排水瀝青混合料集料級配對其性能影響

根據(jù)國內(nèi)外排水路面使用的經(jīng)驗(yàn),提出了3種不同的小粒徑的級配形式,并得出其對應(yīng)的空隙率均能滿足18%的要求,同時(shí)就其進(jìn)行了相應(yīng)的室內(nèi)常規(guī)試驗(yàn),研究這3種級配設(shè)計(jì)的可行性。

在建筑工程數(shù)量不斷增多和材料種類日益多樣的背景下,透水性瀝青混合料因其具有較強(qiáng)透水性、防滑性及降噪性優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用。本文主要對透水瀝青混合料中孔隙率和級配對路用性能可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入化分析探討。

通過謝倫堡析漏試驗(yàn)和肯特堡飛散試驗(yàn)確定各個(gè)級配最佳瀝青用量,然后對各個(gè)級配的路用性能進(jìn)行試驗(yàn),進(jìn)而分析空隙率與路用性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明,隨著空隙率的變化,盡管各路用性能的變化趨勢不同,但是空隙率與各路用性能之間均有良好的相關(guān)關(guān)系,所以通過空隙率來選擇級配是合理的。

為了研究粗集料性能對瀝青混合料性能的影響規(guī)律,分別將4.75mm~16mm的粗集料磨耗不同次數(shù)以形成4種棱角性不同的粗集料。采用ac-16型級配瀝青混合料研究4種棱角性不同的粗集料對瀝青混合料水穩(wěn)定性、高溫性能與低溫性能的影響。研究結(jié)果表明:隨著磨耗次數(shù)的增加,粗集料棱角性變化明顯,進(jìn)而顯著影響瀝青混合料的路用性能。

為實(shí)現(xiàn)超薄排水瀝青路面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,采用滲透性試驗(yàn)、擺式摩擦系數(shù)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)試驗(yàn)、聲波吸收系數(shù)試驗(yàn)、肯塔堡飛散試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn),對最大公稱粒徑4.75mm和13.2mm的2種開級配型式與2種不同瀝青混合料類型組合而成的4種大空隙排水瀝青混合料的綜合性能進(jìn)行試驗(yàn)評價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果顯示,最大公稱粒徑4.75mm級配形式的開級配瀝青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公稱粒徑13mm級配的瀝青混合料略優(yōu),具有很好的排水降噪功能。環(huán)氧瀝青混合料的使用,有利于提高小粒徑大空隙排水瀝青混合料的整體路用性能。

排水瀝青路面因具有大空隙、耐磨抗滑、雨天行車無水霧、低噪音等優(yōu)點(diǎn),目前被廣泛推廣應(yīng)用。為進(jìn)一步提高排水瀝青路面的路用性能,文中通過向sbs改性瀝青中摻加6%、8%、10%和12%4種不同比例的hva高黏改性劑制備復(fù)合改性瀝青,對復(fù)合改性前、后瀝青進(jìn)行試驗(yàn),并對確定最佳摻量的復(fù)合改性排水瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、低溫性能、水穩(wěn)定性試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:推薦方案的復(fù)合改性排水瀝青混合料在高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性等方面均好于sbs改性排水瀝青混合料。高黏劑的加入可顯著改善瀝青混合料的路用性能,提高排水路面的耐久性,具有一定的推廣價(jià)值。

礦料級配走向?qū)r青混合料性能的影響

路面滲水性能是反映瀝青混合料級配組成的一個(gè)間接指標(biāo),也是瀝青路面水穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。根據(jù)揭惠高速公路瀝青路面中面層試驗(yàn)段滲水性能檢測結(jié)果,在試驗(yàn)段施工總結(jié)的基礎(chǔ)上,對gac-20c瀝青混合料級配作進(jìn)一步優(yōu)化,有效減小路面結(jié)構(gòu)層滲水系數(shù),為后續(xù)gac-20c瀝青路面施工提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參考數(shù)據(jù)。

路面滲水性能是反映瀝青混合料級配組成的一個(gè)間接指標(biāo),也是瀝青路面水穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo).根據(jù)揭惠高速公路瀝青路面中面層試驗(yàn)段滲水性能檢測結(jié)果,在試驗(yàn)段施工總結(jié)的基礎(chǔ)上,對gac-20c瀝青混合料級配作進(jìn)一步優(yōu)化,有效減小路面結(jié)構(gòu)層滲水系數(shù),為后續(xù)gac-20c瀝青路面施工提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參考數(shù)據(jù).

為研究sasobit溫拌排水瀝青混合料的水穩(wěn)定性能及其改善措施.對摻加sasobit和纖維拌制ogfc-13型混合料,以5種溫度成型馬歇爾試件,測其各指標(biāo);對普通熱拌(ogfc-1)、未摻加抗剝落劑(ogfc-2)、摻加消石灰(ogfc-3)、摻加含有生石灰的消石灰(ogfc-4)的sasobit溫拌排水瀝青混合料,采用室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行水穩(wěn)定性能測試與對比分析.試驗(yàn)結(jié)果表明:最佳擊實(shí)溫度為150℃;水穩(wěn)定性ogfc-3>ogfc-1>ogfc-2>ogfc-4,說明消石灰對水穩(wěn)性產(chǎn)生有利影響,但影響程度有限,應(yīng)避免含雜質(zhì)的消石灰;最佳消石灰用量為1.5%.

為明確集料的針片狀顆粒含量及級配穩(wěn)定性對瀝青混合料高溫性能的影響,進(jìn)而為集料選擇及性能評定提供參考,文章結(jié)合現(xiàn)有瀝青混合料高溫性能的研究狀況,針對集料針片狀顆粒含量、級配穩(wěn)定性對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)研究.研究表明:改善集料的顆粒形狀、降低針片狀顆粒的含量可以提高瀝青混合料的高溫抗剪切強(qiáng)度;集料級配穩(wěn)定,瀝青混合料礦料級配越接近設(shè)計(jì)級配,其高溫車轍試驗(yàn)結(jié)果離散型越小.

級配變化對瀝青混合料性質(zhì)及路用性能的影響

對于路面施工質(zhì)量的影響來說,瀝青混合料質(zhì)量的優(yōu)劣占據(jù)了絕對性的影響因素,并且也影響著路面的實(shí)際使用壽命。每一位路面施工人員都知道在瀝青混合料當(dāng)中,集料是最主要的材料(大約占95%)。而對于集料質(zhì)量的指標(biāo)影響來看,除了級配、粒徑等規(guī)格要求之外,也包含了含泥量、強(qiáng)度以及形狀。但是往往令路面施工技術(shù)人員感覺到頭疼的是集料的含泥量指標(biāo),在開采母材、材料的運(yùn)輸、集料的加工、集料的堆放等等環(huán)節(jié),集料含泥量超標(biāo),都會導(dǎo)致集料受到嚴(yán)重的污染,從而降低含泥量指標(biāo)。

從集料礦物組成、微觀紋理、壓碎值、磨耗值、磨光值等角度,研究了不同性質(zhì)集料對不同級配類型瀝青混合料構(gòu)造深度、擺值和國際摩阻指數(shù)的影響規(guī)律,明確了粗集料表面紋理和磨光值顯著影響密實(shí)型瀝青混合料的抗滑能力,空隙型瀝青混合料的抗滑能力主要來源于表面構(gòu)造深度。研究成果可為今后瀝青路面抗滑表層材料選擇和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

對于路面施工質(zhì)量的影響來說，瀝青混合料質(zhì)量的優(yōu)劣占據(jù)了絕對性的影響因素，并且也影響著路面的實(shí)際使用壽命。每一位路面施工人員都知道在瀝青混合料當(dāng)中，集料是最主要的材料（大約占95％）。而對于集料質(zhì)量的指標(biāo)影響來看，除了級配、粒徑等規(guī)格要求之外，也包含了含泥量、強(qiáng)度以及形狀。但是往往令路面施工技術(shù)人員感覺到頭疼的是集料的含泥量指標(biāo)．

采用試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,在瀝青混合料礦料級配分析的基礎(chǔ)上,對ac-16和ac-20兩種不同級配的瀝青混合料進(jìn)行了試驗(yàn),分析不同級配對瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)的影響;又通過馬歇爾試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)分別檢測兩種級配的瀝青混合料,對比分析集料關(guān)鍵篩孔通過率對流值、穩(wěn)定度、動(dòng)穩(wěn)定度等評價(jià)指標(biāo)的影響,從而得出級配對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響的相關(guān)結(jié)論。

為了研究不同瀝青種類和不同礦料級配組成對瀝青混合料的性能影響，本文通過對不同礦料級配和不同瀝青種類的瀝青混合料進(jìn)行高溫、低溫、水穩(wěn)等性能測試分析。試驗(yàn)結(jié)果顯示，礦料級配一定時(shí)，選用不同瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的優(yōu)劣順序依次是sbs改性瀝青〉as70#瀝青〉asgo#瀝青，低溫抗裂性的優(yōu)劣順序都依次是sbs改性瀝青〉asgo#瀝青〉as70#瀝青；所有瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比都大于80％，表明所設(shè)計(jì)的瀝青混合料具有很好的抗水損害能力；ac-20瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性優(yōu)于ac-13，而水穩(wěn)定性比ac-13差。

聚酯纖維和木質(zhì)素纖維這2種穩(wěn)定劑常用于排水瀝青混合料以提高其高溫穩(wěn)定性能。該文對比分析了摻加聚酯纖維和木質(zhì)素纖維的ogfc-13瀝青混合料的水穩(wěn)定性能,通過浸水時(shí)間不同的馬歇爾穩(wěn)定度和循環(huán)次數(shù)不同的劈裂強(qiáng)度試驗(yàn),得出排水瀝青混合料ogfc-13的殘留穩(wěn)定度和凍融循環(huán)劈裂強(qiáng)度比的變化趨勢。同時(shí)比較了2種纖維的標(biāo)準(zhǔn)飛散損失和浸水飛散損失。結(jié)果表明,在馬歇爾殘留穩(wěn)定度、凍融循環(huán)劈裂強(qiáng)度和飛散損失的水穩(wěn)定性試驗(yàn)中,摻聚酯纖維和木質(zhì)素纖維的ogfc-13瀝青混合料表現(xiàn)出不同的性能,不能籠統(tǒng)地說明哪種纖維改性排水瀝青混合料性能的優(yōu)劣。

采用3種級配方案,分別代表粗、中、細(xì)3種狀況,根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)確定最佳級配。對于最佳級配,分別在0.6~9.5mm篩孔按中值偏差5%、6%、7%各取3個(gè)級配進(jìn)行體積參數(shù)試驗(yàn);在最佳級配不變的條件下,各自按0.5%的用油量變化,測定體積參數(shù);研究級配波動(dòng)和瀝青用量變化對瀝青混合料使用性能的影響。

以鋼渣為粗集料、石灰?guī)r為細(xì)集料、礦粉為填料、sbs改性瀝青為結(jié)合料配制ogfc-13型開級配鋼渣排水瀝青混合料,其配合比為m((13.2~19)mm鋼渣)∶m((9.5~13.2)mm鋼渣)∶m((4.75~9.5)mm鋼渣)∶m((0~4.75)mm石灰?guī)r)∶m(礦粉)=13∶28∶45∶13∶1,最佳油石比為4.5%,聚脂纖維用量為0.3%。該瀝青混合料的鋼渣用量高達(dá)86%,且不用提高改性瀝青和纖維用量,有利于鋼渣的綜合利用,節(jié)約道路建設(shè)成本。通過馬歇爾穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度和車轍試驗(yàn)得出,該瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度為9.8kn,劈裂強(qiáng)度比為89.8%,動(dòng)穩(wěn)定度為5753次/mm,均優(yōu)于技術(shù)規(guī)范要求。該瀝青混合料的滲水系數(shù)為37.0ml/s,摩擦系數(shù)(bpn值)為70.7,表明其滲水能力很強(qiáng),抗滑性能優(yōu)良。

在施工過程中,細(xì)集料的級配對瀝青混合料的空隙率起著非常大的影響,通過大量的對比試驗(yàn),證明級配好的細(xì)集料能很好的降低空隙率,級配不好的砂能增大空隙率。而且瀝青混合料對細(xì)集料級配的敏感性遠(yuǎn)超粗集料。

在瀝青路面施工中,常因集料吸水率超標(biāo)而需另選其它料源,造成工程工期延長,成本增加。文中就該問題進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究,得出了采用堅(jiān)固性等指標(biāo)綜合判斷吸水率超標(biāo)集料可用性的方法,分析了采用這種集料的適用條件和施工中的質(zhì)量控制重點(diǎn),并在實(shí)際工程中得到應(yīng)用和驗(yàn)證。