首 頁  >>  新聞資訊 >> 技術文章 >> 瀝青路麵的高溫穩定性與車轍試驗

瀝青路麵的高溫穩定性與車轍試驗

張厚卿  周六光   (四川成人版抖音建設工程質量檢測有限公司   成都  610031)

[  瀝青路麵的破壞往往是因為瀝青混合料的高溫穩定性較差引起的,在以往的質量控製中,受試驗手段和試驗方法的限製,對瀝青混合料的高溫穩定性的評價並未得到重視。文章從目前國內外對瀝青混合料的高溫穩定性的評價方法、影響因素等方麵,對車轍試驗進行較詳細的介紹,期望在瀝青路麵質量控製中引起各方麵的重視。

[關鍵詞]  瀝青混合料   高溫穩定性   車轍   動穩定度

1、前言

由於瀝青路麵無接縫、施工迅速、維修方便、低噪音、行車舒適等優點,不僅公路建設中占據主導地位,而且城市道路也開始廣泛地采用瀝青混凝土鋪築路麵,成都市近幾年以來的大量市政道路建設,基本上都采用瀝青混凝土路麵,使得正在創建國際大都會的成都市在外在形象上得到提升,這是與我國在近年來在瀝青方麵的技術取得了長足的進步分不開的。舉世矚目的美國SHRP研究計劃的完成,提出了新的瀝青技術標準和瀝青混合料配合比設計思路,是瀝青路麵在發展史上的一個新的裏程碑,我國在瀝青道路技術方麵與發達國家相比,仍然有較大的差距,由於材料、施工工藝、荷載等的影響,瀝青路麵出現早期破壞問題也日益突出,車轍是瀝青路麵結構破壞的最主要形式之一,這是瀝青路麵的高溫穩定性能較差所致,車轍問題越來越受到人們的重視。

2、瀝青路麵車轍的形成機理及分類

瀝青路麵高溫穩定性習慣上是指瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力,嚴格地講,推移、捅包、搓板、泛油均屬於瀝青路麵高溫穩定性範疇。隨著交通量的不斷增大以及車輛行使的渠化,瀝青路麵在行車荷載的反複作用下,由於永久變形的積累導致路表麵出現車轍,車轍致使路表過量變形,從而影響路麵的平整度,輪跡處瀝青變薄,削弱了麵層及路麵結構的整體強度,從而易於誘發其他病害,根據車轍形成原因的不同,可分為三大類型:

1)失穩型車轍    由於瀝青路麵結構層在車輪荷載作用下,其內部材料的流動發生橫向位移,通常發生在輪跡處,當瀝青混合料的高溫穩定性不足時,在外力的作用下就會產生這種車轍。

2)結構型車轍    由於路麵結構在交通荷載作用下,產生整體永久變形而形成,這種變形主要是由路基變形傳遞到麵層而產生。

3)磨耗型車轍    由於瀝青路麵結構頂層的材料在車輪磨耗和自然環境作用下持續不斷的損失變形。

三種車轍類型中以失穩型車轍最嚴重,其次為磨耗型車轍,由於大部份瀝青路麵均係半剛性材料基層,結構型車轍較少產生,故一般情況下所指的車轍是失穩型車轍。

3、影響瀝青路麵車轍的因素

1)集料:集料的表麵越粗糙,形狀越角礫狀,瀝青混凝土越易形成嵌擠結構,車轍就越小,集料的最大粒徑也影響車轍的深度,隨著最大粒徑的增加,車轍深度減小。

2)結合料:結合料(瀝青材料)的勁度和粘度越大,車轍深度就越小,而隨著瀝青用量的增加,超過一定用量成為自由瀝青時,成為集料顆粒間的潤滑劑,車轍值增加。

3)混合料:車轍試驗發現,對相同級配和相同瀝青用量的瀝青混合料,空隙率越大,變形速率也越大,當空隙率達某一最小值後,繼續減小,車轍增大。

4)荷載:瀝青混凝土路麵隨著荷載大小及作用次數的增加,車轍深度增加。

5)環境條件:隨著環境條件如溫度、濕度的增加,車轍深度隨之加大。

4、車轍試驗

瀝青混合料高溫穩定性的評價方法有經驗評述法、高溫抗剪切評價、蠕變試驗以及車轍試驗,而車轍試驗方法是目前國內外最通用的瀝青混合料高溫穩定性評價方法之一。

車轍試驗方法最初是由英國道路研究所(TRRL)開發,由於其試驗結果直觀而且與瀝青路麵的車轍相關性甚好,很快在日本及歐州國家得到廣泛應用。

4試驗條件及方法

瀝青混合料的車轍試驗是試件(300mm×300mm×50mm)在規定溫度(60℃)及荷載(0.7MPa)條件下,測定試驗輪往返行走所形成的車轍變形速率,以每產生1mm變形的行走次數即動穩定度表示。

4試驗設備

國內生產的自動車轍儀較多,我公司所使用的是國內最大生產車轍儀廠家北京今穀神箭測控技術研究所所生產的ZCZ-10型車轍儀,采用該廠生產的杠杆式CX-7成型機,該機可靠性高,操作簡單方便,係統自動完成車轍曲線圖。自動計算及打印車轍試驗動穩定度值,通過曲線可得出任意時刻的總變形,即車轍深度值。

4動穩定度計算

試驗動穩定度按下式計算:

               (60-45)×N

         DS=                 × C1×C2

                 D60-D45

         式中:DS--------動穩定度,次/mm;

               D60--------試驗時間為60時試件變形量,mm;

               D45--------試驗時間為45時試件變形量,mm;

               N --------試驗輪往返碾壓速度,通常為42/min;

               C1--------試驗機修正係數;

               C2--------試件尺寸係數。

5、提高瀝青混合料抗高溫穩定性的措施

從影響瀝青路麵車轍原因及實踐來看,改善瀝青路麵抗車轍能力從以下方麵入手:

1)集料的選用

集料的形狀: 采用立方體(非扁、薄、長形)棱角狀顆粒的粗集料,使混合料形成較大的內嵌鎖與內摩阻能力,產生更大的力學穩定性。在石料加工設備的選用上,圓錐式破碎機與顎式破碎機相比,前者生產的物料顆粒均勻,更趨於立方體狀,是路麵材料的首選。

集料的耐磨性:石料的強度愈高,磨耗率就低,采用如玄武岩、花崗岩類石料優於石灰岩、砂岩類石料。

集料的級配:通過大量實驗證明,采用斷級配集料的瀝青混合料更易形成嵌鎖結構(SMA結構)

2)瀝青性能的改善

實驗證明,改性瀝青能在很大程度上提高瀝青混合料的高溫穩定性,在相同條件下可以使車轍試驗的動穩定度值提高23倍以上,如SBS改性瀝青混凝土。

3)優化瀝青混合料配合比

通過試驗調整各種集料的比例以及最佳瀝青用量,同時可摻入適量纖維,提高瀝青混合料高溫穩定性。

6、結束語

我國目前現行規範對瀝青混合料的高溫穩定性進行了嚴格要求,GB50092-96《瀝青路麵施工及驗收規範》7.3.4條規定:對於高速公路、一級公路和城市快速路、主幹路瀝青路麵的上麵層和中麵層的瀝青混凝土混合料進行配合比設計時,應通過車轍試驗對抗車轍能力進行檢驗。在溫度60℃、輪壓0.7MPa條件下進行車轍試驗的動穩定度,對高速公路和城市快速路不應小於800/mm,對一級公路及城市主幹路不應小於600/mm

交通部頒布的JTG.F40-2004《公路瀝青路麵施工技術規範》對瀝青混合料車轍試驗動穩定度技術要求如下表:

氣候條件與技術指標

相應於下列氣候分區所要求的動穩定度(次/mm

七月平均最高氣溫(℃)氣候分區

30

2030

20

1.夏炎熱區

2.夏熱區

3.夏涼區

1-1

1-2

1-3

1-4

2-1

2-2

2-3

2-4

3-2

普通瀝青混合料,不小於

800

1000

600

800

600

改性瀝青混合料,不小於

2400

2800

2000

2400

1800

SMA

混合料

非改性,不小於

1500

改性,不小於

3000

OGFC混合料

1500(一般交通路段)、3000(重交通量路段)

由以上可知,新的部頒標準對瀝青混合料車轍試驗動穩定度要求更詳細,並對改性瀝青混合料、SMA混合料、OGFC混合料提出了更高的要求。

在成都市的市政建設上,目前使用SMA混合料鋪築的路麵有紅星路南延線、光華大道工程、高新西區工程,從車轍的試驗結果來看,由於是一種新的材料,施工單位通過逐步改進,動穩定度已由原來的達不到要求到現在能夠達到要求。

在瀝青材料新技術的大力推廣下,瀝青路麵的高溫抗車轍能力越來越受到質監部門的重視。“百年大計,質量第一”,用先進的技術手段對其進行控製,不僅能防患病害於未然,更能提高成人版抖音的工程技術水平。

[參考文獻]

[1] 張登良.瀝青路麵施工手冊[M].人民交通出版社,2003.

[2] JTG.F40-2004公路瀝青路麵施工技術規範[S].人民交通出版社,2004.

[3] GB50092-96瀝青路麵施工及驗收規範[S].中國計劃出版社,1996.

點擊次數:  發布日期:2011-04-22  【打印此頁】  【關閉