沥青路面抗车辙试验指标研究
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1 前言摘要:该文研究开发了一种抗车辙剂,并探讨了其作用机理。
该抗车辙剂能够显著改善密级配沥青混凝土的高温稳定性能,并且其他路用性能满足规范要求。
关键词:沥青混凝土;抗车辙剂;动稳定度沥青混凝土,通常指AC一25、AC一2O、AC一16、AC一13等类型沥青混凝土,具有沥青用量低、疲劳耐久性好、水稳定性好、渗水小、抗老化性能好、耐磨性好、施工简便、成本适中的巨大优势,目前仍是我国高等级公路、城市道路所采用的最为普遍的路面材料。
但是这类沥青混凝土由于本身的结构导致其存在的一个突出问题就是抗车辙能力差,难以满足现代交通需要。
采用改性沥青替代重交通沥青或采用SMA沥青混合料,虽然能够改善抗车辙能力,但是成本增加很多。
针对这个问题,本文开发试验了一种抗车辙剂,能够在增加少量成本的基础上大幅度提高密级配沥青混凝土的抗车辙能力。
2 抗车辙剂作用机理本文所开发的抗车辙剂以塑料、树脂类材料、橡胶粉以及少量助溶剂按比例加工而成。
抗车辙剂对沥青混凝土的抗车辙能力的提高,主要表现在以下几个方面。
(1)集料增粘作用。
拌和时抗车辙剂首先与集料干拌,由于混合时间短,部分熔融于集料表面,提高了集料的粘结性,相当于对集料进行了预改性。
(2)对沥青的改性作用。
抗车辙剂在湿拌过程中,部分溶解或溶胀于沥青中,具有提高软化点温度、增加粘度、降低热敏性等沥青改性作用,这个作用非常关键。
为进一步验证抗车辙剂对沥青的改性作用,本文将抗车辙剂按比例投入重交通AH一7O沥青中,维持170℃机械搅拌30 min,充分混合后测试有关性能,具体见表1。
表1 抗车辙剂对普通沥青基本指标的改性数据AH一7o AH一7O AH一7O性能指标AH一70 +5 抗+7%抗+9 抗车辙剂车辙剂车辙剂由表1可以看出,抗车辙剂对沥青性能改善是非常明显的,特别是高温性能提高很多,可以保证沥青混凝土在高温时稳定不变形,同时随着抗车辙剂用量的增加,沥青粘度逐步增大,进一步提高了沥青混凝土中自由沥青抵抗蠕动变形的能力;由于橡胶粉的作用,低温时仍保持相当的延度,使沥青混凝土低温时仍富有弹性,同时橡胶粉中含有的碳黑,化学活性很大,能够与众多物质发生物理吸附和化学结合反应,有利于提高沥青混凝土的耐久性。
抗车辙剂改性沥青混合料动稳定度变异性研究摘要:目前,我国沥青混合料高温性能的评价方法主要是车辙试验,抗车辙剂改性沥青混合料动稳定度需达到2800次/mm,且同一试验变异系数不大于20%。
众多学者对抗车辙剂改性沥青混合料高温性能的影响因素做了大量研究。
王淑颖认为沥青种类、抗车辙剂和级配会影响沥青混合料抗车辙性能;张争奇等人探讨了抗车辙剂掺加量及矿料级配对沥青混合料高温抗车辙剂性能的影响规律;马峰等人认为抗车辙剂改性沥青混合料的矿料粒径和制备方法会影响其高温性能。
在施工、检测、科研试验中,同一样品、同样生产工艺的抗车辙剂改性沥青混合料成型的车辙试件,得到的动稳定度依然会出现变异性偏大的情况。
由于沥青混合料是复杂的混合物,往往由3到5种不同尺寸规格的集料配合应用,其中材料自身及取样代表性不足造成的变异性,极易造成矿料配比变异性过大,进而影响沥青混合料性能稳定。
因此,本文主要考察集料的取样方法对其矿料配比和抗车辙剂改性沥青混合料动稳定度变异系数的影响,分析结果得出结论。
关键词:抗车辙剂;动稳定度;沥青混合料;变异系数引言近年来,中国交通运输业飞速发展,重载车辆逐渐增多,伴随着环境、气候的不断变化,使沥青路面的早期病害越发普遍,很多新建沥青路面仅使用2~3a便发生了早期病害现象。
为改善沥青路面的使用性能,道路科技工作者针对不同的病害类型,在沥青混合料中尝试添加不同的改性材料。
如谢轶琼等针对沥青路面的高温稳定性,在沥青混合料中添加抗车辙剂,以提升沥青路面的抗车辙能力和水稳定性,但发现其对沥青路面的抗裂性能改善作用较小;韦佑坡等在沥青混合料中加入不同种类的纤维材料,发现这些材料能够大幅提升沥青路面的低温抗裂性能、抗疲劳性能和水稳定性,但对沥青路面的抗车辙性能提升不足。
1抗车辙剂1.1作用机理抗车辙剂对于提高沥青路面的抗车辙能力主要从以下几个方面表现:1、集料增粘作用在混合过程中,首先将抗车辙剂与集料混合。
由于混合时间短,它在集料的表面上部分熔融,提高了集料的粘结性,相当于对集料进行了预改性。
沥青路面抗滑性能的测试方法及评价指标沥青路面抗滑性能的测试方法及评价指标摘要:高速公路沥青混凝土路面使用状况直接决定着路面的养护决策,在规范已有的评价指标的基础上建立了车辙的评价指标及指标建议值,提出了在高温多雨地区路面综合评价指数PQI模型各指标权重的建议值,并采用决策树模型建立了高速公路沥青混凝土路面养护决策模型。
高速公路建成通车后,在交通荷载和自然因素的相互作用下,其路面使用性能有逐年下降的趋势,当这种趋势达到一定的程度时将出现各种病害。
对高速公路管理部门而言,不单是要对局部出现病害的部位进行及时维修,更重要的是如何根据路面的使用性能下降的趋势有针对性地采取经济合理的养护策略。
本文就此进行初步的探讨。
1沥青混凝土路面使用性能评价高速公路沥青混凝土路面的养护决策,在很大程度上取决于对沥青混凝土路面使用性能的合理评价。
对于沥青混凝土路面使用性能,主要从路面的破损状况、结构承载力、行驶质量、抗滑性能以及车辙状况等方面进行评价。
1.1路面破损状况评价通过路面破损状况的调查全面掌握沥青混凝土路面出现的病害情况,同时进行量化。
路面破损状况采用路面综合破损率DR进行评价,以路面状况指数PCI为评价指标,即:PCI一100—15×DR^0.412对DR可按照《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ 073.2—2001)的相关要求进行调查计算。
一般说来,P CI越大表明路面的路况越好。
1.2沥青混凝土路面结构承载力评价沥青混凝土路面的承载力是指路面达到预定的损害状况之前,还能承受行车荷载的作用次数或还能使用的年数。
对沥青混凝土路面承载力通常用弯沉来评价,以路面强度指数(SSI)来作为评价指标,即:SSI=ld/lD式中:SSI为路面强度指数;ld为沥青混凝土路面设计弯沉值,O.1 mm;lD为检测路段代表弯沉值,0.1 mm。
检测沥青混凝土路面弯沉的主要仪器有贝克曼梁、自动弯沉仪和落锤式弯沉仪(FWD)。
公路工程沥青路面施工现场试验检测技术研究摘要:沥青路面强度大,结构稳定,路面平整,具有较好的抗滑性能,因此在公路工程中应用广泛,等级比较高,尤其用于建设机场道路。
但是,沥青路面施工若是管理不到位会导致裂缝、车辙、坑槽等现象出现,一旦出现质量问题就会影响公路路用性能。
同时,由于交通流量增加,公路荷载上升,路面质量要求不断提高,因此需要深入探究沥青路面施工质量,加强现场试验检测,保证路面施工现场符合要求。
关键词:公路工程;沥青路面;现场检验1 公路工程沥青路面施工现场试验检测的意义随着人们生活水平不断提高,人均车辆数量上升,相应的交通流量也不断增加,公路建设规模大大扩大,沥青路面施工备受重视,通过对沥青路面进行施工现场的试验检测处理可以保证质量控制顺利进行,既能够提高道路质量,也能够防止材料出现浪费。
而在对沥青路面施工试验检测时,检测人员需要改变传统检测方案,积极采用新型管控方式,提高沥青混凝土施工试验检测质量和检测效率,促进公路工程实现长远建设和发展。
2 公路工程沥青路面施工现场试验检测技术2.1 试验检测施工原材料沥青路面所用原料较多,例如混凝土、骨料等,对原料进行检测主要是为了判断其质量是否符合规划和要求,尤其是骨料检测十分重要,其可以保证道路整体质量。
骨料试验检测时,采样是首要环节,采样质量影响着实验检验质量。
因此骨料采样时需要采用具有代表性试样,确保取样准确,避免其与一般骨料差异过大,进而获得相应的性能数据。
在骨料完成机械性能试验后需要根据实验测量明确主要特征、热力学性能等指标,不同主要指标试验测量采用的方式不同。
集料检测包括粗集料、细集料和矿粉试验等内容,检测内容不同所用技术不同,其中粗集料主要包括筛分、含水率、压碎值等试验;细集料主要包括含泥量、砂当量和压碎指标等试验;矿粉试验主要包括密度、亲水系数、塑性指标等试验;集料粒度测量中,对于针片粒径浓度的实验测量主要采用游标表尺方法,而在测量集料粒度试样的热力学性能时采用冲压生产模得到试模极限硬度,同时用磨光机对试模试件表面磨光值进行测量。
AC-20热拌沥青混合料动稳定度试验分析探究摘要:在公路工程施工过程中,由于沥青混合料具有工期短、行车跳动小、连续性好、平整度高以及养护维修较为便捷等特点,因此,公路工程中沥青路面应用越来越广泛。
在沥青路面不断使用过程中,由于外界环境温度增加、交通量增加等因素的影响,导致其出现车辙等病害,不但会使道路使用性能受到影响,还对沥青路面的使用寿命产生较大的影响。
通过对我国的规范进行分析可知,动稳定度指标是判断沥青混合料的高温抗车辙能力的主要指标。
本文以AC-20热拌沥青混合料的动稳定度试验为基础,首先对车辙病害的影响因素进行阐述,再对动稳定度试验目的以及方案进行分析,并对沥青混合料原材料进行试验,最后,以此为基础,对其试验结果进行分析,旨在为今后沥青混合料动稳定度试验提供借鉴。
关键词:试验分析;动稳定度;热拌沥青混合料前言在社会经济不断发展的过程中,为了满足社会发展的要求,公路工程建设规模也不断扩大,由于沥青路面具有诸多优点,因此被广泛应用于公路工程建设过程中。
但是,在实际使用过程中,由于沥青混合料施工水平、设计情况以及材质等因素的影响,会使沥青路面出现车辙、坑槽、松散、泛油等病害,本文通过动稳定度试验,对沥青混合料的配合比进行控制,旨在使沥青混合料抗车辙能力进一步提高。
1车辙病害的主要影响因素由于沥青混合料为粘弹性材料,应其对温度等具有较高的敏感度。
在全球气候变暖的过程中,各个地区夏季的温度也越来越高,外界气温的增加,导致沥青路面温度随之增加,在此过程中,沥青路面结构中的热量也不断积累,部分路面的内部温度甚至会比表面温度高,进而使沥青路面出现车辙等病害,这不但会使沥青路面的安全性和行车舒适性受到影响,还会对沥青路面的使用寿命产生较大的影响[1]。
导致沥青路面出现车辙的因素较多,常见的因素主要包括交通荷载、沥青级配合理性、路面结构稳定性、沥青的技术指标以及集料的性质等因素。
在对沥青混凝土进行配制过程中,若所使用的集料具有针片状含量相对较多、棱角性较差等特点,不但会导致集料之间的嵌挤力受到影响,也会使其粘附性受到影响;当沥青中含蜡量相对较大时,所配制的沥青混合料也会更容易变软,导致其高温稳定性受到影响;当地面层或路基承载能力较差时,会使路面结构的稳定性变差,在交通荷载长时间的作用下,沥青路面会出现剪切变形,使其使用性能受到影响;当沥青混合料级配设计不符合要求时,也会导致沥青路面质量受到影响。
高速公路抗车辙沥青路面施工技术研究摘要:为减少高速公路车辙病害,论文结合实际工程项目详细阐述了抗车辙沥青混合料采用的原材料,包括沥青胶结料、改性剂、碎石集料、填料等,结合室内马歇尔试验和车辙试验确定抗车辙剂掺量为0.5%,重点对抗车辙沥青路面施工技术要点进行介绍。
关键词:高速公路;沥青路面;抗车辙;施工技术;1引言高速公路建设项目具有难度大、投资高、里程长等特点,建设内容包括桥梁工程、隧道工程、路基工程、房建工程、机电工程等。
高速公路路面大多数采用沥青混凝土材料,该材料的耐磨性、平整度、行车舒适度等性能均较为优异,因此应用较为广泛。
沥青路面设计使用年限通常为15年,运营一段时间后难免会存在一些病害问题,其中以车辙病害为主,因此,在实际应用中需针对车辙病害进行重点控制。
本文针对高速公路抗车辙沥青路面施工技术进行分析。
2工程概况某高速公路建设项目全线长约为109.645 km,设计行车速度为100 km/h,沥青混凝土路面,路基宽26.5 m,双向四车道设计标准,该高速公路全线桥隧比约为61.9%。
根据公路初步设计、前期地质勘探可得,该高速公路全线多处路段处于横纵沟壑地貌,其中,最大纵坡率为6.8%。
另外,该高速公路为国高网干线,为多座城市连接枢纽,预计后期公路运营交通量较大,且以重型车辆为主。
因此,在高速公路路面设计时,需对抗车辙问题进行重点考虑。
本项目路面设计选用SBS橡胶粉复合改性沥青胶结料,并在沥青混合料中掺加适量抗车辙剂。
3抗车辙沥青混合料设计3.1基质沥青本项目选用国产牌70号基质沥青。
3.2橡胶粉本项目采用的30~80目橡胶粉改性剂。
3.3 SBS改性剂本项目选用SBS改性剂。
3.4级配设计本项目路面设计为4 cm AC-13沥青混凝土上面层+6 cm AC-20沥青混凝土中面层+10 cm AC-25沥青混凝土下面层。
4抗车辙沥青混合料室内试验研究4.1物理性能抗车辙剂掺量分别设定为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,试验对象选定为AC-13型沥青混合料,通过室内马歇尔试验开展物理性能检测。
摘要:采用沥青混合料车辙仪对6种沥青混合料进行车辙试验,通过对沥青混合料车辙深度与时间及轮碾次数的关系的研究,提出了动稳定度DS1和动稳定度DS2并进行对比分折得出动稳定度指标DS2较DS1,合理。
随着高速公路在我国的大规模修建,沥青路面的使用性能越来越受到重视。
车辙不仅降低了路面的使用寿命,还严重影响着行车安全性,是高速公路沥青路面的主要病害,车辙主要产生于高温时沥青混合料的永久变形,车辙试验是评价沥青混合料高混变形的简单易行方法,目前我国已把车辙试验列入部颁规范。
车辙试验方法最初由英国TRRL开发的,由于试验方法本身比较简单,试验结果直观且与实际沥青路面的车辙相关性甚好,因此得到了广泛的应用。
车辙试验是一种模拟实际车轮荷载在路面上行走而形成车辙的工程试验方法:从广义上讲包括了室内往复车辙试验,旋转车辙试验,大型环道试验、直道试验、野外现场加速加载试验等都可认为是属于车辙试验的范畴,这些试验最基本的和共同的原理就是通过采用车轮在板块状试件或路面结构上反复行走,观察和检测试块或路面结构的响应,用动稳定度或车辙深度来表征试验结果。
车辙试验是评价沥青混合料在规定温度条件下反抗塑性流动变形能力的方法,通过板块状试件与车轮之间的往复相对运动,使试块在车轮的重复荷载作用下产生压密、剪切、推移和流动,从而产生车辙。
车辙试验是一种工程试验方法,试验结果可用于建立经验公式来猜测沥青路面车辙深度,或用于检测沥青混合料的抗车辙能力。
车辙试验的最大的特点是能够充分模拟沥青路面上车轮行驶的实际情况,在用于试验研究时,还可以改变温度、荷载、试件厚度、尺寸、成型条件等等,以模拟路面的实际情况,搞清楚各种因素变化对车辙变形的影响。
目前,世界上广泛采用的是室内小型往复式车辙试验机进行沥青混合料抗车辙性能试验,在进行车辙试验时,可观察到轮辙形成的全过程。
1车辙试验方法及试验原理我国的车辙试验试验时采用300mm×300mm×50mm的车辙试模,按试验规程的标准方法用轮碾机成型。