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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高模量沥青混凝土在处理高速大路车辙中的应用【摘 要】随着我国经济社会的不断进展,大路交通运输系统 承载着越来越繁重的任务,人们也对高速高路的安全性和舒服性 提出了更高的要求；目前绝大多数的高速大路沥青路面结构来 说,路面会在建成之后几年的时间就会显现早期的病害；其中沥 青路面的高温车辙问题显得尤为突出,车辙的显现严峻影响了行 车的舒服性,也影响了行车的安全；本文就是针对这一问题,提 出用高模量沥青混合料来解决这一问题；【关键词】高速大路；车辙病害；高模量 1、引言 我国自改革开放以来大路建设取的了长足的进展,特殊是高速公 路的建设取的很大的成果
2、,目前我们国家的高速大路通车总里程 已经位居世界其次；虽然是取的了很大的成果,但是从现阶段来 看我国的高速大路早期病害的现象仍是比较普遍,其中车辙病害显得尤为突出；我国许多省市的夏天高温能到30左右,这样沥青路面由于吸热温度可以达到60；观测说明即使路表以下10cm的位置也能达到 40左右；假如较长高温天气,在车辆荷载的反 复作用下就会特别简洁产生车辙问题；这是由于沥青是一种粘弹 性材料,在温度较高的环境下沥青就会表现出肯定的塑性体的性 能,在同样的车辆荷载作用下,沥青路面就会产生比之前更大的 变形,其中不行复原的永久变形就形成了车辙；为解决这一问题 人们尝试采纳了不同的级配组合和沥青的类型,
3、高模量沥青混合名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 料的显现也是在这个背景下产生的；它在处理高速大路车辙问题方面表现出了很好的优越性；2、国内外的进呈现状2.1 国外情形法国是较早讨论高模量沥青的国家,在上世纪60 岁月,硬质沥青就已经在法国被应用；经过在法国十几年的进展高模量混凝土已 经取得了很大的进步,在提高抗车辙性能的同时也在不断改进其疲惫性能、低温性能和耐久性；在1999 年法国铺筑了一段高速实验路,进一步验证硬质沥青的各项路用性能的好坏；从结果来看 取得了预期的成效；目前法国的高模量混凝土的利用率已经在 50
4、% 以上；葡萄牙在上世纪 90 岁月将高模量沥青混合料技术引入到其国内,经过几年的的反复使用已经证明白高模量沥青混凝土的较好的适 用性 2.2 国内情形 我国对高模量沥青混凝土的讨论起步比较晚,主要是借鉴国外的 一些先进体会；其中中石化石油化工科学讨论院和辽宁省高等级 大路建设局研制的高模量沥青添加剂填补了我国在这一方面的空 白；华南理工高校对高模量混凝土进行了具体的讨论,讨论的结果表 明沥青混合料的模量越高显现的车辙深度就越小,这也说明高模 量沥青混合料是处理高速大路车辙问题的一个很好的方法；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - -
5、 - - - 3、高模量沥青胶结料讨论 3.1 简况 沥青胶结料是一种粘弹性材料,在高温条件线表现出流体的特 性,在低温条件先沥青有表现出弹性体的特性；高速大路对沥青 胶结料提出了更高的要求,既要保证在高温条件下不发生车辙问 题也要在低温条件下不发生开裂；高模量沥青胶结料就是为明白 决车辙问题,由于沥青胶结料在沥青混合料中起到的特别重要的 作用；3.2 提高沥青胶结料模量的途径 1、使用低标号的沥青,法国在低标号沥青的讨论方面做了大量的 工作,要求沥青的针入度要在 25 以下；2、添加提高沥青模量的外掺剂,这些外掺剂通常是胶粉或者是聚 乙烯等材料；这写外加剂可以添加的沥青之中形成高模量沥青也
6、可以添加到骨料之中都能够起到提高沥青混合料模量的作用 3、加入自然沥青岩或者是湖沥青,这类自然沥青可以很好的提高 沥青混合料的高温性能；4、高模量沥青混合料协作比设计 高模量路面在国外进行了几十年的进展,目前己经形成了特地的 材料组成设计体系；在我国,对高模量沥青混凝土的讨论仍刚刚 开头不长时间,意义道路科研院所和高校对高模量沥青混凝土的 级配进行了初步的讨论,对添加高模量添加剂的沥青混凝土的研 究室比较少的,也没有形成完善的设计指南和规范要求；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.1 选取矿料级配 通过对沥青路面
7、的跟踪调差,高速大路的车辙病害主要是集中在 路面的中面层,这是由于我们国家的沥青路面设计长期以来主要 是考虑具有较好的水稳固性,为了提高沥青混合料的高温抗车辙 才能,设计了 ac-20. 级配组成见表 1. 表 1 级配组成级配类型通过率4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.1526.5 19 16 13.2 9.5 0.075 ac-20 100 95.3 84.9 72.1 60.0 27.9 26.4 20.2 14.8 10.6 7.9 5.5 4.2 马歇尔参数确定 马歇尔设计方法在我们国家得到了大规模的推广和使用；从实际 的试验过程分析来看高模量沥青混合料的拌和温度需要
8、较高,而 且在常规的拌和时间下发觉沥青混合料不能很好的拌和匀称,所 以要时代那个的政绩沥青混合料的拌和时间,合理的提高沥青混 合料的拌和温度；透过马歇尔试验成立马歇尔试件,测定沥青混 合料的各项体积指标和稳固度、流值等；确定最终的油石比和级 配组合；5、高模量沥青混合料的路用性能 5.1 高温稳固性 沥青混合料的高温稳固性是路用性能的一个重要指,也直接关系名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 到车辙病害的发生；假如沥青混合料的高温稳固性不足就会产生 一些列的病害,其中车辙病害是高温稳固性不足的一个重要表现 形式；从目前
9、世界范畴来看,对沥青混合料高温稳固性的评判发 发有许多,车辙试验、现场铺筑试验路、加速加载试验都是在国外利用比较普遍的；我们国家主要采纳的就是 5.1.1 车辙试验分析60的车辙试验；车辙试验的结果可以对试验过程的各个加载时间段和车辙的深度 进行具体的分析；车辙试验的动稳固度是车辙进展相对稳固阶段 的斜率,可以表征车辙的进展变化情形,动稳固度不能够确定动 态过程中曲线的具体位置；于是就提出了综合稳固指数这一概 念,它考虑到了初期的压密和固结蠕变,合理的说明白动稳固度 和永久变形量两种的冲突；5.1.2 车辙试验过程 车辙试验操作简洁,而其数据直观,是目前我国规范要求的一种 衡量沥青混合料高温稳
10、固性好坏的一个方法；车辙试验的过程是第一碾压成型标准的车辙试件；将车辙试件在60条件下进行养护；养护时间满意时候,用轮压是 0.7mp 的实心轮来回运行；运 行 1h 后系统会自动运算出动稳固度的数值；动稳固度按式运算；ds=t1-t2*n/（d2-d1）式中： ds动稳固度（次 /mm）；d1对应时间 t1 时的变形量（ mm）；d2对应时间 t2 时的变形量（ mm）；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - n试验轮来回碾压速度,通常为 42 次/min ；试验结果如表 2 表 2 动稳固度试验结果 类型 沥青含量
11、动稳固度（次 /mm）ac-20 4.5% 9902 ac-20 4.5% 9745 试验结果看高模量沥青混合料具有很好的高温性能；5.2 低温抗裂性 沥青路面在冬季低温环境下会产生温度应力,假如沥青混合料本 身的低温抗裂性能不能够满意要求的话就会产生低温开裂；沥青 混合料的变形性能无法满意由于温度下降对沥青混合料造成的拉 力,假如这个拉力超过了材料本身的极限值就会对沥青路面造成 破坏,这也就是造成了沥青路面的开裂；一旦在下雨天气,雨水 通过开裂的缝隙渗入到开裂的路面中,就会形成路面的水损坏,导致路面的整体强度下降,路面的在使用年限之内就会坏掉；所 以我们在兼顾高模量沥青混合料高温性能的同时也
12、要合理的保证 沥青混合料的低温抗裂性能能够满意路面的使用要求；合理评判 沥青混合料的低温抗裂性能,对于改善沥青混合料路用性能、延 长路面使用寿命具有重要意义；通过对沥青混合料的讨论说明,沥青的性能对改善沥青混合料的低温性能起到了很大的作用；所 以目前在实际工程中广泛的采纳各种性能优越的改性沥青来提高 沥青混合料的低温性能；我国目前采纳低温弯曲梁试验来评判沥名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 青混合料低温性能的好坏；5.2.1 小梁低温试验过程依据试验规程的要求制备车辙试件,将车辙试件通过切割机分切成将轮碾成型的车辙板
13、试件切割成长250mm*30*200的小梁试件,在-10条件下养护；进行低温弯曲破坏试验,试验要得到沥青混 合料的抗弯拉强度、破坏弯拉应变,运算破坏时的弯曲劲度模量 和临界状态下混合料的弯曲应变能,来评判再生沥青混合料的低 温抗裂性；运算公式为：式中, b、h 和 l 分别为跨中断面试件的宽度、高度和试件跨径,mm；rb 为试件破坏时的抗弯拉强度,mpa；为试件破坏时的最大弯拉应变； sb 为试件破坏时的弯曲劲度模量,mpa；试验结果见表 3；表 3 低温试验结果工程 类型 沥青用量抗弯拉强度 mpa 破坏应变（ ）弯曲劲度模量 mpa 名师归纳总结 1 ac-20 4.5% 10.6 344
14、7.6 3081.2 第 7 页,共 12 页2 ac-20 4.5% 10.6 2545.9 4145.4 3 ac-20 4.5% 10.6 3334.3 3173.1 4 ac-20 4.5% 10.7 3155.8 3374.8 5 ac-20 4.5% 8.7 1959.0 4463.0 6 ac-20 4.5% 7.8 2524.0 3092.9 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 从试验结果来看高模量沥青混合料也能具有很好的低温性能；5.3 水稳固性 沥青路面在雨雪天气会,假如路表和内部排水不准时就会有过多 的水分留在路面内部,这样在车里荷
15、载的反复作用下,水会在沥 青路面的内部间隙内来回的运动,假如沥青和集料的粘附性不好 的话就会将沥青膜从集料表面冲刷下来；这样假如连续下去的话 就会逐步扩展为坑槽,坑槽的形成会进一步加剧沥青路面的水损 害,坑槽会逐步变大就会集合更多的水,这样就形成了一个恶性 循环；假如不准时实行措施的话影响到整个路面结构；水损害是 目前我国高速大路上一个比较普遍的病害,也已经引起了人们的 重视；所以在高模量沥青混合料设计时必要要保证其具有较好水 稳固性；试验室主要采纳的是冻融劈裂试验来验证沥青混合料的 水稳固性；5.3.1 冻融劈裂试验过程冻融劈裂试验试验用劈裂强度比tsr 来评判沥青混合料的水稳固性,tsr
16、越大就表示沥青混合料的水稳固性越好；试验时需要制备 马歇尔试件,分成两组；具体的试验过程为：1、预备标准马歇尔试件,冻融劈裂试验的击实次数为双面 50 次；2、将试件编号,并且分为两组,二组进行冻融循环和另外一组进 行对比；3、二组试件在进行真空饱水；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4、将二组试件放入塑料袋加入约 的低温箱中；10ml 水,立刻放入温度为 -18 5、冷冻 16h 之后将试件取出, 60的恒温水槽 24h；6、最终将两组试件全部泡入 件进行劈裂试验；试验结果如表 4. 表 4 tsr 试验结果25
17、水中至少保温 2h,然后取出试编号 1 2 3 4 5 6 4.5 4.5 沥青含量（ %）4.5 4.5 4.5 4.5 类型 ac-20 ac-20 ac-20 ac-20 ac-20 ac-20 未冻融强度（ mpa）- 9.63 - 7.7 - 8.54 冻融强度 mpa） 7.38 - 8.45 - 7.93 - tsr 92.50% 从试验结果来看,高模量沥青混合料也具有很好的水稳固性；5.4 疲惫性能 在大路的使用过程中,沥青路面要经受车辆荷载反复不断的作 用,路面受力状况的不断变化会使得道路的强度不断降低；当路 面的强度不足以承担这些车辆荷载时,路面就会产生疲惫破坏,常见的形式
18、是显现网状裂纹；为了近大可能延长道路的使用寿 命,同时也是为了节省珍贵的不行再生的砂石材料和沥青材料,要尽最大可能保证高模量沥青路面的使用设计年限；这就需要对 对混合料的疲惫性能加以比较评判；目前,国内外应用现象学法名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 进行疲惫试验的方法许多,归纳分为四种类型：1、铺试验路,用标准轴重的汽车在试验路上连续不断的运行,采 集路面上的实际数据进行分析；目前运行较好的试验路是美国的 aashto 试验路；2、依据路面结构组合铺设路面在路面上模拟进行汽车的运行；这 一类型典型的代表就是加速加载
19、试验；3、试板试验法；4、小型疲惫试验；前面提到的方面要实际的运行投入的资金都比 较大,从我国目前高模量沥青混合料的讨论现状来看难以实现；为此我们国家一般举荐采纳小型的疲惫试验,常见的是四点或者 是三点梁疲惫试验；该试验可以在室内借助仪器便利的完成,节 省了时间和投入；取得的数据也能很好的反映沥青混合料的疲惫 性能；结论 无论是通过近几年的讨论仍是实际的高模量沥青路面的铺筑,从 结果来看高模量沥青混凝土的确起到了很好的抗车辙的作用；高 模量沥青混合料在具有很好的高温稳固性的同时也能够具有较好 的水稳固性和低温抗裂性；对于其疲惫性能和外掺剂的研发仍行 下一步讨论的重点；参考文献 1 邱志雄 ,
20、李晋峰 . 高模量沥青混合料在长陡坡沥青路面中的应用名师归纳总结 j.中外大路 , 2006, 26 3:105 107. 第 10 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 曹卫东 , 周海生 , 吕伟民 . 废橡胶颗粒改性沥青混合料的设计与性能j.建筑材料学报 ,2007. j.山3 张裕卿 , 黄晓明 . 沥青混合料高温变形特性试验方法综述西建筑 ,2007,33 4 版权申明 本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, includi
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