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1、論文THESIS高模量瀝青混合料設(shè)計與性能評價文/山東省煙臺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重。發(fā)生車轍病害的路面由于輪跡處的車設(shè)計轍變形，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的結(jié)果。發(fā)生車轍病害的瀝青路面結(jié)構(gòu)拌和時改性劑產(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)計級配如表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。對此，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量的研究工作，其中一種設(shè)計瀝青用量分別為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)，即通過提高瀝青混合料的模量提高路面的抗車轍能力。目前，國際上提高瀝青混合料的模量主要試驗結(jié)果及分析通過采用硬質(zhì)瀝青和外摻添加劑等方式實現(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)計了AC-13和AC-20分別以車轍試驗、彎曲試驗和凍融劈裂試驗評價高模兩種高模量瀝青混合料，并通過室內(nèi)試驗評價了混合料的量瀝青混合料的路用性能，試驗結(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，車轍試驗溫度為60℃時，改性劑0.3
4、%不同篩孔的礦料通過率(%)級配類型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)計級配動穩(wěn)定度(次/mm)級配類型改性劑摻量(%)級配類型改性劑摻量(%)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車轍試驗結(jié)果表3彎曲試驗結(jié)果104ChinaHighwayP100-120論文201713-kd.indd10417/7/14下午7:15級配類型改性劑摻量(%)劈裂強度比(%)級配類型改性劑摻量(%)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
6、結(jié)果表5疲勞試驗結(jié)果摻量和0.5%摻量的動穩(wěn)定度，分別比未摻加改性劑時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%，試驗結(jié)果也均高于常用的高模量相對大小，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，0.3%摻量和0.5%摻量的試驗結(jié)果仍可明，溫度較低時瀝青混合料的相位角隨著荷載頻率的增加達2328次/mm和3894次/mm，表明改性劑可顯著提高瀝而減??；溫度較高時，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。驗結(jié)果可以看出，摻加改性劑后，瀝青混合料的劈裂強度比未摻加改性劑混合料的劈裂強度提高了7%至12%，表明改性劑有助于提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性。采用四點疲勞試驗評
8、價高模量瀝青混合料的疲勞性能。疲勞試驗在20℃下進行，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態(tài)模量的測試結(jié)果到初始勁度50%時的加載次數(shù)作為疲勞壽命。表5所示為疲勞壽命的試驗結(jié)果，可見摻加改性劑后，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測定了0.5%改性劑摻量時，AC-13和AC-20高模量瀝青混合料的動態(tài)模量
9、E*
10、和相位角φ。試驗依圖2高模量瀝青混合料相位角的測試結(jié)果據(jù)NCHRP方法進行，試驗溫度分別取5℃、15
