您好,欢迎来到欧得旅游网。
搜索
您的当前位置:首页基于浸水车辙试验的沥青混合料高温性能研究

基于浸水车辙试验的沥青混合料高温性能研究

来源:欧得旅游网
2015年第9期 北 方 交 通 DOI:10.15996/j.cnki.bfit.2015.09.014 文章编号:1673—6052(2015)09—0047—04 基于浸水车辙试验的沥青混合料高温性能研究 尹翔 ,卢天翔 ,宗 炜 ,曾 靳 ,尹中文 武汉市430051;2.湖北省谷竹高速公路建设指挥部十堰市442100) (1.湖北省交通规划设计院摘要:针对高速公路沥青路面长大纵坡、弯道处等特殊路段高温稳定性不足,优选SBS改性沥青混合料、高 模量沥青混合料,成型不同沥青面层结构的复合车辙板,进行浸水车辙试验,分析两者在不同的温度和荷载下对沥 青面层抗高温形变的影响,为特殊路段沥青面层材料的选择和结构设计提供重要参考。结果表明:高模量剂对沥 青混合料的高温稳定性提升效果更显著,为提高沥青面层耐久性提供了重要参考。 关键词:沥青路面;SBS改性沥青;高模量剂;浸水车辙试验 中图分类号:U414.01 文献标识码:B 沥青路面抗车辙性能一直是路面研究者关注的 1原材料及配合比 焦点。根据成因不同,沥青路面车辙主要分为流动 型、结构型、压密型和磨耗型…。本文主要针对沥 青路面流动型车辙病害,其产生的主要原因是在炎 热季节,重载车辆持续作用下,由于沥青混合料高温 稳定性不良,荷载应力超过沥青混合料所能承受的 稳定性应力极限,沥青混合料发生流动变形且不断 累积形成。现场表现为沥青路面出现了大量的横向 推移、拥包、车辙等严重病害。尤其在长大纵坡中部 1.1基质沥青 依据《公路沥青路面施工技术规范}JTG F40— 2004,结合湖北省交通、气候条件,该地区气候分区 属1—3—1,属夏炎热冬冷潮湿区,本文选用进口 SK70#基质沥青,技术指标见表1。 表1 SKT0#沥青技术指标 至顶部区域,这类病害特别突出。近年来的研究表 明,通过采用SBS改性沥青、高模量沥青混凝土 (HMAC)、纤维加强等可大幅度提高沥青混合料的 高温稳定性,从而改善沥青路面的抗车辙性能 J。 通过对车辙病害路段钻芯取样发现,沥青面层 表面下5~10cm是车辙产生的主要部位,即中、下 面层。另外根据相关调查资料表明,夏季高温期沥 青路面内部温度比表面温度要高,测得同一时刻沥 青路面结构层内最高温度处为沥青面层下2cm,最 高温度达到了68℃_3 J。本文根据工程应用的实际 情况,分别在试件中面层混合料中掺人高模量剂和 SBS改性沥青,成型上面层为4cmAC一13C、中面层 为6cmAC一20C的复合结构车辙板。通过浸水车辙 试验,验证4种不同结构复合板在不同温度和荷载 1.2 SBS改性沥青 湖北省高速公路上面层沥青普遍采用SBS(I— D)改性沥青 j,本文改性沥青为国创有限公司生 产,其技术性能见表2。 1.3高模量剂 本文采用的高模量剂为法国产PR MODULE, 作用下的高温稳定性能,分析SBS改性沥青与高模 量剂对沥青混合料高温稳定性能的影响。 呈黑色,外观为2~4mm固体颗粒状。其主要成分 为改性的高密度PE及低密度PE,属于热塑性树脂 --——48--—— 北 方 交 通 2015年第9期 表2 SBS(I—D)改・陛沥青技术指标 类,仅软化不溶解,燃烧无气味。其组成中95%以 上为纤维聚合物,5%以下为填充物 。其主要技 术参数见表3。 表3 PRMODULE主要技术参数 1.4集料 试验所用粗、细集料均为辉绿岩,产地为京山石 料场,矿粉为磨细的石灰石粉。按照《公路工程集 料试验规程》的要求测定粗、细集料和矿粉主要技 术指标,均满足现行规范要求。 1.5配合比设计 试验车辙板上面层为4em厚AC一13C型沥青 混合料,下面层为6em厚AC一20C型沥青混合料的 复合结构,最佳油石比分别为4.7%和4.1%。设计 级配分别见表4、表5。 表4 AC一13设计级配 _筛孔26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 【mln J 2复合板浸水车辙试验 2.1复合板结构类型 试验复合板下面层采用4种不同的沥青混合 料,见表6。通过浸水车辙试验,分析试件经过轮载 碾压下在不同温度、荷载下的沥青混合料高温稳定 性能。其中,高模量剂的掺量为沥青混合料的 0.4%[ 表6 4种复合板结构类型 2.2浸水车辙试验 浸水车辙试验是评价沥青混合料在水作用下的 高温稳定性较简单和有效的试验方法。试验依据 《沥青混合料车辙试验》(T0719—2011)的要求,将 沥青混合料成型为300mm x 300ram×100ram的复 合车辙板试件,将其置于试验标准温度60%的水浴 中5个小时以上,试验标准轮压为0.7MPa的实心 橡胶轮,进行一个小时的反复碾压,形成车槽,在加 载过程中数据采集系统可定时自动对试件表面的车 辙变形量进行采集,并实时绘制出动稳定度DS(每 产生1mm辙槽所需的碾压次数)与运行时间的关系 曲线图。当达到预先设定的试验运行次数时,加载 轮停止工作,试验完成。本文采用全自动车辙试验 仪,如图1、图2所示。 图1浸水车辙试验仪 3浸水车辙试验结果分析 将上述4种结构车辙板试件分别编号,一组在 60℃下浸水5h,轮载0.7MPa下进行浸水车辙试验; 一组在70℃下浸水5h,轮载0.7MPa下进行浸水车 辙试验;一组在60℃下浸水5h,轮载0.9MPa下进 2015年第9期 尹翔等:基于浸水车辙试验的沥青混合料高温性能研究 7O0o 一49一 600o 一 图2 浸水复合车辙板试件 行浸水车辙试验。试验结果如表7。 表7 4种复合板标准浸水车辙试验结果 一gIIl 2) 需 从试验结果可以看出,4种复合板在60℃浸水 0.7MPa浸水车辙试验条件下、在7O℃浸水0.7MPa 浸水车辙试验条件下、在60 ̄C浸水0.9MPa浸水车 辙试验条件下动稳定度大小依次为B>D>A>C, 相对变形量大小依次为C>A>D>B。上述结果表 明:在不同试验条件下,中面层掺入PR的结构D比 中面层采用SBS改性沥青的结构A抗车辙能力显 著改善;SBS改性沥青和高模量剂共同作用下的结 构B抗车辙性能最好。 将以上4种复合板在3种不同试验条件下测得 的动稳定度和永久变形量试验结果放置同一个坐标 系对比分析变化量,如图3、图4所示。 从图3结果可以看出,结构A(中面层SBS改性 沥青)、结构D(中面层70#+PR)、结构B(中面层 SBS+PR)和结构C(中面层70#)在温度为70%的 试验2中动稳定度比标准条件的试验1分别减少了 1962次/mm、1468次/mm、1386次/mm和1759 次/mm,在轮载为0.9MPa的试验3中动稳定度比 \ 试验1 试验2 试验类型 图3 3组试验动稳定度变化量 宕黔 ∞墙 M 8 6 4 2 o 试验1 试验2 试验类型 图4 3组试验变形量变化量 试验1分别减少了2434次/mm、2876 ̄.Jmm、3151 次/mm和2155次/mm。从图4中可以得出,结构 A、结构D、结构B和结构C在试验2中相对总变形 比试验1分别增加了lOmm、6mm、5mm和8.7mm。 在试验3中相对总变形比试验1分别增加了12mm、 9.6mm、6.1mm和13.7mm。上述结果表明:对于不 同结构复合板,温度和荷载的提升对沥青混合料抗 车辙性能均负面影响巨大;同一种结构复合板,荷载 作用比温度对沥青混合料高温性能负面影响更显著。 4结论 (1)优选SBS改性剂和高模量剂对沥青混合料 的高温稳定性提升效果明显,有利于提高特殊路段 沥青面层结构的耐久性。 (2)掺人一定量的高模量剂比单独使用SBS改 性沥青对沥青混合料高温稳定性能提升更明显。 (3)对于相同的沥青面层结构,环境温度升高 {;}船{一50一 北 方 交 通 工大学,2008. 2015年第9期 10℃和荷载提高0.2MPa相比,荷载对沥青混合料 高温稳定性影响更显著。 参考文献 [1]沈金安.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北 京:人民交通出版社,2004. [4] 陈光新,张厚记.湖北省高速公路建设标准化指南(第五分 册):路面工程[M].北京:人民交通出版社,2013(6). [5] 赵锡娟.高模量沥青混凝土材料组成及路用性能研究[D].西 安:长安大学,2010(4). [6] 孙风.掺加PR Module的高模量沥青混合料的路用性能研究 [2]胡玲玲,卢辉.高模量沥青混合料模量对比评价[J].公路, 2009(7). [D].重庆:重庆交通大学,2013(6). [3]方杨.高抗车辙沥青路面材料开发及应用[D].武汉:武汉理 Study on High——temperature Performance of Asphalt Mixture Based on Immersion Rutting Test YIN Xiang ,LU Tian—xiang ,ZONG Wei ,ZENG fin ,ⅢZhong—wen (1.Communications Planning and Design Institute of Hubei Province,Wuhan 43005 1,China; 2.Gu—ZU Expressway Construction Headguarters Of Hubei Province,Shiyan 442100,China) Abstract To deal with the high——temperature instability of asphalt pavement of special sections such as large longitudinal slopes and bends,composite—structured rutting plates with different asphalt surface courses paved with SBS modified asphalt mixture and high modulus asphalt mixture are formed to be applied in the immersion rutting test.Such two mixtures are analyzed to see their influences on the anti—deformation ability of the asphalt surface course in high temperature under different temperatures and loads,providing references for materials selection and structural design for asphah pavement of special sections.The result shows that high modulus asphalt mixture helps improve the high—temperature ability greatly and can be regarded as important references for improving the performance of asphalt surface course. Key words Asphalt pavement;SBS modiied asphalft mixture;High modulus asphalt mixture;Immersion rutting test ”+”+”+”+”—_卜“—-卜”—_卜“—・卜”——卜”+“+ —卜”——卜“+”+”+“+・ (上接第46页) Presently,there many studies have been done about collapsible loess soil,i.e.new loess soil which buried shallowly and is in a non—saturated state.Present researches focus on the foundation about loess soil.There are less studies about loess soil which buried deeply and loess tunnel(particularly large section loess tunne1).In this paper,based on geotechnical experimental data of loess tunnel of Zhengzhou—Xi"an passenger dedicated railway line,physical properties indicators and variability and characteristic of mechanical properties indicators of the loess have been analyzed.The study of this paper can be considered as guidance for the selection of physical and mechanical parameters,surrounding rock classiifcation of loess tunnel and other engineering problem associated with loess. Key words Variability;Loess;Mechanical properties;Physical properties 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- ovod.cn 版权所有 湘ICP备2023023988号-4

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务