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        冷補(bǔ)瀝青混合料性能分析與評(píng)價(jià)研究

        2020-12-27 11:01:18榮軍
        江蘇建材 2020年5期
        關(guān)鍵詞:補(bǔ)料抗壓單軸

        榮軍

        (泰安市公路事業(yè)發(fā)展中心第一工程部,山東 泰安271000)

        0 引言

        坑槽是瀝青路面的常見病害,如果不及時(shí)修補(bǔ)會(huì)給道路造成嚴(yán)重的安全隱患。冷補(bǔ)瀝青混合料是處理坑槽病害的有效方式。本次分別采用自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料A、B、C 和某國(guó)產(chǎn)D 及進(jìn)口E開展冷補(bǔ)瀝青混合料的抗車轍性能、 力學(xué)性能和低溫工作度性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

        1 試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)

        1.1 車轍試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)

        車轍試驗(yàn)用于模擬評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能。

        (1)根據(jù)冷補(bǔ)瀝青混合料強(qiáng)度逐漸上升的特點(diǎn),采用冷補(bǔ)瀝青混合料車轍試件分階段成型的方式進(jìn)行, 以此來模擬冷補(bǔ)瀝青混合料在路面上逐漸被車輛壓密的過程。

        (2)冷補(bǔ)瀝青混合料的強(qiáng)度主要是靠其組成成分中稀釋劑的揮發(fā)而逐漸上升的,而外界環(huán)境對(duì)冷補(bǔ)瀝青混合料稀釋劑的揮發(fā)速度影響很大,因此本實(shí)驗(yàn)?zāi)M工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況, 采用將成型好的冷補(bǔ)瀝青混合料車轍試件放置于室外通風(fēng)處的自然條件下方式進(jìn)行養(yǎng)生。

        (3)冷補(bǔ)瀝青混合料通常在冬季或雨季使用,使用溫度較熱拌瀝青混合料低,通常為-30~40 ℃,熱拌瀝青混合料車轍試驗(yàn)的60 ℃不適用于冷補(bǔ)瀝青混合料,綜合考慮本次車轍試驗(yàn)溫度采用40 ℃。

        具體試驗(yàn)方法: 將拌合好的冷補(bǔ)瀝青混合料按照要求倒入試模中,在常溫條件下(25 ℃)在輪碾上往返4 次,然后將試件置于室外通風(fēng)處自然養(yǎng)生3 d,然后將車轍板試件置于110 ℃烘箱中6 h,而后在輪碾儀上往返8 次, 再將碾壓后的試件置于室外通風(fēng)處養(yǎng)生7 d,測(cè)定其穩(wěn)定度,試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

        表1 冷補(bǔ)瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

        從表1 可知, 自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料A、B、C 的抗車轍性能優(yōu)于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D以及進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的抗車轍性能。

        1.2 單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)方法及評(píng)價(jià)

        根據(jù)冷補(bǔ)瀝青混合料的特點(diǎn), 單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)溫度采用40 ℃, 按照表2 的試驗(yàn)方案分別進(jìn)行自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料A、B、C 和某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 及進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的單軸蠕變?cè)囼?yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

        表2 單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)方案

        表3 單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果

        從表3 可以得出,自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料40 ℃的蠕變速率均低于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的蠕變速率, 粘滯勁度模量均大于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的粘滯勁度模量。

        綜合車轍試驗(yàn)和單軸蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果可得, 自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料的抗高溫性能均優(yōu)于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的抗高溫性能。

        1.3 劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)

        劈裂試驗(yàn)是用于測(cè)定瀝青混合料在規(guī)定溫度和加載速率時(shí)劈裂破壞或處于彈性階段的力學(xué)性質(zhì),亦可供瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)及評(píng)價(jià)瀝青混合料低溫抗裂性能時(shí)使用。

        將拌制好且放置兩周時(shí)間的冷補(bǔ)瀝青混合料,通過雙面各擊實(shí)75 次成型試件,將試件置于25 ℃室溫中放置6 h。按照規(guī)范中瀝青混合料劈裂試驗(yàn)(T 0716—2011)的方法與步驟進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

        表4 劈裂試驗(yàn)結(jié)果

        由表4 可知,自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料的劈拉強(qiáng)度較某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的劈拉強(qiáng)度高,破壞拉伸應(yīng)變較低。

        1.4 抗壓回彈模量試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)

        抗壓回彈模量也作為瀝青混合料設(shè)計(jì)的重要參數(shù), 靜態(tài)模量通常采用單軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定,單軸壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度一般為15 ℃和20 ℃,加載速率為2 mm/min, 對(duì)瀝青混合料試件進(jìn)行一次加載至破壞時(shí)的最大應(yīng)力即為抗壓強(qiáng)度。采用冷補(bǔ)瀝青混合料試件是在最佳瀝青用量條件下采用靜壓成型尺寸100 mm×100 mm 的圓柱體試件,按照規(guī)范[4]中的試驗(yàn)方法分別測(cè)定15 ℃和20 ℃時(shí)的抗壓回彈模量,試驗(yàn)方案如表5 所示,試驗(yàn)結(jié)果如表6 所示。

        由表6 可知,自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料15 ℃和20 ℃的抗壓強(qiáng)度均高于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的抗壓強(qiáng)度,15 ℃和20 ℃的抗壓回彈模量均高于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的抗壓回彈模量; 同種冷補(bǔ)瀝青混合料條件下,抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量均隨著溫度的升高而降低。

        1.5 低溫工作度試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)

        生產(chǎn)好的冷補(bǔ)瀝青混合料需要將其用塑料袋密封保存,使用時(shí)打開包裝使用,因此為保持材料具有良好的使用性能需保持正常的松散狀態(tài),為模擬冷補(bǔ)瀝青混合料的實(shí)際工作情況,將制作好的冷補(bǔ)瀝青混合料用塑料袋密封好,放進(jìn)-10 ℃的冰箱中24 h,然后用鐵鏟拌合[5],參照表7 的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)冷補(bǔ)瀝青混合料的工作度進(jìn)行評(píng)定,試驗(yàn)結(jié)果如表8 所示。

        表5 抗壓回彈模量試驗(yàn)方案

        表6 單軸壓縮抗壓回彈模量試驗(yàn)結(jié)果

        表7 冷補(bǔ)瀝青混合料低溫工作度判定參考標(biāo)準(zhǔn)

        表8 冷補(bǔ)瀝青混合料低溫工作度試驗(yàn)結(jié)果

        表9 冷補(bǔ)瀝青混合料性能技術(shù)要求

        從表8 可以看出, 冷補(bǔ)瀝青混合料的低溫工作度較好,均達(dá)到4 級(jí),有良好的低溫工作性能。

        2 冷補(bǔ)瀝青混合料性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)大量的冷補(bǔ)瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合冷補(bǔ)瀝青混合料的實(shí)際情況,提出冷補(bǔ)瀝青混合料的性能技術(shù)要求,如表9 所示。

        3 結(jié)論

        (1)結(jié)合冷補(bǔ)瀝青混合料的使用條件,提出采用40 ℃的車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,車轍試驗(yàn)結(jié)果表明,自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料的抗車轍性能優(yōu)于某國(guó)產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的抗車轍性能。

        (2)通過單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫性能進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證,結(jié)果表明,自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料具有優(yōu)良的耐高溫性能。

        (3)對(duì)冷補(bǔ)瀝青混合料進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和抗壓回彈模量試驗(yàn),為冷補(bǔ)瀝青混合料設(shè)計(jì)參數(shù)的選取提供原始數(shù)據(jù)。

        (4) 采用-10 ℃的低溫工作度試驗(yàn)驗(yàn)證冷補(bǔ)瀝青混合料在低溫條件下的工作性能,試驗(yàn)結(jié)果表明,自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料在-10 ℃條件下具有良好的低溫工作性能。

        (5)通過大量試驗(yàn)提出冷補(bǔ)瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)及要求。

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