占传超
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摘要:造成高速公路沥青路面出现各种破坏的原因包括施工环节和材料等多方面,其中施工环节受到人、材料、气候等因素影响,沥青路面产生质量变异大部分发生在此环节。为此,本文对沥青混合料进行室内车辙试验、水稳试验及低温弯曲试验,以探究不同沥青混合料的路用性能。
关键词:道路工程;沥青混合料;性能试验
1原材料
1.1沥青
本文选择道路石油70#基质沥青和SBS改性沥青,对其技术指标进行试验,结果见表1、表2。
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1.2集料
粗集料原则上应选择质地坚硬、表面无杂质、未风化且粒径大于2.36mm的碎石,高速公路面层中的沥青混合料一般选择玄武岩碎石作为粗集料骨架结构,但必须控制玄武岩碎石的针片状颗粒含量。细集料选择干燥坚硬并具有一定级配的砂颗粒,严禁使用边角料替代。通常选用石灰岩磨成的细粉作为矿粉,若使用其他填料作为矿粉,必须检测其技术性能,满足要求后方可使用。
2工程实践
2.1工程概况
某高速公路作为城市经济联系的重要通道,路段全长为34.25km,其中试验路段桩号为K50+300—K55+200,设计速度为100km/h,路基全宽25.4m,按照我国高等级公路建设标准进行设计。现考虑该段公路潜在交通量大、重载超载车辆多的情况,主要采用AC—20C沥青混凝土,并采用室内试验来评定混合料的高温稳定性、低温抗裂性等指标,以便在实际路面中生产使用。
2.2配合比设计
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2.3高温性能
温度是影响沥青混合料高温性能的首要因素,环境温度越高,沥青混合料模量越低,更容易出现车辙。鉴于环境温度对沥青混合料高温性能影响较大,而一般沥青路面出现车辙病害时环境温度都在30℃以上,本文针对上述研究成果,依据规范要求分别对70#石油沥青和SBS改性沥青沥青混合料在40℃~70℃(间隔10℃)下进行车辙试验。
(1)随着温度逐步升高,70#基质和SBS改性沥青混合料的动稳定度都在降低,但随着温度的升高,降低速度稳步放缓,说明温度对沥青混合料有直接影响。
(2)在相同温度下,SBS改性沥青混合料的动稳定度远高于70#基质沥青,说明SBS改性沥青可以大幅提高沥青混合料的高温稳定性,而且SBS改性沥青还可以最大程度减少道路沥青车辙。
2.4水稳定性
如果高速公路沥青路面有积水,汽车在高速行驶时,会降低沥青与集料之间的黏性,引起剥落、松散等病害,因此对沥青混合料的水稳定性进行评估是非常必要的。本文采用Marshall浸水试验的残留稳定性和冻融劈裂强度来测定70#基质和SBS改性沥青混合料的水稳定性。
SBS改性后的沥青混合料在浸水和冻融循环过程中,比70#基质沥青混合料具有更大的稳定性和强度,因此,推荐在高速公路中采用SBS改性沥青混合料。
2.5低温性能
由于沥青是一种比较敏感的材料,当大气温度急剧下降时,沥青混合料的强度和刚度会急剧增加,但弯曲变形会明显下降,导致脆性破坏。为研究沥青混合料低温抗裂性,在温度为-10℃±0.5℃、加载速率为50mm/min的参数下进行小型弯曲试验,以抗弯拉强度和劲度模量为指标评价其低温性能。
SBS改性沥青混合料的低温性能大幅优于70#基质沥青混合料,在实际阶段应可综合考虑区域最低温度和经济性来确定是否采用SBS改性沥青进行路面施工。
结束语
本文结合高速公路沥青路面原材料性能,即沥青和集料技术指标试验基础上,依托某实际工程,拟定室内级配曲线,采用马歇尔试验法确定最佳油石比,分别对70#基质沥青和SBS改性沥青混合料进行高低温试验及水稳定性试验,结果发现:SBS改性沥青混合料的高低温及水稳定性均远远高于70#基质沥青,因此,高速公路面层中应大力推广SBS改性沥青,以获得耐久性更长的沥青路面。
参考文献
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