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    瀝青路面平整度影響因素與控制

           瀝青混合料路用性能影響因素很多,其礦料級配對瀝青混合料的路用性能有著重要影響,尤其是對于瀝青瑪蹄脂混合料,其形成的骨架嵌擠結構對路面的使用性能起著舉足輕重的作用。本文以典型的SMA-13瀝青混合料為基礎,設計了5組由粗到細的級配,對瀝青混合料的抗滑性能,高溫穩定性能,低溫抗裂性能,抗疲勞性能進行了系統的試驗研究,分析級配類型對瀝青混合料性能的影響規律,為瀝青混合料級配優化設計提供參考。

           1、試驗材料
           瀝青結合料要求具有良好的延度,較高的粘度,與集料有良好的粘附性,考慮到現有公路路面的實際應用情況,設計選用SBS改性瀝青,根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)要求及步驟進行試驗。
           研究所用粗集料為玄武巖,依照《公路工程集料試驗規程》(JTGE42-2005)對其進行物理力學指標的測試。礦粉為石灰巖磨細的粉末,細集料采用硬質石灰巖加工的機制沙,其各項指標均滿足相關技術規范的要求。

           2、礦料級配
           試驗以規范《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)中規定的瀝青混合料SMA-13級配范圍為基礎,選取規范中規定的級配下限作為粗級配A1,選取規范中規定的級配上限作為細級配A5,選取規范中規定的級配中值作為中級配A3,偏粗級配A2選取粗級配與中值級配的平均值,偏細級配A4選取細級配與中值級配平均值。
           通過馬歇爾試驗確定中值級配瀝青混合料試驗結果的對比分析,5組試驗中瀝青混合料的瀝青用量均采用6.4%。

           3、試驗結果及分析

    瀝青攪拌設備
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           混合料的抗滑性能試驗
           路面的抗滑性能是指車輛受到制動時沿表面滑移所產生的力,是保證公路行車安全和確定允許行車速度的一項重要指標,通過對5種不同級配類型對應混合料的摩擦系數試驗和構造深度試驗,確定不同礦料級配對混合料抗滑性能的影響規律。
           可以看出:從粗級配A1到細級配A5,混合料的摩擦系數和構造深度依次減少,即混合料的級配類型在粗級配時對應的抗滑性能好,在細級配時對應的抗滑性能差。其主要原因是粗級配時,混合料中粗集料含量較多,相應的空隙率較大,表面粗糙程度明顯,其對應的構造深度和摩擦系數大,抗滑性能好;細級配中粗集料含量較少,細集料含量較多,混合料相應的空隙率較小,因此摩擦系數和構造深度較少,抗滑性能差。

           混合料的高溫穩定性試驗
           瀝青路面的高溫穩定性是指夏季高溫時,路面在交通荷載作用下,抵抗車轍、擁包和推移變形的能力。穩定度是評價瀝青混合料高溫穩定性的一個重要指標,它是通過成型車轍板,在60℃溫度條件下,以輪壓為0.7MPa實心橡膠輪胎在上行走,測量車轍板在變形穩定期內,每增加1mm變形所要行走的次數。通過進行不同級配類型對應混合料的車轍試驗,確定不同礦料級配對混合料高溫穩定性的影響規律。
           可以看出:從粗級配A1到細級配A5,混合料的動穩定度呈先增加后減少的變化趨勢,混合料的級配類型在中級配時對應的穩定度大,即高溫穩定性好。分析認為粗級配中粗集料含量較多,細集料含量較少,單位骨架包含的細集料較少,混合料在單位截面上膠泥接觸面也較少,導致細集料產生的粘聚力總和較少,所以瀝青混合料的高溫穩定性較差,所以瀝青混合料的高溫穩定性好。

           混合料的低溫抗裂性試驗
           瀝青混合料低溫抗裂性能試驗方法有很多,其低溫彎曲試驗確定的破壞應變是我國現行規范中針對改性瀝青混合料低溫抗裂性能提出的低溫抗裂技術要求。本研究采用低溫彎曲試驗評價混合料低溫抗裂性能。
           可以看出:從級配A1到級配A5,混合料的彎拉應變呈先增加后減少的變化趨勢,混合料的級配類型在中級配時對應的彎拉應變大,即低溫抗裂性好。分析認為粗級配時混合料中細集料含量較少,空隙率較大,較小的變形可以使瀝青混合料開裂破壞,因此彎拉應變小;混合料取細級配時,細集料多,空隙率很小,其低溫勁度大,變形能力差,抵抗開裂能力小,因此彎拉應變較小;混合料取中級配時,細集料、空隙率適中,低溫彎曲強度大,勁度適中,抗變形能力強,因此彎拉應變大。

           混合料的抗疲勞性能試驗
           瀝青混合料的疲勞試驗是指混合料材料在重復荷載的作用下,產生的不可恢復的強度衰減累計現象。荷載作用次數越多,混合料損傷越大,其所能承受的應力應變就越小。本次研究采用間接疲勞試驗,應力加載控制,試驗溫度為0℃,荷載采用正弦波重復荷載,整個過程通過軟件控制。
           可以看出:從粗級配A1到細級配A5,混合料的疲勞壽命依次增大。其主要原因是瀝青混合料的疲勞壽命隨著空隙率降低而明顯增長,空隙率降低意味著混合料內部的微裂縫和空隙率就越多,在荷載的反復作用下越容易導致微裂縫的擴展破壞,因此降低瀝青混合料的疲勞壽命。因此,它是一項綠色的公路維修改造技術。
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