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摘要:沥青混料实际应用期间,往往针对于高温性能层面有着极高的要求及标准,需对其各项试验指标实施对比分析。鉴于此,本文主要围绕着沥青混料高温性能的试验指标对比开展深入的研究和探讨,为后续更多技术专家和学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导。
关键词:高温性能;沥青;混合料;试验;
前言
沥青混料高温性能的试验操作是一个极具负责性过程,为能更好的开展此项操作,本文结合相关资料,总结分析沥青混料高温性能的试验指标对比,确保可高效完成此项试验操作。
1、试验方案
1.1 在配比层面
本次试验所用沥青是基质70#的沥青、改性SBS的沥青和橡胶沥青,试验室内拌制橡胶沥青。沥混料级配则选定SMA-16及AC-16中值级配,以马歇尔的设计法,将不同的沥混料油石比确定下来,获取六种不同沥混料油石比最佳试验操作结果[1]。
1.2 在试验方法层面
沥青层面应变需把控至12%,维持900s保温条件,实施180s试验操作,速率荷载则维持10.0rad /s,通过试验操作可以得到不同沥混料复合式剪切模量G*δ相位角,G*/ sinδ则要求定义成沥青实际车辙系数,确保表征沥青自身高温特性;
马歇尔基础试验实操:设试验实操温度60 ℃,试件选定尺寸是Φ101.6 mm × 63.5 mm;设50 mm /min±5 mm /min的加载速率;设16 mm ± 0.05mm的钢球直径;对上下压头,则设 50.8 mm ± 0.08 mm的曲率半径,经试验可知晓沥混料马歇尔的稳定度MS。
车辙试验操作:以国标的车辙仪,设60℃-70 ℃的温度区间;轮压则设0.7 -1.1MPa区间,设车辙板的尺寸是300 mm ×300 mm × 50 mm,待完成了车辙试验,便获沥混料的动稳定度DS;单轴贯入的试验操作:试件操作以揉搓方法制作成为圆柱体的试件,此试件设Φ100 mm ×100 mm尺寸;试验实操设60 ℃温度;设直径为28.5 mm的压头、加载的速率则设1 mm / min,试验后获τmax沥混料的抗剪强度还有粘聚力C;此外,实施单轴压缩动态模量及灰色的关联度试验操作。
2、结果及分析
2.1 在PG分级层面
经DSR剪切流变的试验操作,对三种不同的沥青原样进行PG分级温度试验,得到沥青车辙系数和PG分级温度。从结果当中可了解到,SBS的改性沥青,其车辙因子要比橡胶沥青较大一些,故从沥青的角度分析,SBS改性的沥青高温性能优良。
2.2 在稳定度层面
围绕沥青混料实施马歇尔的稳定度层面试验操作后可知晓,SBS 改性的沥青混料马歇尔实际稳定度比其余沥青两种成型混合料相比略大些,且AC-16级配的混料马歇尔实际稳定度超出SMA-16级配的混合料实际稳定度,结合实践经验分析,SMA 级配高温的稳定性需优良,马歇尔的稳定度参数值当然相对少些[2]。故以马歇尔实际稳定度,针对各个级别级配沥青混料开展温性能有效分析较为关键。
2.3 在单轴贯入层面
围绕各种沥混料实施单轴性质的贯入试验,获取试验结果,对数据信息实施有效分析便可知晓,SMA-16及AC-16这两种级配的混合料,改性SBS沥青所具有的抗剪强度还有粘聚力,全都比橡胶沥青和基质70#沥青高出许多,证明了 改性SBS沥青的高温稳定特性优势明显,对于基质沥青、橡胶沥青,此试验操作方法无良好区分;比较分析AC-16及SMA-16级配的试验操作结果可了解到,与SMA-16相对比起来,其有着极高抗剪切强度集粘聚力,故在没有围压情况之下,有较多AC级配的细集料,有着良好粘聚力,对于沥混料来说,高温特性较高,SMA的骨架结构优势未凸显出来。
2.4 在车辙层面
因试验量极其大,为围绕着沥青不同集级配会对沥混的高温特形成产生影响实施对比分析,对于四种不同沥混料实施不同压强集温度条件下车辙试验操作。经分析后可了解到,对比起来 X-SMASBS-AC 自身动稳定度,该SBS-SMA更有优势性,而最差的是70-SMA,级配是AC-16的动稳定度往往会随着压强变大而加速降低,SMA-16 该级配较为稳定,骨架结构持续为沥混料的高温特性提供助力;比较分析60 ℃与70 ℃温度环境之下沥青的动稳定度可了解到,过高温度会促使沥混料自身高温性能逐渐劣化,产生路面车辙。
2.5 在单轴压缩层面
围绕四种不同沥混料实施最佳油量下动态化基础模量试验,算出45 ℃ 温度环境之下,沥混料不同的车辙因子。从动态模量的试验分析结果当中可了解到,所有混料动态模量均伴随着加载频率持续增长而增加,低频范围增长而增大速率,伴随频率持续增大,期速率增速会放缓。动态模量会伴随温度的提升而逐渐下降,大部分温度环境之下,SBS—AC动态模量极高,但针对SMA16级配混料,低温环境之下,70—SMA 动态模量极高,伴随持续增温,SBS-SMA 动态模量良好,SBS沥混料的动态模量持续变化,其速率相对橡胶沥青及基质沥青,极具稳定性,高温低频环境下最为明显,如此可反应SBS 沥混料自身高温性能优良,SBS-AC高温性能要比SBS-SMA有着突出的优势性[3]。NCHRP则定义为相应的车辙因子,该参数值皆反映此沥混料的高温特性。经比较分析后可发现,SBS沥混料的车辙因子,其优于其余的沥青,处于高温低频的环境会更为突出,SBS-AC的车辙因子优于SBS-SMA,这四种不同的混料实际高温特性具体排序是:SBS-AC、SBS-SMA、X-SMA、70-SMA。
2.6 在指标相关性层面
比较分析试验操作结果后可知晓,选定高温性能关键性指标,其内含最佳油环境之下MS和标准车辙环境之下的DS,10 Hz/0.1 Hz、45 ℃环境之下动态化模量试验,10 Hz/0.1Hz、45℃环境之下的动态化模量试验操作,64 ℃沥青环境之下PG的分级试验操作,64 ℃沥青环境之下PG的分级试验操作,60 ℃环境之下单轴贯入的试验),以灰色关联性分析方法为基础,分析所选定指标相关性,静计算可获取各项指标关联度。为方便对比各项指标相关性、指标的稳定性等,将所有指标之间的关联度实际均值算出来,经计算分析后可知晓动稳定度及0.1 Hz环境之下动态模量和沥青复剪切基础模量相关性优良,但是,其动稳定度和其余指标呈较差相关性状态,沥青材料复剪切基础模量及车辙因子,两者和其余指标有着一定的相关性,属于大均值,数据则呈良好的稳定度,表明沥青极大地影响着混合料自身高温性能;从单轴贯入可获取相应试验指标,相比较沥青复的剪切模量及沥青的车辙因子、0.1 Hz环境之下车辙因子优良;10 Hz和0.1 Hz环境之下,动态模量和各项指标相关性无较大差别,但0.1 Hz环境之下相关系数极具稳定性;10 H及0.1 Hz环境之下,对比此车辙因子处在10 Hz的条件下,此车辙因子和相应指标总体相关性会比 0.1 Hz环境下车辙因子占据优势。
3、结语
综上所述,沥青混料高温性能的试验指标对比可了解到,SBS改性的沥青高温性能优良;针对各个级别级配沥青混料开展温性能有效分析较为关键;无围压条件,AC级配极多细集料,皆有优良的粘聚力,对于沥混料来说,高温特性较高,SMA的骨架结构优势未凸显出来;过高温度会促使沥混料自身高温性能逐渐劣化,产生路面车辙;沥混料SBS的车辙因子,其优于其余的沥青,高温低频这一条件下明显,SBS-AC 的车辙因子优于SBS-SMA;10 Hz环境之下,车辙因子及其各项指标相关性要比 0.1 Hz环境下车辙因子占据优势。
参考文献:
[1]张认,秦仁杰,何婉玉,等.沥青混合料高温稳定性试验研究[J].路基工程,2019,10(004):138-139
[2]田伟,周杰,曾梦澜.生物沥青调和沥青结合料与混合料性能指标的相关性分析[J].公路工程,2020,45(002):178-179.
[3]孙艳娜,李立寒.基于流变性能试验的沥青高温性能评价指标研究[J].建筑材料学报,2019,17(05):826-827.