浅析沥青混合料在应用吸收层中的路用性能

李化东

（长春建筑学院，吉林 长春 130607）

概述

在道路加铺层的施工中应力吸收层所使用的混合料主要组成为高弹改性沥青以及高含量聚合物和矿物填料、细集料构成，最大的公称粒径可以达到4.75mm，在施工中需要保证其集料中级配小于2.36mm的集料含量大于70%，而改性沥青的用量大于8%而不超过10%。针对路面出现的反射裂缝，应力吸收层可以直接针对其产生激励，同时对其表面水渗透予以防治。在沥青路面的施工中，应力吸收层为一种新型的结构，所应用的材料也具有特殊性，同其他沥青混合料相比在技术以及性能上都有所差别。因此文章主要针对其低温抗裂以及水稳性、高温车辙以及疲劳抗性等内容进行了研究。

1 低温弯曲试验

1.1 试验概述

低温缩裂现象是沥青路面经常出现的一种病害，主要产生的原因在于作用在材料上的温度应力超出了其所能够承受的形变或者强度，从而引发了结构开裂。所以，混合料的低温抗裂能力受到其在低温下应力松弛性能以及形变抗性的影响，若其上述性能良好，则温度应力不会累积过量，因而混合料的低温抗裂能力较强。从另一角度说，材料弯拉应变以及抗裂强度愈大，那么在低温条件下其抗裂能力也较大。所以通过小梁弯曲实验对施工所应用的混合料进行检验，在SGC规定的最佳用量下，针对三种具有代表性级配的混合料进行测试分析，通过SANS万能测试系统进行不同条件下的实验，分别对集中较为重要的参数进行检测分析，并对实验结果进行有效的分析研究。

1.2 结果分析

1.2.1 温度对低温抗裂性能的影响

3种不同级配的应力吸收层混合料试验结果如表2所示。结果表明，随着温度的降低，混合料的最大破坏应变显著减小，比如工程级配0摄氏度的最大破坏应变约为-10摄氏度的6倍，其变化幅度比抗裂强度对应变化的增加幅度（约112倍）要大的多，所以随着温度的降低混合料的应力松弛模量和劲度模量都一直在逐渐增大，导致应力松弛性能降低，抗变形能力下降;另一方面，对混合料的抗裂强度而言，随着温度的降低，混合料的抗裂强度在增加的同时，混合料内的温度应力也进一步增加，当二者增至某一温度时，温度应力积累超过混合料的极限抗拉强度后，混合料可能已产生了某种程度的内部损伤，而使得混合料的抗裂强度有所降低，所以3种级配混合料-5摄氏度的抗弯拉强度大于0摄氏度和-10摄氏度的抗弯拉强度。工程级配0摄氏度时最大抗弯拉强度约是级配1和级配2的3倍，说明了工程级配具有更好的抗裂能力。综合试验数据分析，应力吸收层是一种高等级高弹性的聚合物改性沥青混合料，3种级配的应力吸收层均具有较好的低温抗裂性能。应力吸收层-10摄氏度的最大破坏应变和抗弯拉强度在4000～6000με摄氏度和12～14MPa之间，远高于普通沥青混合料极限破坏应变的要求，具有很强的低温抗变形能力，这正是应力吸收层作为抗反射裂缝的沥青混合料的低温抗裂性能所需要的。

1.2.2 低温抗裂性能受到空隙率因素的影响

在空隙率的设计上应力吸收层的设计一般较小，范围在0.15%至2.15%之间，通过实验可以看出，若温度条件相同，而材料的空隙率不同，则在劲度模量以及抗弯拉强度和破坏应变最大值上没有较大的差异，在数量级上基本相同。例如温度为-10摄氏度，而空隙率为2.15%，级配为1的混合料同级配为2的混合料所对应的破坏应变、抗弯拉强度的最大值相对较大，而混合料低温抗裂性能在1.15%的空隙率最有大。通过对不同级配的混合料在应力吸收层中的应用中的空隙率变化进行分析，发现其同混合料的低温抗裂能力之间并没有太大的关联。

2 水稳实验

加铺层是铺设在旧路面之上的，而应力吸收层则是为了提高加铺层的性能设置在加铺层同旧路面之间的结构层，若其水稳性不好，那么水分渗透至结构层或者混合料自身受到浸水损坏，那么基层则会进一步破坏，不但不会提高其结构性能反而会整体路面承载力受到不良影响，因此，通过对不同级配的混合料进行马歇尔稳定实验以及冻融劈裂强度实验等进行综合性的评测，从而确定混合料的水稳性能能够达到结构需要，而材料的放水渗透能力则是需要通过现场的渗水放水实验进行验证。

3 汉堡车辙实验

而针对材料结构的车辙抗性的验证则要通过对应力吸收层进行汉堡车辙实验，从而验证路面结构的整体抗性，从而综合性的评价混合料高温水稳性能以及结构稳定性，同时也在一定程度上可以对加铺层的混合料温度敏感性进行验证。车辙实验需要绘制其变化曲线，包括剥落阶段曲线以及蠕变阶段曲线，且剥落阶段明显。而之所以出现蠕变阶段主要是材料受到外界的负荷因此发生了塑性流动，而剥落阶段则是由于混合料发生了加速性的形变剥落所致。并且在形成车辙这一过程，车辙的发生会受到水损的影响，水损越严重，其发展越快，并且同高温影响相比，其车辙深度更深。针对其剥落速率进行分析可以看出，加铺层厚度的变化同剥落速率具有一定的联系，加铺总厚度越大，其水损的抗性就越大。

结语

首先，若矿料级配范围在设计数值中，那么应力吸收层的沥青混合料在低温抗裂以及疲劳抗性和水损抗性上都具有较为良好的能力。其次，以加铺层的厚度最小值作为施工基础条件，在其结构上加入应力吸收层不会对沥青加铺层的整体车辙抗性造成不利影响，不会影响其结构整体性。最后若该结构在低温条件下的抗弯拉强度以及弯拉应变的最大数值满足一定的对应条件，同时其必须满足抗反射裂缝发生以及发展的应力吸收强度以及结构形变要求。

[1]关宏信.沥青混合料粘弹性疲劳损伤模型研究[D].中南大学，2005.

[2]杨斌.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究[D].长安大学，2005.

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