水对沥青混合料高温性能影响的试验研究

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　　摘要：沥青路面的高温车辙是其在夏季高温条件下的主要病害形式之一，沥青路面的高温抗车辙性能受各种环境因素的影响，其中水是重要的影响因素之一。采用四种级配的沥青混合料，两种试验条件，探讨了水对沥青混合料高温性能的影响，为路面设计中沥青混合料的选用提供参考。
　　关键词：道路工程；水；高温车辙；试验研究
　　中图分类号：U416.217 文献标识码：A
　　Abstract: The cracking of asphalt pavement is one of the main diseases of the pavement, and therefore it is the general issues of concern to the national road sector, the low temperature cracking of asphalt pavement is affected by various environmental factors. The article discusses the influences of the water on the low temperature performance of asphalt mixture,with asphalt mixture of four gradation , three test conditions, in orde to offer the choice of asphalt mixture in pavement design.
　　Key words: road engineering; water; cold bending; experimental study
　　沥青路面的高温流动变形问题是世界各国普遍关注的路面损坏形式之一。影响沥青混合料高温稳定性的因素有混合料的类型、气候、荷载和材料本身[1]，在气候因素中，除了上述的气温因素外，降水对混合料的高温稳定性影响也十分明显。因此，研究水对沥青混合料高温性能的影响具有很重要的工程指导意义。
　　1原材料试验
　　1.1 基质沥青试验
　　研究中采用埃索AH-90#沥青。参照重交通道路石油沥青的技术指标，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）[2]相关试验的要求进行三大指标的量测，该沥青满足重交通道路沥青AH-90#的技术要求。
　　1.2集料试验
　　本研究的集料全部采用闪长岩，矿粉为石灰石磨制而成，集料各项指标均符合规范要求。集料密度按照《公路工程集料试验规程》（JTJ058-2000）的要求进行。
　　本研究中所采用的级配有AC-16-I、AC-20-I、SMA-16、SAC-16， AC-16-I、AC-20-I均采用规范中推荐的值，SMA-16取《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》（SHC F40-01-2002）推荐级配范围的中值，SAC-16取文献[3]推荐级配范围的中值。其级配曲线见图1。
　　
　　图1 级配曲线图
　　2 高温车辙试验
　　2.1试验方案
　　针对选定的四种级配，按照《公路工程沥青及沥青混合料规程》（JTJ 052 -2000）中的方法制作车辙板试件并将制作好的试件分别分为2组，每组3~5个试件，分别进行如下处理[4]：
　　1）一组采用非浸水车辙试验：非浸水车辙试验是钭试件称重后在60℃下直接进行车辙试验，由试验前后的试件质量差得到剥落量。
　　2）一组采用浸水车辙试验：将试件在60℃水浴中浸泡4h，称重后进行浸水车辙试验，由试验前后的试件质量差得到剥落量。
　　2.2试验结果与分析
　　非浸水车辙试验和浸水车辙试验结果均用动稳定度和剥落量表示，剥落量即为试验前后试件的质量差，表3中试验结果均为每组平行试验结果的平均值。
　　表3试件非浸水车辙和浸水车辙试验结果对比
　　级配类型 试验条件 车辙深度（mm） 动稳定度（次/mm） 剥落量（kg）
　　A
　　图2 四种级配沥青混合料在不同试验条件下的车辙深度
　　
　　图3 四种级配沥青混合料在不同试验条件下的动稳定度
　　
　　图4 四种级配沥青混合料在浸水试验条件下的剥落量
　　从表3和图2、图3、图4可以看出：
　　（1）四种级配的沥青混合料AC-16-I、AC-20-I、SAC-16、SMA-16，其浸水车辙深度分别比非浸水车辙增加了19.4mm、17.5mm、18.2mm、17.1mm，车辙深度增加143.70%、137.80%、158.26%、151.33%；AC-16-Ⅰ沥青混合料车辙深度最大，SMA-16沥青混合料车辙深度最小，显示出SMA-16沥青混合料的优越性。
　　（2）四种级配的沥青混合料AC-16-I、AC-20-I、SAC-16、SMA-16，其浸水车辙动稳定度分别比非浸水车辙动稳定度降低了477次/mm、587次/mm、1048次/mm、733次/mm，车辙动稳定度降低43.80%、46.33%、63.36%、47.17%；SAC-16沥青混合料车辙动稳定最大，其次是SMA-16沥青混合料，显示出SAC-16、SMA-16沥青混合料的优越性。
　　（3）对于四种级配来讲，非浸水车辙试验都没有产生剥落量，而浸水车辙试验均有剥落量产生，SAC-16沥青混合料剥落量最大，其次是AC-16-Ⅰ沥青混合料。分析认为，在浸水车辙试验条件，水和高温共同作用使昨沥青结合料硬化，降低其粘度，进而减弱其与集料的粘附，这是浸水车辙试验产生严重剥落的原因。
　　3 结论
　　水对沥青混合料高温性能的影响的试验研究表明，非浸水车辙试验都没有产生剥落量，而浸水车辙试验均有剥落量产生，同样对于四种级配，进行非浸水车辙试验的试件行车次数也比相应的浸水车辙试验试件的动稳定度大得多，四种级配试件非浸水车辙试验的动稳定度均超过1000次/mm，而与其对应的浸水车辙试验的动稳定度降到了1000次/mm以下，从其车辙深度来讲，浸水车辙试件的车辙深度也显著地比非浸水车辙的大。由此可见，沥青混合料在有水状态下比干燥状态更容易产生车辙，水对沥青混合料的高温性能有明显影响[5]。
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