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1、論文THESIS高模量瀝青混合料設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià)文/山東省煙臺(tái)市公路局楊濤由于交通量激增以及重載、超載等因素，瀝青路面的高模量瀝青混合料改性劑及瀝青混合料配合比車轍病害日趨嚴(yán)重。發(fā)生車轍病害的路面由于輪跡處的車設(shè)計(jì)轍變形，路面的使用功能降低，行車舒適性和安全性也受本文采用的高模量改性劑的主要成分為PE類高分子聚到影響。研究表明，車轍在很大程度上是剪應(yīng)力作用下瀝合物，其作用原理為提高瀝青混合料中瀝青的粘度，并在青混合料塑性流動(dòng)的結(jié)果。發(fā)生車轍病害的瀝青路面結(jié)構(gòu)拌和時(shí)改性劑產(chǎn)生加筋作用，從而提高瀝青混
2、合料的模量。中，瀝青面層的永久變形量占路面車轍總量的70%以上，試驗(yàn)采用AC-13和AC-20兩種常用的瀝青混合料類并且其比重隨瀝青層厚度的增加而增大。因此，防治瀝青型，設(shè)計(jì)級(jí)配如表1所示。所用石料為石灰?guī)r，填充料路面車轍病害的關(guān)鍵在于控制面層瀝青混合料的永久變?yōu)槭規(guī)r磨制礦粉，采用的瀝青為70#道路石油瀝青，形。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，其中一種設(shè)計(jì)瀝青用量分別為4.7%(AC-13)和4.3%(AC-20)，改性有效方法是采用高模量瀝青混合料(HighModulusAsphalt
3、劑的摻量分別為0%、0.3%和0.5%。Concrete,HMAC)，即通過(guò)提高瀝青混合料的模量提高路面的抗車轍能力。目前，國(guó)際上提高瀝青混合料的模量主要試驗(yàn)結(jié)果及分析通過(guò)采用硬質(zhì)瀝青和外摻添加劑等方式實(shí)現(xiàn)。本文采用某路用性能類型瀝青混合料高模量改性劑，設(shè)計(jì)了AC-13和AC-20分別以車轍試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)高模兩種高模量瀝青混合料，并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)了混合料的量瀝青混合料的路用性能，試驗(yàn)結(jié)果列于表2、表3、表路用性能和力學(xué)性能。4所示。表2中，車轍試驗(yàn)溫度為60℃時(shí)，改性劑0.3
4、%不同篩孔的礦料通過(guò)率(%)級(jí)配類型26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-13100100989380463222151196AC-201009893816539261611875表1兩種瀝青混合料的設(shè)計(jì)級(jí)配動(dòng)穩(wěn)定度(次/mm)級(jí)配類型改性劑摻量(%)級(jí)配類型改性劑摻量(%)彎拉應(yīng)變(με)60℃70℃0255802293-AC-130.37675-AC-130.329800.517159-0.5258002396-02260AC-200.38
5、6752328AC-200.326430.51949638940.52334表2車轍試驗(yàn)結(jié)果表3彎曲試驗(yàn)結(jié)果104ChinaHighwayP100-120論文201713-kd.indd10417/7/14下午7:15級(jí)配類型改性劑摻量(%)劈裂強(qiáng)度比(%)級(jí)配類型改性劑摻量(%)疲勞壽命(次)082068242AC-130.393AC-130.31415260.5940.5192685078058273AC-200.385AC-200.31213250.5870.5154207表4凍融劈裂試驗(yàn)
6、結(jié)果表5疲勞試驗(yàn)結(jié)果摻量和0.5%摻量的動(dòng)穩(wěn)定度，分別比未摻加改性劑時(shí)提瀝青混合料的相位角表征其粘性成分和彈性成分的高了234.7%和648.3%，試驗(yàn)結(jié)果也均高于常用的高模量相對(duì)大小，相位角增加表示材料的粘性性質(zhì)增加。研究表改性劑；70℃時(shí)，0.3%摻量和0.5%摻量的試驗(yàn)結(jié)果仍可明，溫度較低時(shí)瀝青混合料的相位角隨著荷載頻率的增加達(dá)2328次/mm和3894次/mm，表明改性劑可顯著提高瀝而減?。粶囟容^高時(shí)，相位角隨著荷載頻率的增加而增大；青混合料的高溫性能。由表3可以看出，添加改性劑的瀝中等
7、溫度時(shí)相位角隨著頻率的增加先增大后減小。圖2中，青混合料的彎拉應(yīng)變與空白樣相比有所增加，表明改性劑兩種高模量瀝青混合料的“中溫”狀態(tài)比普通瀝青混合料對(duì)瀝青混合料的低溫性能也有一定的改善作用，但0.3%和改性瀝青混合料提高了15℃至20℃，這也體現(xiàn)了高模摻量時(shí)的改善效果優(yōu)于0.5%摻量。由表4的凍融劈裂試量瀝青混合料在抵抗車轍病害上的優(yōu)勢(shì)。驗(yàn)結(jié)果可以看出，摻加改性劑后，瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度比未摻加改性劑混合料的劈裂強(qiáng)度提高了7%至12%，表明改性劑有助于提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性。采用四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)評(píng)
8、價(jià)高模量瀝青混合料的疲勞性能。疲勞試驗(yàn)在20℃下進(jìn)行，采用應(yīng)變控制模式，應(yīng)變水平取為400με，荷載頻率為10Hz。取試件勁度降低圖1高模量瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量的測(cè)試結(jié)果到初始勁度50%時(shí)的加載次數(shù)作為疲勞壽命。表5所示為疲勞壽命的試驗(yàn)結(jié)果，可見(jiàn)摻加改性劑后，兩種瀝青混合料的疲勞壽命均得到明顯提高。力學(xué)性能利用SPT測(cè)定了0.5%改性劑摻量時(shí)，AC-13和AC-20高模量瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量
9、E*
10、和相位角φ。試驗(yàn)依圖2高模量瀝青混合料相位角的測(cè)試結(jié)果據(jù)NCHRP方法進(jìn)行，試驗(yàn)溫度分別取5℃、15
