沥青混合料动稳定度的影响因素
一、概述
随着我过经济的发展,交通量日益增大,道路的交通量超过了设计交通量的预期值,道路出现了许多损坏。车辙是我国道路最严重的损坏之一,影响车辙损坏的因素又很多。车辆的超载,道路日常养护不到位,沥青混合料的质量等等。车辙损坏中,沥青混合料的质量主要指沥青混合料的动稳定度,在施工阶段控制。车辙试验是沥青混合料动稳定度由车辙试验得到,车辙试验是被认为是沥青混合料性能检验中最重要的指标。车辙试验的准确性闲的尤为重要。影响沥青动稳定度的因素有很多,原材,矿料级配,油石比,车辙试验等等。 二、原材、矿料级配、油石比
沥青的针入度,软化点,对车辙的影响很大。针入度低,软化点高的沥青,沥青混合料的动稳定度会比较高。在北方冬季严寒的地区,如内蒙古兴安盟地区,冬季气温可达到零下30°C,为了保证沥青混合料的低温性能,会使用针入度较大的沥青,动稳定度会比较低。沥青动稳定度更加重要。一般情况下,原材确定后,可以通过调整级配的手段,提高沥青混合料的动稳定度。
可以采用“贝雷法”检验矿料的级配曲线,贝雷法提出关键筛孔与矿料的最大公称粒径有关,不同粒径的混合料采用不同的控制筛孔,将矿料中粗集料分为较粗的粗集料较细的粗集料,细集料分为较粗的细集料和较细的细集料。给出了关键筛孔通过率比值的范围,从而使较细的粗集料和较细的细集料不会过多。根据大量试验表明,细集料中较细部分过多,会使沥青混合料碾压时推移严重,动稳定度大幅降低。使用贝雷法检验调整级配曲线,可适当提高沥青混合料的动稳定度。
沥青混合料的油石比,一般由多项指标共同确定,油石比降低混合料的动稳定度会提升,但抗渗,水稳定性,低温抗裂性能可能会受到影响。重载交通时为保证动稳定度,可酌情降低其他指标的要求,适当降低油石比。 三、车辙试验
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沥青混合料动稳定度由车辙试验得到,车辙试验的准确性显的尤为重要。本文着重分析室内车辙试验对沥青混合料动稳定度的影响。
影响车辙板动稳定度的主要因素有:车辙仪的温度压强,车辙板成型的方式,车辙板的压实度等。 1、车辙仪的温度压强
车辙试验仪必须检定温度和小车车轮的压强,如果温度高于60度或者车轮压强偏大,则车辙板动稳定度会降低,反之则会升高,造成沥青混合料动稳定度不准确,使实验数据失去意义。
对比60度和68度条件下车辙试验数据可以看出,试验温度提高对沥青混合料动稳定度测值的影响很大。因为温度提高后可能后超过或接近沥青软化点,使沥青软化,动稳定度会降低很大。表1中沥青混合料为AC-16C型改性沥青混合料,软化点为68.5°C。
表1 不同温度下测得动稳定度对比
温度 编号 1 60°C 2 3 1 68°C 2 3
2、车辙板的成型
车辙板的成型,是影响车辙板动稳定度最重要的因素。成型时沥青混合料的温度是重中之重。如果沥青混合料的温度偏低,沥青混合料会非常难于压实。即使压实后,沥青的粘结力会降低。导致沥青混合料发散,动稳定度下降。AC-16型改性沥青混合料不同温度下成型车辙板进行试验,对比试验数据可以看出,130°C成型的试件比160°C成型的试件的动稳定度低一倍左右。在我国北方地
动稳定度值 6215 5568 5746 2356 2784 2286 2475 5843 平均值(次/mm) 2
区,冬季时间长,在沥青路面施工时要主要保温,室外气温低于5°C时,停止沥青路面的施工。
表1 130°C成型车辙板动稳定度
试件编号 1 2 3 动稳定度值(次/mm) 1635 1794 1675
表2 160°C成型车辙板动稳定度
试件编号 1 2 3
一般情况下,工地试验室在施工过程中会在拌合站取料,沥青混合料运送回试验室后料温会有所降低,要注意采取保温措施,温度略有降低,可在烘箱中加热,但时间不要超过半个小时。编号3试件经过1个小时烘箱加热,动稳定度数据见表。
表3 烘箱加热1h后成型车辙板动稳定度
试件编号 1 2 3 动稳定度值(次/mm) 7846 7513 7875
可以看出,加热时间变长后,沥青混合料动稳定度增长很大。如果温度降低太多,沥青混合料应废弃,重新取样。如果将冷却后的沥青混合料二次加热到碾压温度,成型的车辙板动稳定度将会急剧提升,失去意义。
7745 平均值(次/mm) 动稳定度值(次/mm) 6203 5268 5516 5662 平均值(次/mm) 1701 平均值(次/mm) 3
表4 二次加热后成型车辙板动稳定度
试件编号 1 2 3 动稳定度值(次/mm) 13624 14265 13475
表4为二次加热后车辙板动稳定度,是正常情况制件的车辙板动稳定度的二倍多。所以拌合站取样时必须做好保温措施,温度降低后,实验数据会有很大的变化,失去意义。
成型车辙板的压实度,也是影响车辙动稳定度的重要原因之一。车辙板的毛体积密度必须达到马歇尔试件马体积密度的100±1%,如果达不到,车辙动稳定度会很低,车辙试验相当于对其进行了再次碾压。车辙深度较大,动稳定度降低很多。表5为标准马歇尔试件毛体积密度98%的车辙板与101%的车辙板动稳定度的对比。
表5 不同压实度动稳定度对比
压实度 编号 1 98% 2 3 1 101% 2 3 动稳定度值 2341 2278 2049 6234 6158 6542
需要注意的是,对于改性沥青混合料,较普通沥青难于压实,碾压次数要提高很多,必须使其压实度符合标准。
车辙板制件时还要注意避免混合料的离析,插导的目的是使车辙试模的边角
6311 2223 平均值(次/mm) 13788 平均值(次/mm) 4
处的混合料均匀,尽量减少插导次数,以避免细料过多的位于试件底部,离析也会造成动稳定度测值降低。离析后相当于局部位置的矿料级配发生变化,细料过多,车辙深度增加,动稳定度下降。 四、结论
车辙动稳定度试验是反应沥青动稳定度指标的重要指标,试验要严格认真的进行。车辙试验中,沥青混合料的离析、沥青混合料的温度低、车辙板的压实度不足、车辙仪的温度高或者压强大都会导致测得的沥青混合料动稳定度变低:沥青混合料加热时间过长,或者对沥青混合料进行二次加热会使测得的沥青混合料动稳定度大很多,从而失去车辙试验的意义。本文对车辙试验的注意事项做出了对比分析,供大家参考,以获得准确的沥青混合料动稳定度试验数据,指导沥青混合料配合比设计和施工。
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