排水瀝青混合料集料級配對其性能影響

根據(jù)國內(nèi)外排水路面使用的經(jīng)驗,提出了3種不同的小粒徑的級配形式,并得出其對應(yīng)的空隙率均能滿足18%的要求,同時就其進(jìn)行了相應(yīng)的室內(nèi)常規(guī)試驗,研究這3種級配設(shè)計的可行性。

在建筑工程數(shù)量不斷增多和材料種類日益多樣的背景下,透水性瀝青混合料因其具有較強透水性、防滑性及降噪性優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用。本文主要對透水瀝青混合料中孔隙率和級配對路用性能可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入化分析探討。

通過謝倫堡析漏試驗和肯特堡飛散試驗確定各個級配最佳瀝青用量,然后對各個級配的路用性能進(jìn)行試驗,進(jìn)而分析空隙率與路用性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明,隨著空隙率的變化,盡管各路用性能的變化趨勢不同,但是空隙率與各路用性能之間均有良好的相關(guān)關(guān)系,所以通過空隙率來選擇級配是合理的。

為了研究粗集料性能對瀝青混合料性能的影響規(guī)律,分別將4.75mm~16mm的粗集料磨耗不同次數(shù)以形成4種棱角性不同的粗集料。采用ac-16型級配瀝青混合料研究4種棱角性不同的粗集料對瀝青混合料水穩(wěn)定性、高溫性能與低溫性能的影響。研究結(jié)果表明:隨著磨耗次數(shù)的增加,粗集料棱角性變化明顯,進(jìn)而顯著影響瀝青混合料的路用性能。

為實現(xiàn)超薄排水瀝青路面的設(shè)計與應(yīng)用,采用滲透性試驗、擺式摩擦系數(shù)試驗、動態(tài)摩擦系數(shù)試驗、聲波吸收系數(shù)試驗、肯塔堡飛散試驗、車轍試驗、低溫彎曲試驗和凍融劈裂試驗,對最大公稱粒徑4.75mm和13.2mm的2種開級配型式與2種不同瀝青混合料類型組合而成的4種大空隙排水瀝青混合料的綜合性能進(jìn)行試驗評價。試驗結(jié)果顯示,最大公稱粒徑4.75mm級配形式的開級配瀝青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公稱粒徑13mm級配的瀝青混合料略優(yōu),具有很好的排水降噪功能。環(huán)氧瀝青混合料的使用,有利于提高小粒徑大空隙排水瀝青混合料的整體路用性能。

排水瀝青路面因具有大空隙、耐磨抗滑、雨天行車無水霧、低噪音等優(yōu)點,目前被廣泛推廣應(yīng)用。為進(jìn)一步提高排水瀝青路面的路用性能,文中通過向sbs改性瀝青中摻加6%、8%、10%和12%4種不同比例的hva高黏改性劑制備復(fù)合改性瀝青,對復(fù)合改性前、后瀝青進(jìn)行試驗,并對確定最佳摻量的復(fù)合改性排水瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、低溫性能、水穩(wěn)定性試驗研究。結(jié)果表明:推薦方案的復(fù)合改性排水瀝青混合料在高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性等方面均好于sbs改性排水瀝青混合料。高黏劑的加入可顯著改善瀝青混合料的路用性能,提高排水路面的耐久性,具有一定的推廣價值。

礦料級配走向?qū)r青混合料性能的影響

路面滲水性能是反映瀝青混合料級配組成的一個間接指標(biāo),也是瀝青路面水穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)。根據(jù)揭惠高速公路瀝青路面中面層試驗段滲水性能檢測結(jié)果,在試驗段施工總結(jié)的基礎(chǔ)上,對gac-20c瀝青混合料級配作進(jìn)一步優(yōu)化,有效減小路面結(jié)構(gòu)層滲水系數(shù),為后續(xù)gac-20c瀝青路面施工提供實踐經(jīng)驗和參考數(shù)據(jù)。

路面滲水性能是反映瀝青混合料級配組成的一個間接指標(biāo),也是瀝青路面水穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo).根據(jù)揭惠高速公路瀝青路面中面層試驗段滲水性能檢測結(jié)果,在試驗段施工總結(jié)的基礎(chǔ)上,對gac-20c瀝青混合料級配作進(jìn)一步優(yōu)化,有效減小路面結(jié)構(gòu)層滲水系數(shù),為后續(xù)gac-20c瀝青路面施工提供實踐經(jīng)驗和參考數(shù)據(jù).

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(biāo);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(jìn)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(yīng)避免含雜質(zhì)的消石灰;最佳消石灰用量為1.5%.

為明確集料的針片狀顆粒含量及級配穩(wěn)定性對瀝青混合料高溫性能的影響,進(jìn)而為集料選擇及性能評定提供參考,文章結(jié)合現(xiàn)有瀝青混合料高溫性能的研究狀況,針對集料針片狀顆粒含量、級配穩(wěn)定性對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響進(jìn)行室內(nèi)試驗研究.研究表明:改善集料的顆粒形狀、降低針片狀顆粒的含量可以提高瀝青混合料的高溫抗剪切強度;集料級配穩(wěn)定,瀝青混合料礦料級配越接近設(shè)計級配,其高溫車轍試驗結(jié)果離散型越小.

級配變化對瀝青混合料性質(zhì)及路用性能的影響

對于路面施工質(zhì)量的影響來說,瀝青混合料質(zhì)量的優(yōu)劣占據(jù)了絕對性的影響因素,并且也影響著路面的實際使用壽命。每一位路面施工人員都知道在瀝青混合料當(dāng)中,集料是最主要的材料(大約占95%)。而對于集料質(zhì)量的指標(biāo)影響來看,除了級配、粒徑等規(guī)格要求之外,也包含了含泥量、強度以及形狀。但是往往令路面施工技術(shù)人員感覺到頭疼的是集料的含泥量指標(biāo),在開采母材、材料的運輸、集料的加工、集料的堆放等等環(huán)節(jié),集料含泥量超標(biāo),都會導(dǎo)致集料受到嚴(yán)重的污染,從而降低含泥量指標(biāo)。

從集料礦物組成、微觀紋理、壓碎值、磨耗值、磨光值等角度,研究了不同性質(zhì)集料對不同級配類型瀝青混合料構(gòu)造深度、擺值和國際摩阻指數(shù)的影響規(guī)律,明確了粗集料表面紋理和磨光值顯著影響密實型瀝青混合料的抗滑能力,空隙型瀝青混合料的抗滑能力主要來源于表面構(gòu)造深度。研究成果可為今后瀝青路面抗滑表層材料選擇和設(shè)計提供依據(jù)。

對于路面施工質(zhì)量的影響來說，瀝青混合料質(zhì)量的優(yōu)劣占據(jù)了絕對性的影響因素，并且也影響著路面的實際使用壽命。每一位路面施工人員都知道在瀝青混合料當(dāng)中，集料是最主要的材料（大約占95％）。而對于集料質(zhì)量的指標(biāo)影響來看，除了級配、粒徑等規(guī)格要求之外，也包含了含泥量、強度以及形狀。但是往往令路面施工技術(shù)人員感覺到頭疼的是集料的含泥量指標(biāo)．

采用試驗研究與理論分析相結(jié)合的方法,在瀝青混合料礦料級配分析的基礎(chǔ)上,對ac-16和ac-20兩種不同級配的瀝青混合料進(jìn)行了試驗,分析不同級配對瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)的影響;又通過馬歇爾試驗和車轍試驗分別檢測兩種級配的瀝青混合料,對比分析集料關(guān)鍵篩孔通過率對流值、穩(wěn)定度、動穩(wěn)定度等評價指標(biāo)的影響,從而得出級配對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響的相關(guān)結(jié)論。

為了研究不同瀝青種類和不同礦料級配組成對瀝青混合料的性能影響，本文通過對不同礦料級配和不同瀝青種類的瀝青混合料進(jìn)行高溫、低溫、水穩(wěn)等性能測試分析。試驗結(jié)果顯示，礦料級配一定時，選用不同瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的優(yōu)劣順序依次是sbs改性瀝青〉as70#瀝青〉asgo#瀝青，低溫抗裂性的優(yōu)劣順序都依次是sbs改性瀝青〉asgo#瀝青〉as70#瀝青；所有瀝青混合料的凍融劈裂強度比都大于80％，表明所設(shè)計的瀝青混合料具有很好的抗水損害能力；ac-20瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性優(yōu)于ac-13，而水穩(wěn)定性比ac-13差。

設(shè)計不同級配類型和空隙率的瀝青混合料,通過劈裂強度、抗壓強度、抗壓回彈模量、單軸靜載蠕變等試驗,研究2種水作用（凍融循環(huán)和高溫浸水）對瀝青混合料常規(guī)力學(xué)性能和高溫性能的影響。研究結(jié)果表明：水的作用嚴(yán)重削弱了瀝青混合料的性能,高溫浸水的影響明顯小于凍融循環(huán)的影響;瀝青混合料性能與其級配和空隙率有關(guān),粗集料形成骨架,細(xì)集料起填充作用,形成具有適宜空隙率的瀝青混合料,水穩(wěn)定性良好;可以采用burgers模型來描述瀝青混合料在水損害前后的蠕變行為,其模型參數(shù)會因水作用而變化,高溫浸水和凍融循環(huán)會嚴(yán)重削弱瀝青混合料高溫抗變形能力。根據(jù)不同受力狀態(tài)（如受拉和受壓）下的瀝青混合料力學(xué)指標(biāo)在水作用前后的變化,對其水穩(wěn)定性的評價結(jié)果可能不同,應(yīng)綜合考慮水穩(wěn)定性和其他路用性能（如高溫穩(wěn)定性）的要求。

結(jié)合工程實際研究了級配對泡沫瀝青混合料的密度、空隙率、干濕劈裂強度、穩(wěn)定度及抗剪強度等物理力學(xué)性能的影響.研究表明,細(xì)集料偏少的混合料經(jīng)合理設(shè)計,只要馬歇爾穩(wěn)定度符合要求,其水穩(wěn)性及抗剪強度是可以符合要求的,這樣的級配在工程中是可取的.

組成比例 (%) 原ac-251#料100100.092.10.70.10.10.10.1 材1#料100100.0100.0100.0100.091.424.20.9 料2#料100100.0100.0100.0100.0100.099.512.9 規(guī)3#料100100.0100.0100.0100.0100.0100.095.1 格4#料100100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0 礦粉100100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0 混ac-251#料000.00.00.00.00.00.0 合1#料434343.043.043.039.310.40.4 料2#料3838

為了研究除冰填料對瀝青混合料路用性能的影響,采用等體積替代法進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計,并對不同摻量除冰填料對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、低溫性能以及水穩(wěn)定性能進(jìn)行了對比分析.試驗結(jié)果表明:除冰填料對瀝青混合料高溫性能與水穩(wěn)定性具有顯著影響,對低溫性能也有一定影響;建議將水穩(wěn)定性與低溫性能作為除冰瀝青混合料配合比設(shè)計關(guān)鍵控制指標(biāo),且除冰填料替換摻量不應(yīng)超過50%.

為了研究集料加工質(zhì)量對瀝青混合料礦料級配變異性的影響,利用統(tǒng)計方法對集料加工質(zhì)量與礦料級配的變異性的相互關(guān)系進(jìn)行了定量分析。研究表明,瀝青路面集料加工質(zhì)量與礦料級配的變異性之間存在相關(guān)性;均勻性較差的集料,其礦料級配變異程度較大;均勻性較好的集料,其礦料級配的變異性稍小。