排水沥青路面性能影响因素试验研究 张满兰

发表时间:2020/8/19   来源:《建筑模拟》2020年第8期   作者:张满兰
[导读] 排水沥青路面采用大空隙率的沥青混合料,提高行驶的安全性;可以抑制轮胎与铺装之间的空气爆破音,排水沥青混合料为骨架空隙结构,由于细集料比例小,石料之间的接触以点接触为主,相对于密级配沥青路面,施工质量控制对排水沥青路面性能的保障更为重要。路面施工时,设计空隙率偏大、压实温度低造成压实度不足;交通管理分割施工形成冷接缝等问题,都可能造成排水沥青路面性能不足和过早破坏。因此,需研究这些因素对排水沥青混合
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        摘要:排水沥青路面采用大空隙率的沥青混合料,可有效地减少雨天时水雾对视线的影响和制动距离的延长,提高行驶的安全性;可以抑制轮胎与铺装之间的空气爆破音,吸收车辆的引擎声等噪声。排水沥青混合料为骨架空隙结构,由于细集料比例小,石料之间的接触以点接触为主,相对于密级配沥青路面,施工质量控制对排水沥青路面性能的保障更为重要。路面施工时,设计空隙率偏大、压实温度低造成压实度不足;交通管理分割施工形成冷接缝等问题,都可能造成排水沥青路面性能不足和过早破坏。因此,需研究这些因素对排水沥青混合料性能的影响,为施工质量控制提供依据和参考。
        关键词:排水沥青路面;性能;影响因素
       
        引言
        排水沥青路面具有抗滑性能好、噪声低、抑制雨天行车水雾、防止高速行车“水漂”、减轻夜晚行车眩光等技术特点,可以实现增进道路安全性、提高雨天行车舒适性、减少交通噪声等三大路面服务性能优势。排水沥青路面具有较大的空隙率,能有效提高路面渗水能力,在越来越注重道路功能性的今天,作为一种环境友好型路面已逐渐成为公路建设的一个重要发展方向。
        1试验部分
        1.1试验方案
        本试验方案将采取上海本地沥青混合料拌站常用原材料,通过级配设计和采取对应的试验方法,设计3组不同的级配并进行试验,最终得到-13混合料最佳空隙率,以此来提高排水沥青混合料的性能。
        1.2沥青指标性能
        本文将对沥青感温性能研究、沥青的高温和低温性能研究、弹性回复性能研究、老化性能研究进行简单的介绍。感温性能研究中具有针对性的性能指标针入度指数PI,其能更好地反应沥青的感温度。PI值的大小由针入度值和温度的对数关系确定。
        1.3沥青性能试验方法
        沥青材料的高温性能试验通常采用传统的实测软化点实验外,还有当量软化点、60℃粘度以及针入度指数PI试验等。沥青低温性能的试验研究大致分为传统方法和以沥青性能等级为指导的两种方法。分别有针入度试验、脆点试验和低温直接拉伸试验以及小梁弯曲蠕变试验等。沥青老化又分为短期老化和长期老化两种过程,因实验过程不同,其研究老化方法也不同[15]。短期老化的试验方法此前采用的是国际通用的沥青蒸发前后损失量试验(LOH),目前所采用的是薄膜烘箱(TFOT)方法,该方法是通过采用老化前后的指标变化程度来描述沥青材料的老化程度,我国目前也采用此种方法(163℃,5h);长期老化的试验方法早期是通过模拟自然环境条件下的老化程度,目前采用压力容器下的PAV以模拟沥青材料在真实的使用环境中使用5年的变化。
        1.4结果讨论
        沥青路面会受到不同因素的影响,导致会出现各种不同类型的病害。目前,我国城市沥青路面常见的病害类型主要有以下几类:(1)裂缝病害。沥青路面开裂,沥青路面受到温度、荷载等作用会出现开裂的现象,其主要外在形式为横向裂缝、纵向裂缝以及不规则裂缝等等;数据显示,裂缝病害是沥青路面的主要病害;(2)车辙病害。车辙病害主要是路面上过往车辆的荷载超过路面的设计荷载时就会对路面造成破坏,久而久之就容易出现车辙;(3)水损坏。水损坏包括沥青混合料出现松散、水分侵蚀基层和路基而导致的承受力下降等;(4)其他类型的病害。其他常见的沥青路面的病害还有推移病害、坑槽病害、磨光病害等。


        2城市沥青路面常见病害的治理
        2.1改善设计,提高施工技术
        在进行城市沥青路面的设计过程中要综合考虑多方面的因素来进行设计,这对设计师的专业能力和职业素养提出了更高的要求,要求设计师不仅要了解当前城市沥青路面的发展现状,还要有一定的预见性和大局观,全盘考虑之后再进行城市道路设计。因此,负责道路建设的有关单位在进行设计单位和设计师的选择上一定要慎重,要选择具有高质量以及良好信誉的设计单位,选择经验丰富、理论水平高、专业能力强的设计师,这样能够在一定程度上保障设计的质量。设计单位和设计师确定之后,进入沥青路面的设计时,设计师应该考虑未来的交通发展趋势和城市的未来发展,并要调查明确设计的路段在未来城市发展中所占的地位,根据这些情况作为设计的辅助依据来进行合理的设计规划,确定好沥青路面的承载能力。接下来,根据相关规范进行转换,从而确定好沥青路面的结构厚度。同时,进行路面设计时还要考虑当地的气候、地理位置、降水情况等环境因素的影响,这是因为雨雪等天气都容易给沥青路面带来病害,要选择密实稳定的路面结构,不同的地质因素也都会给沥青路面带来病害。后,对于特殊的容易发生病害的位置进行特殊设计,增强设计标准,提高沥青路面的设计强度,让其能够承载特殊的荷载等。
        2.2确定冷再生底基层材料的组合方案
        近年来,随着原材料紧缺,在养护维修工程中普遍对现有公路进行全深式冷再生处理。由于原有路面基层材料级配的不同,在实际施工中为了达到设计目标强度值,要结合公路工程施工的实际情况,制定最优施工方案,重视实验室工作质量,有代表性的材料送到实验室进行筛选分析,通过计算机技术进行“人机对话”调整,选择理想(贴紧范围中值)的级配方案,进而确定掺加碎石现场撒布量、再生机一定行进速度和转子转速组合的合理施工方案。
        2.3精选材料
        使用水泥粉煤灰石灰碎石,一方面可有效保证早期强度,另一方面也可严格控制材料裂缝。与普通的石油沥青相比,SBS改性沥青具有良好的地温抗裂性能,而且稳定性优势也较为明显,具有较为理想的抗车辙效果。利用SBS改性沥青能够延长路面的使用寿命,其可应用于大规模的机械施工。在抗裂性能和经济环保性能方面,SBS改性沥青均具有显著的优势。
        2.4施工现场的试验检测控制
        沥青路面现场施工最主要的控制指标是压实度。常规条件下,现场检测压实度的方法是基层及底基层采用灌砂法,沥青路面采用钻芯取样后送实验室检测。通常情况下,压实度主要用百分号表示。路面不同,结构的压实度也不同,须达到的目标值也是不同的,检测频率也不同,单点计算结果大于等于目标值为合格,小于目标值为不合格,并用扣除偏差系数的代表值来计算评定。如果没有达到质量标准,要不断查找具体原因,认真分析问题并采取及时有效的解决措施。
        结束语
        沥青材料的性能可以通过单一的性能指标进行评价,也可以通过几个性能指标的不同组合进行评价,工程用料的沥青材料的选择往往会面对沥青选择的难题,因此可以采用本文提出的综合性能评价方法进行选择。可以根据不同的气候地区制定不同的权重比例进行计算,这种方法不仅可以判断不同品牌、不同材料的沥青材料的性能,也可以同时判断同一种沥青材料的改性后的材料性能,从而选择出更适合当地的沥青材料,使得高速路面的质量更好,使用寿命更长。
        参考文献:
        [1]智韶宇.轮胎——路面相互作用下的抗滑性能研究[J].交通世界,2018(34):38-39+43.
        [2]张琛玮.沥青路面质量的影响因素及控制分析[J].交通世界,2018(36):30-31.
        [3]李俊,龚志强.温度对沥青混合料压实性能的影响[J].施工技术,2018,47(S4):833-835.
        [4]陈瑞考,魏学利,宋玲,陈宝成,罗文功,杨拴成.沥青混合料中掺加定量抗车辙剂后的路用性能[J].科学技术与工程,2018,18(36):120-124.
        [5]陈世斌,袁永强,姚运仕,李晓辉.沥青路面真空压实的试验研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2018,50(06):901-905+912.
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