半柔性路面路用性能研究
2021-03-31谢振翔于宏明杨清尘
谢振翔 于宏明 杨清尘
(1.湛江市公路事务中心,广东 524043 ;2.重庆交通大学工程设计研究院有限公司,广东 400074 ;3.重庆交通大学, 重庆 400074 )
1 胶浆配合比的选择
经正交实验确定配合比为最终确定胶浆的配合比为:水泥100%,粉煤灰10%,微硅粉13%,矿粉14%,水为所有胶凝材料总量的50%。
2 母体沥青混合料设计
2.1 原材料
(1)沥青:SBS 改性沥青
(2)粗集料:选用玄武岩
(3)细集料:选用石灰岩
2.2 矿料级配的设计
本文参考《半柔性路面应用技术指南》[1]采用体积法对对半柔性路面沥青混合料进行设计。主要针对SFAC-13 进行研究,经参考《半柔性路面应用技术指南》[1]与并且在室内进行级配确定试验 ,最终将矿料级配确定如下,见表2.6。
表2.6 矿料级配
2.4 最佳沥青用量的确定
本文采用肯塔堡飞散试验与谢伦堡析漏试验[3]相结合的方式来确定基体沥青混合料的最佳油石比,最佳油石比为3.6%。具体马歇尔相关指标见表2.7。
表2.7 SFAC-13 基体体沥青混合料马歇尔指标
3 半柔性路面典型结构研究
3.1 高温稳定性
3.1.1 马歇尔稳定度试验
进行马歇尔稳定度试验,试验结果见表3.1。
表3.1 马歇尔稳定度试验结果
灌浆后的马歇尔对比灌浆前的马歇尔其稳定度有着显著的提高,并且马歇尔的变形量减小很多。柔性的沥青混合料具有了刚性的特征,从而提高了稳定度。
3.1.2 车辙试验
根据《半柔性路面应用技术指南》[1]要求将灌浆后的SFAC-13 车辙板养护7 天,养护结束再进行车辙试验[4]。
车辙试验得到的数据见表3.2。
表3.2 半柔性混合料车辙试验结果
从表3.2 可以看出,母体沥青混合料中灌入胶浆后动稳定度超过20000次/mm,高温稳定性极其出色,满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对沥青混合料车辙变形的相关规定。
综合分析马歇尔稳定度试验与车辙试验的结果,可以证明灌浆后的基体沥青混合料拥有更好地高温稳定性,并且其高温性能远高普通AC-13 型沥青混凝土。其原理是胶浆经过养护硬化后其具有刚性的特点,胶浆的灌入可以很好的改善沥青混合料在高温下易变性的特点,进而大大的提高了半柔性路面沥青混料的高温稳定性,证明了半柔性混合料具有极好的高温稳定性[5]。
3.2 水稳性能
3.2.1 浸水马歇尔
进行浸水马歇尔稳定度试验,试验结果见表3.4。
表3.4 浸水马歇尔试验结果
表3.4 可以看出,灌浆后残留稳定度MS 都有着大幅度的提高,残留稳定度由原来的84.2%提高到101.8%,增长了24.89%。灌入胶浆后的混合料提高了水稳性能。
3.2.2 冻融劈裂试验
进行冻融劈裂试验,试验结果见表3.5。
表3.5 冻融劈裂试验结果
表3.5 可以看出,SFAC-13 的冻融劈裂抗拉强度比由85.35%提高到95.52%,增长了10.17%。灌入胶浆后的混合料提高了水稳性能,与浸水马歇尔测试的结果规律相同。
3.3 低温抗裂性能
本文采用低温弯曲试验对半柔性材料的低温性能进行分析。
低温弯曲试验结果见表3.6
表3.6 半柔性混合料低温弯曲试验结果
半柔性路面材料与普通AC-13 型沥青混凝土相比,其抗弯拉强度小,破坏弯拉应相差不大,其劲度模量要小,可见,半柔性路面材料的低温抗裂性能要优于普通AC 沥青混凝土。
4 结论
1、综合分析马歇尔稳定度试验与车辙试验的结果,可以证明灌浆后的基体沥青混合料拥有更好地高温稳定性,并且其高温性能远高普通AC-13 型沥青混凝土。其原理是胶浆经过养护硬化后其具有刚性的特点,胶浆的灌入可以很好的改善沥青混合料在高温下易变性的特点,进而大大的提高了半柔性路面沥青混料的高温稳定性,证明了半柔性混合料具有极好的高温稳定性。
2、半柔性路面残留稳定度MS 较灌浆前有着大幅度的提高,残留稳定度由原来的84.2%提高到101.8%,增长了24.89%。灌入胶浆后的混合料提高了水稳性能。
3、半柔性路面材料与普通AC-13 型沥青混凝土相比,其抗弯拉强度小,破坏弯拉应相差不大,其劲度模量要小,可见,半柔性路面材料的低温抗裂性能要优于普通AC 沥青混凝土。