摘 ? ? ?要： 為緩解瀝青路面的高溫車轍病害，優(yōu)選多種原材料，制備了具備隔熱降溫屬性的瀝青混凝土路面材料，借助氙弧燈耐候試驗(yàn)箱系統(tǒng)研究隔熱瀝青混凝土的隔熱降溫功效，全面研究隔熱瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性等路用性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：隔熱瀝青混凝土具有良好的隔熱降溫性能，為隔熱瀝青混凝土在道路領(lǐng)域的普及應(yīng)用提供依據(jù)。

關(guān) ?鍵 ?詞：道路工程;隔熱瀝青混凝土;隔熱功效;路用性能

中圖分類號(hào)：TQ177.6+3 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? 文章編號(hào)： 1671-0460（2020）05-0818-03

Abstract： For the purpose of mitigating the high temperature disease of asphalt pavement， a few kinds of raw materials were selected， and thermal insulation asphalt concrete was prepared. The thermal insulation performance was systematically studied through using climate resistance test machine. The road performance was studied by testing its high temperature stability， water resistance performance and so on. The results showed that thermal insulation asphalt concrete had good thermal insulation performance， which can lay a solid basis for the application of thermal insulation asphalt concrete in the road industry.

Key words： Road engineering; Thermal insulation asphalt concrete; Thermal insulation performance; Road property

高溫病害是瀝青路面病害的主要類型之一[1-2]。在高溫狀況下，瀝青材料逐漸由彈性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)，其承載能力大幅度下降[3]。在外界行車荷載的反復(fù)作用下，輪轍部分的瀝青混合料密實(shí)度會(huì)不斷提高，產(chǎn)生不可逆的車轍病害，對(duì)于瀝青路面的結(jié)構(gòu)造成不可逆病害，嚴(yán)重影響瀝青路面的路用性

能[4]。針對(duì)于瀝青混凝土路面的高溫病害，國內(nèi)外研究人員及學(xué)者提出了隔熱瀝青混合料，作為應(yīng)對(duì)瀝青路面高溫病害的重要對(duì)策之一[5-7]。對(duì)于隔熱瀝青混凝土，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀主要為：雷雨滋等[8]評(píng)價(jià)了熱阻瀝青混合料的降溫效果及路用性能;時(shí)建剛等[9]研究了鋼橋面澆注式瀝青混凝土鋪裝層隔熱性能;Liu等[10]研究了隔熱瀝青混凝土的力學(xué)性能;Zhang等[11]研究了改性瀝青混凝土的力學(xué)性能及熱阻性能。因此，為了能夠更好地緩解瀝青路面的高溫病害，應(yīng)針對(duì)隔熱瀝青混凝土的應(yīng)用效果展開深入研究。

本文優(yōu)選多種原材料制備了隔熱瀝青混凝土，系統(tǒng)研究隔熱瀝青混凝土的隔熱降溫功效，全面研究隔熱瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性等路用性能，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了隔熱瀝青混凝土的隔熱降溫功效及各項(xiàng)路用性能，為隔熱瀝青混凝土在道路領(lǐng)域的普及應(yīng)用提供依據(jù)。

1 ?隔熱瀝青混凝土制備

1.1 ?原材料組成

1.1.1 ?熱阻改性劑

本文主要采用煅燒鋁礬石和蛭石粉等兩種不同類型的隔熱材料作為熱阻改性劑進(jìn)行隔熱瀝青混合料的制備，其中所選用煅燒鋁礬石粒徑為4.75 ～9.5 mm，而蛭石粉細(xì)度具體為300目。熱阻改性劑的應(yīng)用方式為替換對(duì)應(yīng)粒徑的集料或填料，其中煅燒鋁礬石的摻加量為礦料總質(zhì)量的6.5%，蛭石粉摻量為礦料總質(zhì)量的8.5%。鋁礬石和蛭石粉的技術(shù)性能指標(biāo)如表1和表2所示。

1.1.2 ?瀝青

本文選用SBS（I-C）改性瀝青作為主要的膠結(jié)材料，其實(shí)際檢測技術(shù)性能指標(biāo)主要如表3所示。

1.1.3 ?集料

集料主要采用玄武巖碎石，依據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）的要求對(duì)集料進(jìn)行檢測，其技術(shù)指標(biāo)值如表4所示。

1.1.4 ?填料

本文采用的填料主要為石灰石礦粉，其實(shí)際測試的技術(shù)性能指標(biāo)主要如表5所示。

1.2 ?級(jí)配信息

本文主要選擇常用的SMA-13級(jí)配進(jìn)行隔熱瀝青混合料的制備，SMA-13的級(jí)配設(shè)計(jì)曲線在規(guī)范的上下限值之間，接近于規(guī)范中值，無超限狀況出現(xiàn)，在部分篩孔通過率略高于規(guī)范中值。采用級(jí)配條件下的最佳油石比為6.3%。SMA-13的具體級(jí)配組成如下圖1所示。

1.3 ?制備方法

隔熱瀝青混合料的制備主要采用替代集料的方法，即將熱阻改性劑替代相應(yīng)粒徑的集料或礦粉進(jìn)行瀝青混合料的制備。隔熱瀝青混合料的具體制備流程如圖2所示。

2 ?隔熱瀝青混凝土性能研究

2.1 ?隔熱瀝青混凝土隔熱性能

采用設(shè)計(jì)級(jí)配及最佳油石比成型標(biāo)準(zhǔn)尺寸車轍板（30cm×30cm×5cm），在車轍板試件底部切割直徑為1 cm，高度為0.3 cm的圓柱形小孔，在孔內(nèi)鑲嵌溫度傳感器探頭，并采用細(xì)質(zhì)冷補(bǔ)料填補(bǔ)，待試件強(qiáng)度形成后放置于氙弧燈耐候試驗(yàn)箱內(nèi)（兩盞氙弧燈，強(qiáng)度為10 W/m2）進(jìn)行隔熱性能測試。測試起始溫度選定為25 ℃，測試時(shí)間選為4 h，每半小時(shí)對(duì)試件的表面底部溫度進(jìn)行讀取，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)照試件為未摻入熱阻改性劑的車轍板試件。隔熱性能測試結(jié)果如圖3所示。

由圖3分析可知，在4 h的測試過程中，隨著照射時(shí)間的逐漸延長，試驗(yàn)試件底部溫度逐漸上升，隔熱瀝青混合料試件和普通瀝青混合料試件底部溫度上升變化趨勢基本一致;在試件溫度上升過程中，隨著照射時(shí)間的延長，隔熱瀝青混合料試件的隔熱性能呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，在2.5 h時(shí)隔熱性能達(dá)到峰值，具體為5.9 ℃，當(dāng)照射時(shí)間大于2.5 h時(shí)，隔熱降溫性能逐漸下降，隔熱性能變化趨勢近似于三次多項(xiàng)式。

隔熱降溫性能的變化趨勢呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，這主要是由于在照射初期熱量的傳輸僅在試件的上半部分，隔熱改性劑能夠?qū)崃啃纬擅黠@的熱阻隔離層，從而保證了隔熱降溫性能的良好發(fā)揮;但隨著照射試件時(shí)間的逐漸延長，熱量的堆積逐漸造成熱量突破熱阻層，進(jìn)入到試件的底部，因此隔熱降溫效果出現(xiàn)了一定程度的下降。

2.2 ?隔熱瀝青混凝土路用性能

根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011），采用隔熱瀝青混合料及普通瀝青混合料制成相應(yīng)的試驗(yàn)試件，分別進(jìn)行高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)及低溫小梁試驗(yàn)，全面評(píng)價(jià)隔熱瀝青混合料的高溫、低溫及水穩(wěn)性能等路用性能。路用性能試驗(yàn)結(jié)果主要如表6所示。

由表6分析可知，隔熱瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及水穩(wěn)定性均能夠滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）的相關(guān)要求，同時(shí)，隔熱瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能與未摻入熱阻改性劑的普通瀝青混合料基本一致，這表明熱阻改性劑對(duì)于瀝青混合料路用性能影響較小，可忽略不計(jì)。

3 ?結(jié) 語

（1）隨著太陽光照時(shí)間的延長，隔熱瀝青混合料試件的隔熱性能呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，在2.5 h的測溫節(jié)點(diǎn)隔熱瀝青混凝土的隔熱性能達(dá)到峰值，具體為5.9 ℃。

（2）隨著光照時(shí)間的逐漸延長，熱量的堆積導(dǎo)致其突破瀝青混凝土熱阻層，傳遞進(jìn)入瀝青混凝土底部，在一定程度上造成了隔熱瀝青混凝土隔熱降溫功效的下降。

（3）隔熱改性材料的摻入并未對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及水穩(wěn)定性等路用性能造成不良影響，相應(yīng)的測試結(jié)果均能滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）的要求。

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