盧廣懷

[摘 要]瀝青混合料路用性能試驗驗證作為瀝青混合料設計階段的重要環(huán)節(jié)，也是確保瀝青路面施工質量，延長瀝青路面使用壽命的關鍵。

[關鍵詞]瀝青混合料；試驗檢測；技術

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0197-01

引言

瀝青路面由于具有施工技術成熟、行車舒適安全以及養(yǎng)護維修方便等特點，在我國公路工程中得到了廣泛的應用。然而隨著公路交通量的不斷增長以及重載交通的增加，瀝青路面早期損壞越發(fā)嚴重，造成了路面使用壽命的降低。為了提高瀝青路面施工質量，控制路面早期病害問題，延長瀝青路面使用壽命，必須在瀝青混合料的設計階段就及早入手，加強混合料設計中各項路用性能試驗驗證，以確保瀝青路面材料各項性能符合路面實際情況，改善瀝青路面路用性能。

一、瀝青路面的常見破壞類型

1、開裂

瀝青路面在自然環(huán)境下經(jīng)過車輪荷載的反復作用，長期處于應力交迭變化的狀態(tài)，在荷載重復作用一定次數(shù)以后，就會造成瀝青路面結構強度的下降，在瀝青路面出現(xiàn)疲勞開裂問題。另外，瀝青路面在外界溫度下降的情況下，瀝青混合料會出現(xiàn)收縮問題，特別是在瀝青路面溫度降低速率較快的條件下，瀝青混合料中瀝青的粘度降低、彈性上升，瀝青路面中的溫度收縮應力會由于松弛性能的下降出現(xiàn)累積效應，造成瀝青路面出現(xiàn)開裂問題。

2、車轍

路面車轍主要是指瀝青路面在交通荷載的作用下在瀝青路面表面所產(chǎn)生的豎向變形，這種變形屬于積累變形，在高溫季節(jié)條件下很容易發(fā)生。造成瀝青路面車轍的影響因素多種多樣，集料、瀝青、混合料的級配、交通荷載、自然環(huán)境條件、瀝青路面施工工藝等，都是造成瀝青路面出現(xiàn)車轍問題的原因。

3、水損害

瀝青路面水損害主要是由于瀝青路面存在著一定的空隙，當水分滲入瀝青路面以后，在外部荷載的作用下，會對瀝青路面空隙中的水分產(chǎn)生動水壓力，在交通荷載的反復作用下會形成真空泵吸，水分對集料與瀝青的結合界面造成持續(xù)沖刷，最終造成瀝青與集料粘附性的降低，導致瀝青路面出現(xiàn)松散、唧漿以及坑槽等一系列問題。瀝青路面水損害的影響因素主要有瀝青與集料的粘附性能、瀝青混合料的配比設計以及瀝青路面的排水情況等。

二、瀝青混合料車轍試驗方法

將試件連同試模一起，置于已達到試驗溫度60℃±1℃的恒溫室中，保溫不少于5h，也不得超過12h。之后，將試件連同試模移置于車轍試驗機的試驗臺上，試驗輪在試件的中央部位，其行走方向必須與試件碾壓方向或行車方向一致。啟動試驗機，使試驗輪往返行走，時間1h，記錄儀自動記錄變形曲線及時間溫度。

DS={（t2-t1）*N/（d2-d1）}*C1*C2

式中：DS--瀝青混合料的動穩(wěn)定度（次/mm）

d1—對應于時間t1（一般為45min）的變形量（mm）；

d2—對應于時間t2（一般為60min）的變形量（mm）；

C1--試驗機類型修正系數(shù)，曲柄連桿驅動加載輪往返運行走方式為1.0；

C2--試件系數(shù)，試驗室制備的寬300mm的試件為1.0；

N—試驗輪往返碾壓速度，通常為42次/min。

三、瀝青混合料離析的檢測方法

瀝青面層集料離析區(qū)域與非離析區(qū)域的表面紋理深度會有明顯的變化。鋪砂法就是“瀝青混合料表面構造深度試驗”，通過把標準砂鋪設在瀝青面層上填補表面空隙，以填補的面積大小來計算構造深度，其中對砂子的粒徑是有嚴格要求的，一般是要求25ml粒徑為0.15-0.3mm的砂子。檢測時，工作人員先要把空隙表面和附近的面層用刷子或掃把清掃干凈，然后把定量的符合要求的砂子用人工砂鋪儀鋪到待檢測的路面上。當砂子攤鋪到要求的程度時，用專業(yè)工具如鋼尺、卷尺或構造深度尺測量構造深度值，通過對比要求的集料離析標準，就可以知道離析的程度如何。鋪砂法方法原理簡單，測量方便，造價十分低廉，仍是目前最常用的檢測構造深度的方法，也是最簡單、最直觀的判別集料離析的手段。當然，這種法也會受許多主觀因素和客觀因素的影響，例如其中所用砂子的干燥潔凈程度、受檢路面含水量的大小、攤鋪砂表面的凹凸程度、鋪砂區(qū)的形狀等，使檢測結果受測試者主觀意志和測試方法的左右，而且比較費時，勞動強度大。

四、瀝青混合料的疲勞試驗

對于瀝青混合料的疲勞試驗，目前在國際上并沒有統(tǒng)一的標準規(guī)定，試驗方法種類較多，主要有簡單彎曲試驗、單軸實驗、間接拉伸試驗、三軸試驗、斷裂力學實驗和輪轍試驗，其中應用最多的試驗方法是小梁重復彎曲試驗。采用瀝青混合料小梁彎曲疲勞試驗，一般采取中點加載的試驗檢測手段，制備尺寸為250mm×40mm×40mm的試件，試驗溫度大多選擇瀝青路面疲勞當量溫度15℃，試驗加載應力通過破壞試驗確定，應力比一般取0.2、0.3、0.4、0.5、0.6，通過對小梁試件加載過程中的應力應變響應進行分析，計算確定小梁中點處底面的彎拉應力和彎拉應變。對于瀝青混合料的疲勞特性的評價，則主要是通過達到破壞時重復荷載的作用次數(shù)進行抗疲勞開裂性能的表征。

五、瀝青混合料黏附性試驗

①取粒徑9.5～13.2mm，形狀規(guī)則的集料200克，洗凈并在105℃的烘箱中烘干備用。

②以標準方法取瀝青試樣放入燒杯中，加熱至要求的溫度。

③按四分法稱取備用顆粒100克。

④從烘箱中取出，使集料完全被瀝青膜裹覆，并在室溫下冷確1小時。

⑤將放有集料試樣的玻璃板浸入水溫80℃±2℃的恒溫水槽中，保持30min，并將剝離及浮于水面的瀝青用紙片撈出。

⑥由水中小心取出玻璃板，浸入水槽的冷水中，仔細觀察裹覆集料的瀝青薄膜剝落情況。由兩名以上經(jīng)驗豐富的試驗人員分別目測，評定剝離面積的百分率，評定后取平均值表示，并按表6-10評價瀝青與集料的黏附等級。

六、瀝青混合料永久變形試驗

評價瀝青混合料永久變形的試驗主要有車轍試驗、蠕變試驗、三軸試驗、漢堡車轍試驗等試驗手段，其中車轍試驗應用最多，主要是通過制作板塊試件并于試驗設備中的車輪往復運動，通過車輪的壓密、剪切以及推移，測試混合料的抗永久變性能力，由于試驗檢測方法簡單，結果直觀，而且與瀝青混合料車轍的相關性較好，因而應用較多。采用車轍試驗，需要制備尺寸為300mm×300mm×50mm的車轍板試件，試驗荷載為0.7Kpa，通過計算動穩(wěn)定度與相對變形評價混合料的抗永久變形能力。

七、其他性能試驗

1、水穩(wěn)定性能試驗驗證

水穩(wěn)定性主要是為了提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性。對于瀝青混合料水穩(wěn)定性的評估主要分為兩個階段，第一個階段主要是評估瀝青與集料之間的粘附性，主要是以水煮法與水浸法評估。在第二階段的評估主要是通過浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗進行評估，其具體的技術指標要求如下表所示：

2、低溫抗裂性能試驗驗證

對瀝青混合料進行低溫抗裂性能試驗驗證，主要是為了評價瀝青混合料的低溫抗開裂能力，避免由于低溫條件下混合料內(nèi)部由于收縮應力出現(xiàn)開裂。評價的試驗方法較多，例如低溫彎曲蠕變試驗、SHRP中的低溫性能J-積分試驗、混合料低溫壓縮試驗以及低溫彎曲試驗等，其中應用最多的主要是以低溫彎曲試驗來評價，其具體技術指標要求如下表所示：

結語

路用性能驗證是瀝青混合料設計階段的關鍵環(huán)節(jié)，對于瀝青路面后期的使用性能與使用壽命也具有重要的影響。在瀝青路面路用性能的試驗驗證過程中，技術人員應當根據(jù)不同瀝青混合料的類型，合理的確定驗證方法以及控制標準，進而確保瀝青混合料的路用性能，為提高瀝青路面的建設施工質量提供良好的基礎。

參考文獻

[1]袁小亮，張新星，等.乙烯基活性聚合物改性橡膠瀝青的研究[J].中外公路，2011（08）.

[2]馮雄輝，王捷.應用Superpave與馬歇爾方法進行瀝青混合料設計的比較分析[J].公路工程，2011，36（1）：66-69.