中粒式沥青混合料路用性能应用研究

2022-03-07李鹏飞

四川建材 2022年2期

关键词：稳定度马歇尔恒温

李鹏飞

(黑龙江省公路工程造价站，黑龙江哈尔滨 150001)

1 原材料试验

1.1 沥青及石料

根据实际工程情况及要求，本次试验采用90#A级基质沥青和石场所生产的石料进行的试验。试验结果都满足质量要求，本次试验采用沥青用量为4.5%。

1.2 矿粉及木质纤维素

根据工程实际情况，对矿粉厂所生产的矿粉和颗粒状木质素纤维进行的试验。矿粉及颗粒状木质素纤维满足技术要求，木质纤维素掺量为3.5‰。

2 级配设计

根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)及《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)等相关要求，在沥青混凝土的矿料及集料各档筛分，计算确定其配合比，使其合成级配与设计级配符合相关要求，本次试验所需的设计级配曲线如图1所示。

图1 级配曲线图

3 马歇尔试验方法与试验结果

本次试验试件，采用标准尺寸马歇尔试件，试件的直径为101.6 mm、高63.5 mm，在试件制备过程中采用游标卡尺进行四个方向进行测量，使之试件达到规范要求的标准尺寸，在进行试验过程中将试件放在温度为60℃的恒温水槽中保温30 min，并保持试件之间有空隙通风。将试件拿出后用干布擦拭表面的水分，放在压头上进行加载试验，加载速度为50 mm/min。并且进行浸水马歇尔试验时，在恒温水浴中浸泡48 min，其他试验方法与标准马歇尔试验方法一致。从表1中可以得出在理论相对密度相同的条件下，浸水试件的实际密度比标准试件的密度稍微大一点，与之相反的是空隙率稍微小点，但是稳定度有所减少，流值减少。由表2计算可得到浸水马歇尔试件的残留稳定度为9.3%。从本次试验数据可看出，试验效果良好，达到了规范的要求标准。

表1 马歇尔稳定度试验(击实次数2×50次)

表2 浸水马歇尔稳定度对比结果

4 沥青混合料性能

4.1 车辙试验方法与结果分析

本次车辙试验是在60℃的温度条件下用车轮反复碾压而形成的车辙槽，以车辙深度和动稳定度来评价其沥青混合料的抗车辙能力的一种试验方式。本次车辙试验采用试件尺寸为30 cm×30 cm×5 cm。试件制备完成后施室温条件下1 d后再放入60℃环境下的车辙试验仪中保温6 h进行车辙试验。本次试验进行3组实验，设计密度都采用2.452 g/cm3。试验结果由表3可以得出：在设计密度相同的条件下，试验所得的实际密度均与设计密度相差无几，试验车辙的动稳定度有一定的浮动，当实际密度为2.443 g/cm3时，动稳定度为最小。试验数据可以看出本次试验的平均值为1 627次/mm，标准偏差为145.1，离散系数为8.9%。从试验数据中可以得出三组车辙试验数据均满足规范要求，并且沥青混合料的性能良好。

表3 沥青混合料车辙试验数据

4.2 劈裂试验方法与结果分析

沥青混合料劈裂试验是在规定温度和加载速率时劈裂破坏或处于弹性阶段时的力学性质，主要是供沥青路面结构设计选择沥青混合料力学设计参数及评价沥青混合料低温抗裂性能时使用。劈裂试验试件采用标准马歇尔试件，试件尺寸与上述试验的马歇尔稳定度试验相同。使恒温水槽达到要求的试验温度。将试件浸入恒温水槽保温2 h。置于恒温空气中6 h，直至试件内部温度达到试验温度15℃为止。保温时试件之间有一定的距离，本试验加载速率为50 mm/min。试验数据如表4所示，从表4中可得出普通劈裂试验强度为1.04 MPa，而冻融劈裂强度为0.91 MPa。在通融循环作用下劈裂强度下降了12.5%，残留强度为87.5%。

表4 冻融劈裂残留强度试验

由表4可知，沥青混合料的劈裂试验满足规范要求，并且性能良好。

4.3 渗水系数评定

渗水试验，实验仪器放在试件的测点上，水准中心与试件的中心一致，使底部密封接触不至于使水从缝隙中流出，将阀门关上，向里注满水。然后打开开关，使量中的水下流排出水底部内的空气，当量中水面下降速度变慢时用双手轻压渗水仪使水仪底部的气泡全部排出。关闭开关，并再次向量中注满水将开关打开，待水面下降至100 mL刻度时，立即开动秒表开始计时，每间隔60 s，读记仪器管的刻度一次，至水面下降500 mL时为止，记录试验数据如表5所示，在试验过程中可以观测单水面下降较慢，水面下降至一定程度后基本保持不动。试验数据表明三次试验渗水系数分别为1.67、2.00、1.00 mL/min，由此说明试件基本不透水。