯提高瀝青混合料的勁度,而60℃時瀝青膠漿和瀝青混合料的車轍因子增大。高溫動態(tài)蠕變試驗結(jié)果也表明,摻入礦物纖維后瀝青混合料的流動值增大,達到流動值時循環(huán)荷載產(chǎn)生的應變和經(jīng)歷10000次荷載作用后的應變均能得到大幅度的降低。與未摻礦物纖維相比,摻加0.4%礦物纖維后瀝青混合料的動穩(wěn)定度由5869次/mm提高到7656次/mm,同時車轍深度減小,表明礦物纖維能明顯提高瀝青混合料抵抗高溫流動變形的能力。

針對近年來瀝青路面抗滑表層混合料在生產(chǎn)中暴露出來的耐久性差、抗滑能力不持久等問題,認為不能簡單的對這一級配形式予以否定,并嘗試通過對其擊實次數(shù)、空隙率指標等關(guān)鍵試驗參數(shù)進行調(diào)整以改善其路用性能。在理論分析與試驗研究的基礎(chǔ)上,提出在抗滑表層混合料配合比設(shè)計中,將規(guī)范要求的馬歇爾試件雙面50次擊實改為75次,同時相應降低空隙率要求,對保持路面抗滑性能與耐久性能之間的平衡、提高混合料的各項路用性能具有重要的意義

溫拌再生瀝青混合料是一種節(jié)能、環(huán)保、體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的新型路用材料，但眾多工程實例表明，溫拌劑的摻入通常會導致瀝青混合料水穩(wěn)定性降低。因此，改善溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性是當前路用材料研究的關(guān)鍵問題之一。依托實體工程，通過對采用不同礦料類型、不同rap回收料摻量，添加抗剝落劑、界面分散劑以及采用常用無機結(jié)合料進行處治等溫拌瀝青混合料方案進行比較，實測溫拌再生瀝青混合料凍融前后的劈裂強度，并提出適用于依托工程的最佳水穩(wěn)定性方案。

對摻入消石灰及tj—066抗脫落劑的花崗巖瀝青混合料的水穩(wěn)定性能進行了室內(nèi)對比試驗。研究結(jié)果表明摻加消石灰的花崗巖瀝青混合料的水穩(wěn)定性能明顯提高,且改善程度要優(yōu)于摻加胺類抗剝落劑。研究成果為花崗巖瀝青混合料在郎川公路瀝青路面表面層的應用提供科學合理的試驗數(shù)據(jù),用于更好地指導工程選材決策。