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排水沥青路面混合料试验研究

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󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁国󰀁外󰀁公󰀁路󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁第21卷󰀁第1期2001年2月󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文章编号:1003-6512(2001)01-0042-06排水沥青路面混合料试验研究黄勇生,项新里(金华市公路管理处,浙江金华󰀁321001)󰀁󰀁摘󰀁要:根据国外排水沥青混合料成功经验,结合中国国情,对排水沥青混合料的物理力学性能,即排水沥青混合料的马歇尔稳定度、流值、残留稳定度、劈裂强度、动稳定度、透水系数、飞散系数以及沥青析漏等指标进行了试验测定并分析其规律性,确定排水沥青混合料的级配、沥青最佳用量及空隙率与强度等指标的关系。关键词:排水沥青混合料;大空隙率;渗透󰀁

1󰀁概述排水沥青混合料是一种新型的沥青路面结构,具有排水、防滑和降低交通噪音等功能。排水沥青混合料的组成结构为骨架空隙结构。其集料采用间断级配(或称开级配),粗集料含量大且粒径单一,细集料含量少,结构空隙率很大,为20%左右,设计沥青用量为3%~5%。排水沥青混合料具有空隙率大,粗集料含量高的特点。它能通过较大的空隙迅速排除路表降水,减小路表水膜厚度,使行车时车轮与路面有足够的接触面积,避免高速行车时产生水滑或水漂现象,保证驾驶安全;车轮在常规的沥青路面上高速转动与路面水相撞击形成水花飞溅而产生水雾,在强光照射下形成眩光,干扰驾驶员视觉,造成安全事故,而排水沥青路面会大大减少因飞溅产生的水雾,提高行车安全性。排水沥青路面起源于欧洲,1960年德国首次兴建此种路面,被称为PorousAsphalt,即是大空隙或排水型路面;在英国也称为PerviousMacadam即大空隙沥青碎石。美国和日本称为OpenGradedAsphaltFrichtionCouse,简称OGFC,即开级配沥青排水层。自80年代末起,在欧洲、北美、日本和澳大利亚得到广泛应用。随着高等级公路建设事业的发展及养护管理的需要,排水沥青混合料将在我国得到广泛应用。本文通过排水沥青混合料的各项指标测试,并对一些常规试验无法检测的指标进行了试验方法的探索,以便对排水沥青混合料的功能性及耐久性有进一步的了解。2󰀁OGFC的材料要求2.1󰀁沥青作为粘结料的沥青,根据不同面层结构的需要,可采用具有高温热稳定性较好、粘结性强的新型沥青或改性沥青。2.2󰀁集料及级配排水沥青混合料以粗集料为主,因此粗集料质量极为重要,它直接决定路面的抗滑性能。对集料的磨光值有较高要求,因为抵抗磨光性能强的石料作路面面层集料可提高路面防滑能力,从而可使公路交通雨天的事42󰀁收稿日期:2000-06-19故减少,同时石料需有足够的强度、抗压碎性和抗冲击性,保证路面的耐久性及其表面功能性。要求采用洛杉矶法测定的磨耗率小于25%~30%。为保证混合料排水功能,石料外形应具有近似立方体形状,针片状颗料比一般要求高,在日本要求5󰀂1针片状颗料不得超过10%,而按BS812方法则要求不超过25%。各国采用的排水沥青混合料的矿料级配情况见表1、表2,本试验根据各国的成功经验,采用级配标准见图1。为了研究空隙率与强度及路面其他功能之间的关系,因此选用三个级配进行对比试验,三个级配范围见表3。表1󰀁日本排水沥青混合料的标准级配筛孔尺寸/mm通过率/%12326.519.013.24.752.360.600.300.150.075 10092~1009~219~134~173~123~82~710095~10072~7714~3114~178~156~104~74~7 10090~10011~358~255~174~143~102~7󰀁注:表中1、2为日本道路公团的材料级配范围;3为日本新版!沥青路面纲要∀要求的材料级配范围;1、2、3的最大粒径D均为13mm表2󰀁德国排水沥青混合料的标准级配筛孔尺寸/mm通过率/%Dmax=11mmDmax=8mmDmax=5mm11󰀁󰀁8󰀁󰀁5󰀁󰀁2.5󰀁2󰀁󰀁1.2󰀁0.3󰀁0.07490~10025~5015~3011~2110~209~195~144~6 90~10025~5012~2410~208~185~144~6 90~10025~4115~3510~295~216~102.3󰀁其他材料在排水沥青混合料中细集料使用很少,而集料间是依靠细集料与沥青相互联结的,因此细集料及石粉要求与沥青有较好的粘附性能,为了增强集料间的粘结力,同时提高混表3󰀁排水沥青混合料级配筛孔尺寸/mm通过率/%上限中值下限范围13.29.54.752.361.180.600.300.100.0741007030201716129695󰀁65.524󰀁17󰀁14󰀁11.59󰀁6.54.59055181411864390~10055~7018~3014~2011~178~166~124~93~6

图1󰀁级配标准图合料的抗压强度,可使用优质沥青或改性沥青。另一方面可使用植物纤维或橡胶等外加剂以提高沥青混合料的沥青含量,加入添加剂可使混合料的稳定性增强,在混合料贮存运输和摊铺碾压过程中减少可能产生的沥青滴落和离析现象。2.4󰀁试验采用的材料首先,根据OGFC的特性,选定性能良好的70#埃索沥青为基质沥青,乙烯 醋酸乙烯聚合物EVA为改性剂。把基质沥青放入容器中,加入EVA(18/150),添加剂量为4.17%,加热到170#以上,通过胶磨机搅拌后制备成EVA改性沥青。埃索沥青及EVA改性沥青三大技术指标见表4所示。添加EVA(18/150)后的改性沥青的粘韧性有较大的提高,使沥青具有较高的粘度,增加沥青与集料的粘结力,防止路表面骨料在车轮荷载作用下跳子或飞散,提高混合料的耐久性。从表4中可看出改性沥青的软化点高,其高温稳定性能提高。431期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁排水沥青路面混合料试验研究󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁表4󰀁沥青三大技术指标情况项目延度/cm(25#,5cm/min)软化点/#(环球法)针入度/0.1mm(25#,100g/5s)70#埃索沥青EAV改性沥青1457649.553.073.060.35󰀁󰀁试验所采用的集料中粗集料(D>4.75mm)为机轧砂岩,其抗压强度、磨耗率及外形均能达到面层材料的技术要求,细集料(D<4.75mm)及矿料为石灰石,石灰石与沥青的粘附性能较好,可提高混合料的粘结力,增加混合料的强度。为了提高混合料的沥青用量,并能保证在存贮、运输、施工过程中混合料的稳定性,本试验在混合料中掺加了0.5%的絮状木质纤维素。3󰀁OGFC性能试验及结果分析我国对排水沥青混合料的研究较少,排水沥青混合料未得到广泛应用,为进一步了解沥青混合料的性能,本次试验在其功能性和耐用性方面进行研究。试验内容为:标准马歇尔试验、劈裂试验、残留稳定度试验、沥青析漏试验、飞散试验、渗透系数试验和车辙试验。为了进一步了解空隙率与强度之间的关系,排水沥青混合料的马歇尔试验、劈裂试验和残留稳定度试验采用上限、中值、下限三种级配类型,每种级配类型采用5个沥青用量:4.0%、4.4%、4.8%、5.2%、5.6%,其余试验只采用中值级配。3.1󰀁OGFC试件的密度试验沥青混合料试件的毛体积密度是压实沥青混合料试件的干燥质量与机械测量的试件毛体积(包括试件名义表面以内的全部开孔隙)之比值,体积法适用于空隙率较大的沥青碎石及大空隙透水性开级配沥青混合料试件。因此采用该方法,测定排水沥青混合料的密度是合理的。由试验结果可看出采用上限级配的密度接近AC型沥青混合料的密度,而下限级配的密度在1.9~1.98g/cm3。3.2󰀁OGFC马歇尔稳定度试验排水沥青混合料马歇尔稳定度试验:马歇尔稳定度试验分三个级配,五个沥青用量各制作一组试件,共15组45个试件。马歇尔稳定度试验是对标准击实的试件在规定的温度和速度等条件下受压,测定沥青混合料的稳定度和流值等指标。本次试验采用标准马歇尔稳定度测试方法。混合料试件制作,马氏试验及间接抗拉试验(劈裂试验)试件均采用标准击实法。即制成101.6mm∃63.5mm圆柱体试件。混合料拌和及压实温度分别为175%5#和155%10#。将制成试件放入60#恒温水浴中40min后测得试件的稳定度及流值见表5。我国现行部颁标准,稳定度:高速、一级公路&型沥青混凝土表5󰀁马歇尔稳定度及流值情况表沥青用量/%稳定度/kN流值/0.1mm级配上限级配中值级配下限级配上限级配中值级配下限4.04.44.85.25.63.606.206.105.756.306.736.305.835.274.662.803.403.853.002.8722.7517.2526.5024.3337.5021.6722.9329.3023.5027.0023.6729.1724.5025.8325.50不小于7.5kN,抗滑表层不小于5kN;其他公路&型沥青混凝土不小于5kN,抗滑表层不小于4.0kN,除下限级配制成的试件未能达到以上标准外,其余上限及中值都达到了稳定度技术指标。流值:高速、一级公路为20~40(0.1mm);其他公路20~45(0.1mm),除按级配上限制成的低沥青用量的试件有个别小于20(0.1mm)外,均能符合要求。日本道路公团排水路面表层用沥青混合料参照KODAN202(沥青混合料的马歇尔试44󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁国󰀁外󰀁公󰀁路󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁21卷󰀁验法)进行试验,其值规定见表6。表6󰀁日本道路公团OGFC马氏试验标准项目表层要求稳定度/kN流值/0.1mm空隙率/%>520~4020左右3.3󰀁OGFC劈裂抗拉强度试验劈裂抗拉强度试验试件制作用标准击实法,级配上限和级配下限分三个沥青用量即4%、4.8%、5.6%,级配中值分五个沥青用量,共制作试件31个。劈裂试验是通过试验机在一定宽度的圆弧形压条上施加荷载,将试件劈裂直至破坏,测定试件承受的最大应力及相应的弹性模量。试件在15#恒温水浴中浸放1.5小时后进行劈裂,加载速率为50mm/min,试验结果见表7,其中混合料泊松比󰀁=0.3。3.4󰀁OGFC车辙试验车辙试验是在规定尺寸(30cm∃30cm∃5cm)的板块状压实试件上,用固定荷载压强为0.7MPa的橡胶轮以42次/min反复行走后,测定其每增加变形1mm的碾压次数,即动稳定度,试验温度60#,试件采用中值级配,沥青用量5.2%。我国沥青路面施工规范对动稳定度的要求为:高速公路780次/mm,一级公路600次/mm,而日本排水路面沥青混合料动稳定度推荐值为2000~6000次/mm。试验结果DS为3050次/mm和2100次/mm,总变形分别为2.6mm和3.8mm。表7󰀁劈裂试验情况表沥青用量/%应力J/MPa弹性模量E/MPa级配上限级配中值级配下限级配上限级配中值级配下限4.04.44.85.25.61.1324 1.7000 1.70180.95431.01650.97810.97001.01200.8836 1.1265 1.2214394.0 904.4 802.9370.45 403.15402.75339.10491.83 543.10 590.853.5󰀁OGFC其他功能试验3.5.1󰀁飞散试验飞散试验是通过沥青用量与集料脱落的关系确定最佳沥青用量的试验。在洛杉矶试验中放入经15#水浴后的混合料马歇尔试件,不加铁球,开动机器,以每分钟30转的速度转动300转后取出,计算试件剩余质量与损耗前质量的比值。本试验以级配中值及5个不同沥青用量制作试件,试验结果见表8。从表中数据可知沥青用量在5%时飞散率约为20%,从飞散试验结果分析,中值级配时表8󰀁飞散率情况表%沥青用量飞散率4.04.44.85.25.629.326.923.418.213.1沥青最佳用量应为5.0%~5.5%。3.5.2󰀁沥青析漏试验沥青析漏试验或称流淌试验是检测沥青结合料从沥青混合料析出并沥干的数量,检测多余的游离沥青的数量。在日本和美国均采用该方法决定沥青最佳用量。所谓最佳沥青用量是指排水沥青混合料在静止放置条件下所能保持的最多的沥青用量,粘附在容器上的沥青即为损失量。试验采用500mL烧杯,经称重后,将烧杯与1kg混合料放入165#的烘箱中1小时,然后将混合料取出,称取烧杯与残留沥青重。试验结果见表9。表9󰀁沥青析漏试验结果%沥青用量损失率4.44.85.25.60.0370.0540.0720.100451期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁排水沥青路面混合料试验研究󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁

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沥青路面压实度试验报告

沥青路面压实度试验报告

沥青路面压实度试验报告

一、实验目的

本实验旨在通过对沥青路面压实度的试验，探究不同压实度对沥青路面性能的影响，为路面施工提供科学的依据和参考。

二、实验原理

沥青路面的压实度指的是沥青混合料在施工过程中经过压实工序后的密实程度。衡量沥青路面的压实度有几种方法，本实验将采用静压实度试验。静压实度试验是通过将压实仪器按照一定规格压实所得，以沥青路面压实为基础的，是目前常用的一种指标。

三、实验材料和仪器

1.实验材料：沥青混合料。

2.实验仪器：压实仪。

四、实验步骤

1.准备工作：将所需的沥青混合料准备好，根据需要调整其温度。

2.将准备好的沥青混合料倒入压实仪中，填满至规定高度。

3.开启压实仪进行压实过程，根据试验要求设定压实时间和压实力度。

4.压实结束后，待样品冷却后取出。

5.记录实验数据，包括压实时间、压实力度。

五、实验结果和分析 根据所得的实验数据，计算得到不同压实度下的沥青路面压实度。通过对实验结果的分析和比较，可以得出以下结论：

1.随着压实时间的增加，沥青路面的压实度逐渐提高。

2.随着压实力度的增加，沥青路面的压实度也随之增加，但增长趋势逐渐趋缓。

六、实验总结

本实验通过对沥青路面压实度的试验，得出了压实时间和压实力度对沥青路面压实度的影响。通过对实验结果的分析和比较，可以得出科学的结论和建议，为沥青路面施工提供了参考和依据。然而，本实验也存在一些不足之处，如样本数量较少、实验条件有限等问题，需要在进一步研究和实验中进行改进。

八、附录

实验数据表格：

压实时间（分钟），压实力度（MPa），压实度（%）

---------------，-------------，----------

5，0.5，90.5

10，1.0，94.2

15，1.5，97.8

SMA-13_沥青混合料掺不同纤维路用性能研究

SMA-13_沥青混合料掺不同纤维路用性能研究

0引言

随着我国高速公路的蓬勃发展，沥青路面作为

主要的铺装形式得到大面积推广。由于我国交通运

输量不断增加，在环境因素和持续重交通荷载量的

作用下，沥青路面往往过早出现松散脱粒、车辙、水

损害、开裂等病害现象，而沥青混合料掺入纤维材料

后可有效提升其各项性能、防止路面病害的发生，该

结论已得到相关文献的证实［1-3］。纤维材料主要应用

于SMA沥青混合料中，起到减少路面破坏、延长道路

使用年限的作用。目前，纤维材料在SMA沥青混合料

中应用较多的主要是木质素纤维和玄武岩纤维。刘

福军［4］对比分析玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维

改善AC-16C、SMA-13两种沥青混合料性能的效果，

得出结论：玄武岩纤维改善沥青混合料性能方面优

于木质素纤维和聚酯纤维。对于聚合物化学纤维的

研究，也有大量的结论可供参考［5］。矿物纤维和聚合

物化学纤维造价成本较高，木质素纤维大部分取自

原木，生长周期慢，并且为积极响应国家退耕还林及

绿色生态环境环保的政策，应尽量采用绿色环保材

料。我国具有丰富的竹资源［6］，竹纤维是一种天然环

保的有机纤维，具有良好的强度、韧性［7］、较高的耐磨

性和良好的染色性。鉴于竹纤维SMA沥青混合料路

用性能的研究较少，本文以包括竹纤维在内的3种纤维

对SMA-13沥青混合料综合性能的影响进行对比分析，优选纤维种类，为工程实践的选择提供参考依据。

1原材料及配合比

1.1沥青

本文采用SBS改性沥青作为胶结料，沥青为国

产品牌，相关技术指标见表1。

表1SBS改性沥青技术指标

项目指标针入度（25℃，100g，5s）/（0.1mm）软化点（℃）5℃延度（cm）135℃运动黏度/（Pa·s）25℃弹性恢复（%）闪点（℃）溶解度（%）密度/（g/cm³）TFOT加热试验后质量损失（%）针入度比（%）5℃延度（cm）试验结果5169281.58326099.61.030

0.26920规范要求40~60≥60≥20≤3≥75≥230≥99实测

±1≥65≥15

基于改进测试方法的透水沥青混合料空隙阻塞试验研究

基于改进测试方法的透水沥青混合料空隙阻塞试验研究

基于改进测试方法的透水沥青混合料空隙阻塞试验研究

康爱红;徐雪玲;寇长江

【摘 要】为研究透水沥青混凝土路面服役过程的空隙阻塞行为,针对透水沥青混合料车辙试件的优点和特性,自制常水头竖向渗透系数测定装置测定透水沥青混合料在径流雨水作用下的渗透系数,绘制归一化时程曲线分析其空隙阻塞效应.结果表明,透水沥青混合料的空隙阻塞过程由“快速阻塞”、“阻塞部分恢复”和“渐进阻塞”三阶段组成,空隙衰减曲线对透水沥青路面空隙阻塞程度的预估、路面清洗时间节点的确定具有一定的指导意义.%In order to research the voidclogging process

of porous asphalt pavement,in view of the characteristics and advantages

of the porous asphalt mixture rut specimens,constant head vertical

permeability coefficient measurement device is made to measure the

permeability coefficient of PAC under the action of road runoff.The

normalized time-historycurve is draw to analyze the voidclogging

effect.The results show that the voidclogging process of porous asphalt

mixture consists of three stages,which is " rapid clogging"," clogging part

recovery" and " slowlyclogging".It has a definite guiding significance to

排水性沥青路面粘结层抗剪性能的试验研究

排水性沥青路面粘结层抗剪性能的试验研究

第２７卷第４期　２０１１年１２月　交通科学与工程　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖｏ１．２７　Ｎｏ．４　Ｄｅｃ．２０１１　

文章编号：１６７４—５９９Ｘ【２０１１）０４－－０００１－－０５　

排水性沥青路面粘结层抗剪性能的试验研究　

田小　革　，邓星鹤　，林杜　，敖　星　，瞿　鑫。　

（１．长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙４１０００４；２．湖南省交通规划勘察设计院，　湖南长沙４１００００；３．广东省公路勘察规划设计院股份有限公司，广东广州　５１０５０７）　

摘要：通过室内模拟试验，利用长沙理工大学研制的斜面剪切仪，在５０　ｍｍ／ｍｉｎ的剪切速率下，分别　对涂刷环氧沥青、改性乳化沥青、ＳＢＳ改性沥青和高粘沥青等４种粘结材料的复合试件进行斜面剪切试　验，分析其在不同的环境条件下的剪切强度变化规律．分析结果表明：粘结层剪切强度随其用量的增加　先增后减，即存在一个最佳用量；剪切强度随温度的升高而降低，其中环氧沥青剪切强度下降最快，即对　温度最为敏感；４种材料抵抗水侵蚀能力由大到小的顺序依次为：环氧沥青、改性乳化沥青、ＳＢＳ改性沥　青和高粘沥青Ｉ冻融循环对防水粘结层剪切强度影响很大，冻融循环两次后，其剪切强度下降近５Ｏ　．　关键词：排水性沥青路面；粘结层；抗剪性能；斜面剪切试验　中图分类号：Ｕ４１６．２Ｉ７　文献标识码：Ａ　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｃｏｈｅｓｉｖｅ　

ｌａｙｅｒ　ｏｆ　ｐｏｒｏｕｓ　ａｓｐｈａｌｔ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　

ＴＩＡＮ　Ｘｉａｏ—ｇｅ　，ＤＥＮＧ　Ｘｉｎｇ－ｈｅ　，ＬＩＮ　Ｄｕ。，ＡＯ　Ｘｉｎｇ。，ＱＵ　Ｘｉｎ。　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｔｒａｆｆｉｃ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，