我国常用抗滑沥青混合料性能对比分析

我国常用抗滑沥青混合料性能对比分析

随着我国高速公路的快速发展，交通量的增加和速度的提高，沥青路面的抗滑性已成为沥青路面的焦点。为了保证平坦的道路的理想抗滑性，中国的道路研究人员进行了大量工作，介绍了抗滑性类型。例如，抗滑性夹芯的类型，多砾石绿色混凝土sac、多碎石绿色玛蹄脂的sma、大断裂绿色混凝土ogf等。然而，由于缺乏系统的访问，它在使用上是不可能的。作者选择了四种抗滑性材料：抗滑性16b、抗滑性16b、ogfc-16和sac-16，并对其进行了内部研究。分析了高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性、水稳定等性能，并检测了其表面性能（抗滑性和透水性）。这是抗滑缺陷的选择和应用。1抗滑级配组成本课题选取我国规范规定的沥青抗滑级配AK-16B、多碎石沥青砼SAC-16、多碎石沥青玛蹄脂SMA-16以及大空隙沥青混合料OGFC-16等4种级配类型.通过室内试验,分析评价它们的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性、水稳性等力学性能.并利用室内的车辙板进行摆值与构造深度及透水系数检测,以评价其表面性能.课题组拟定的抗滑级配组成见表1.2原材料性能2.1沥青路本研究的沥青采用进口日本沥青AH-90#,并通过4%的燕山石化公司生产的SBS进行改性,其技术指标见表2.2.2收集数据粗集料采用河南鹤壁产的玄武岩,其技术指标见表3,细集料也采用同类型石质的石屑,矿粉由石灰岩磨细而得,其亲水系数为0.78.2.3德国产的抗裂性双抗疲劳纤维纤维稳定剂主要用于SMA抗滑层中,目的是增加混合料中沥青用量,以提高其低温抗裂性及抗疲劳特性.采用的纤维为德国产的Viatop66木质素纤维,该产品的纤维已与沥青按2∶1的质量比混合成粒状.用量为混合料质量计的0.45%,相当于加入0.3%的纤维.3沥青最佳用量确定不同的沥青混合料应采用不同的最佳沥青用量确定方法.AK-16B、SAC-16沥青混合料按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)采用马歇尔试验法确定最佳沥青用量,SMA-16、OGFC-16沥青混合料的最佳沥青用量依据析漏试验与飞散试验(见《公路改性沥青路面施工技术规范》)确定.各级配在最佳沥青用量下的混合料物理指标见表4.4结果表明，混合动力的青-r具有良好的试验结果和分析4.1试验结果分析高温稳定性采用车辙试验的动稳定度评价,试验的试件是在确定的最佳沥青用量的基础上,成型300×300×50mm的车辙板.试验温度60℃,轮压0.7MPa,车轮行走次数42次/min.其试验结果见表5.按照动稳定度由大到小的规律:SMA-16>OGFC-16>SAC-16>AK-16B.SMA-16与OGFC-16均具有较大的动稳定度(>3000次/mm),该结果充分体现了矿料级配组成的骨架作用.比较SAC-16和AK-16,SAC-16由于具有较多的矿粉而使沥青的粘滞度提高,从而具有比AK-16B高的动稳定度.4.2低温弯曲活性测试低温抗裂性采用低温弯曲蠕变速率评价,试件利用车辙板切割40×40×250mm的小梁,跨径200mm,应力水平1MPa,试验温度为0℃,加载方式采用集中加载,试验设备采用进口美国MTSNew810伺服液压闭环回路试验系统.低温弯曲蠕变速率的试验结果见表6.从结果来看:OGFC-16>SMA-16>SAC-16>AK-16B.分析OGRC低温蠕变速率最大的原因可能是其混合料内部空隙率过大,其变形主要依赖孔隙的变形,但应注意的是其弯拉强度较低(见表7);而SMA-16依靠沥青胶浆的胶粘作用是其具有较高的低温柔性.而SAC-16和AK-16B呈现比较差的低温抗裂性.4.3沥青的疲劳试验疲劳特性采用疲劳试验的疲劳回归方程评价,试验的试件尺寸为50×50×250mm,跨径200mm,按照三分点加载.试验设备采用进口美国MTSNew810伺服液压闭环回路试验系统.对疲劳试验的试验结果分析,一般借助于疲劳试验方程Nf=k(1/σ)n,疲劳试验结果见表7.沥青混合料的抗疲劳性能通过应力比与疲劳作用次数的回归方程的两个参数来反映,k值表示疲劳曲线线位的高低,值越大说明其耐疲劳性越强,n值表示疲劳寿命对应力水平变化的敏感程度,值越大耐疲劳性越差.从表中看,系数k值反映出OGFC-16和AK-16B处于同一水平,疲劳寿命较小;系数n值反映,SMA-16、OGFC-16和SAC-16处于同一水平,SMA-16、OGFC-16可能时沥青膜较厚,在一定程度上提高疲劳韧性,而SAC-16由于混合料密实孔隙小而使其对疲劳显得不太敏感.4.4残留稳定度试验水稳性采用马歇尔试件的残留稳定度来评价,试件在60℃水中饱水48h.试验设备采用英国ELE公司生产的马歇尔试件试验机.残留稳定度试验结果见表8.由表8可知,SMA-16和SAC-16均具有较高的残留稳定度,其原因是两者的内部孔隙率较小,且SMA-16有较多的改性沥青;孔隙很大的OGFC-16仍保持有较高的残留稳定度,其一是因为采用改性沥青外,另一个原因是其沥青膜较厚所造成的.5测试结果及朝阳混合材料表面性能5.1抗滑性能分析沥青混合料的抗滑性能检测是在室内的车辙板上进行,采用摆式仪的摆值和构造深度来表征,试验设备采用英国ELE公司生产的便携式摆式仪.其试验结果见表9.从试验结果来看,OGFC-16与SMA-16均表现出较好的抗滑性能,因为两者具有相当多的粗集料.AK-16B和SAC-16构造深度与摆值较小,但其值远远满足《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)抗滑标准(摆值:≥45;构造深度:≥0.55),说明这两者作为抗滑级配能满足设计要求.5.2透水能力测试.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数见表面层透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水系数.透水率.透水率.透水率随比不透水率的变化.透水率随比不透水率.透水率.透水率随中心透水率的变化.透水率.透水率.透水率.透水率.透水率.透水率随高度抗滑级配沥青混合料作为沥青路面的表面层,路用性能的发挥与使用寿命的长短和表面的透水能力有很大关系.一般来说,透水能力越大说明表面的水分易进入混合料内部,若不能及时排除,就会造成路面破坏.透水能力通常采用透水系数来表示,透水系数检测是在室内的车辙板上,采用透水仪进行的.其试验结果见表10.由表10可见,透水系数的大小以此为:OGFC-16>AK-16B>SAC-16>SMA-16,规律为随着孔隙率的增大而变大.SAC-16和SMA-16的透水系数相当小,说明几乎不透水,密水性强.OGFC-16的透水能力极强,说明水分容易排除,但若要采用OGFC做上面层,必须在基层下设置不透水层.AK-16B具有一定渗水性能,但由于孔隙较小,水分进入后不易排出,再采用它作为路面的表面层就应考虑它的密水性,若处理不当,就有可能造成路面水损坏.6混合料的抗滑性能通过以上分析,可以得到如下结论:1)抗滑级配类型的抗滑性能由低到高分别为:AK-16B<SAC-16<SMA<OGFC.2)各抗滑级配沥青混合料的抗滑性能均能满足沥青路面的设计要求.综合来看,SMA-16在具有良好的力学性能的同时,其抗滑性能表现得