梁俊峰

(晉中市交通建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督局，山西 晉中 030600)

1 常規(guī)試驗

瀝青混合料自身抗老化性能直接決定路面耐久性與使用壽命，對路面整體抗老化性有影響的因素以瀝青膠結(jié)料自身抗老化性能為主。瀝青路面受自然與交通荷載持續(xù)作用后，其各項性能指標將不斷衰減，導致路用性能明顯降低。因此，應(yīng)采用試驗的方法來分析瀝青老化對混合料性能造成的影響。為了給漢堡車轍試驗和常規(guī)試驗之間的對比提供方便，對老化后混合料實施以下三種試驗：第一，標準車轍試驗；第二，馬歇爾試驗；第三，凍融劈裂試驗。參與試驗的混合料類型為AC-13型與SMA-16型，這兩種混合料的最佳瀝青用量如表1所示，試驗結(jié)果如表2和表3所示。

表1 AC-13型與SMA-16型混合料最佳瀝青用量

(1)車轍試驗結(jié)果如表2所示。

表2 車轍試驗結(jié)果

車轍試驗：①AC-13型試驗開始前動穩(wěn)定度為6 626次/mm，車轍深度為1.367 mm；SMA-16型試驗開始前動穩(wěn)定度為7 188次/mm，車轍深度為1.099 mm；②當老化試驗溫度為135 ℃時，經(jīng)過4 h的試驗時間，AC-13型動穩(wěn)定度為7 389次/mm，車轍深度為1.241 mm，SMA-16型動穩(wěn)定度為7 802次/mm，車轍深度為1.071 mm；③當老化試驗溫度為155 ℃，經(jīng)過4 h的試驗時間，AC-13型動穩(wěn)定度為9 158次/mm，車轍深度為1.204 mm，SMA-16型動穩(wěn)定度為9 056次/mm，車轍深度為1.003 mm。

(2)馬歇爾與凍融劈裂試驗結(jié)果如表3所示。

表3 馬歇爾與凍融劈裂試驗結(jié)果

馬歇爾與凍融劈裂試驗：①AC-13型試驗開始前殘留穩(wěn)定度為93.3%，TSR值為86.1%，SMA-16型試驗開始前殘留穩(wěn)定度為93.6%，TSR值為85.4%；②當老化試驗溫度為135 ℃時，經(jīng)過4 h的試驗時間，AC-13型殘留穩(wěn)定度為89.5%，TSR值為84.3%，SMA-16型殘留穩(wěn)定度為91.3%，TSR值為83.9%；③當老化試驗溫度為155 ℃，經(jīng)過4 h的試驗時間，AC-13型殘留穩(wěn)定度為83.4%，TSR值為78.8%，SMA-16型殘留穩(wěn)定度為86.1%，TSR值為81.5%。

由試驗結(jié)果可以看出，老化后，混合料動穩(wěn)定度顯著增加，AC-13型的動穩(wěn)定度從6 626次/mm增加至9 158次/mm，提高了34.1%；SMA-16型的動穩(wěn)定度從7 188次/mm增加至9 056次/mm，提高了26%；對于車轍深度，當老化溫度提高時，有減小趨勢?？梢?，SMA-16型混合料的抗老化能力相對較強。改性混合料自身動穩(wěn)定度將伴隨老化時間不斷延長與溫度不斷提高而有所增大；車轍深度將伴隨時間不斷延長與溫度不斷提高而有所減小。其原因為，在老化之后，瀝青將變硬，流變性降低，但抗變形能力將有一定增強，抗車轍能力因此提高。老化后，殘留穩(wěn)定度與TSR值均降低，AC-13型在135 ℃溫度條件下的殘留穩(wěn)定度減小3.8%、TSR值減小1.8%，在155 ℃溫度條件下的殘留穩(wěn)定度減小9.9%、TSR值減小7.3%；SMA-16型在135 ℃溫度條件下的殘留穩(wěn)定度減小2.3%、TSR值減小5.5%，在155 ℃溫度條件下的殘留穩(wěn)定度減小1.5%、TSR值減小2.4%?？梢?，相比之下，155 ℃這一老化溫度會對混合料自身水穩(wěn)定性造成較大影響，這和高溫車轍指標幾乎相同，在一定程度上驗證了試驗方法的可行性與準確性，具備參考價值。基于此，在155 ℃溫度條件下持續(xù)加熱4 h能良好的模擬混合料在短時間內(nèi)發(fā)生的老化。

2 漢堡車轍試驗

先根據(jù)標準配合比進行試件的制作，然后在水浴55 ℃的條件下進行漢堡車轍試驗，試驗結(jié)果如表4所示。

表4 漢堡車轍試驗結(jié)果

從表4結(jié)果可以看出，該試驗的試驗結(jié)果和之前車轍試驗的試驗結(jié)果完全相反，即車轍深度伴隨時間的不斷延長與溫度的不斷提高表現(xiàn)出增加趨勢，其它兩項指標，即蠕變斜率和剝落點分別伴隨時間的不斷延長與溫度的不斷提高表現(xiàn)出增加和減小的趨勢。對于AC-13型，其車轍深度從14.38 mm增加至16.43 mm、蠕變斜率從0.000 313增加至0.000 357、剝落點從15 782次減少至13 162次；對于SMA-16型，其車轍深度從10.96 mm增加至12.38 mm、蠕變斜率從0.000 201增加至0.000 217，SMA-16型的抗老化能力比AC-13型強。當老化溫度升高時，混合料性能受到的影響明顯增大，其原因為，瀝青和集料之間的黏附性將由于溫度的升高而變差，使混合料自身粘結(jié)力降低，受荷載作用后，水分導致混合料發(fā)生離析，最終產(chǎn)生松散剝落。

通過以上分析可知，只采用動穩(wěn)定度這一項指標無法對混合料性能進行全面評價，若需要對混合料性能進行綜合分析，應(yīng)做好其它試驗，包括低溫試驗和凍融試驗，以試驗結(jié)果為依據(jù)，對混合料性能進行驗證。對于漢堡車轍試驗，它可以對路面受動力壓力反復作用后產(chǎn)生的高溫損害進行模擬，試驗時間相對較長，一般情況下荷載的作用次數(shù)可以達到2萬次左右，可以較為真實且準確的反映出在相對較短的時間內(nèi)瀝青發(fā)生老化對混合料性能造成的影響，可彌補常規(guī)試驗只能對短期老化造成的性能影響進行分析的局限性。

3 結(jié)束語

綜上所述，AC-13與SMA-16型兩種混合料的瀝青老化現(xiàn)象都會對混合料性能造成影響，由于AC-13與SMA-16型兩種混合料較為常用，具有代表性，所以可認定任何一種混合料的瀝青發(fā)生老化都會對其性能造成影響。需要注意，為明確和驗證瀝青老化對混合料性能造成的影響，僅采用一種試驗是不夠的，漢堡車轍試驗對于準確評價瀝青老化對混合料性能所造成的影響，具有不可替代的重要意義。