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路桥工程沥青混淆料试验检测的有效要领

宣布日期：

2024-10-14

摘要

要害词：路桥工程 | 沥青混淆料 | 高温性能 | 地聚合物

为了改善路桥工程沥青混淆料的使用性能，本文提出把地聚合物作为一种新型沥青改性剂掺加到沥青混淆料中，并通过试验检测的方法，对掺加地聚合物的沥青混淆料的高温性能、水稳定性及低温性能进行评定，以优化沥青混淆料，延长工程使用寿命。

沥青路面具有行车舒适、稳定性好、便于养护等优势，在我国路桥工程中应用十分广泛。然而，在行车荷载和卑劣的自然情况下，古板的沥青路面已不堪重负。在通车运营1～2年后，许多沥青路面会泛起早期病害，尤其是裂缝问题，无疑会增加行车危害。为了解决这一问题，需要接纳切实可行的步伐提高工程质量，改善沥青混淆料的质量。目前，我国路桥工程多接纳SBS 类的有机聚合物改性沥青质料，但此类质料保存一定缺陷，如贮存稳定性欠好、易泛起离析现象等，变相地增加了工程本钱［1-2］。相比之下，地聚合物不但性能优良，并且适用性强，是一种价格较低的胶凝质料，应用前景辽阔［3-5］。为此，本文针对路桥工程掺加地聚合物沥青混淆料的性能进行试验检测与评价剖析。

试验计划及质料剖析

试验原质料

沥青：凭据划定要求，选取 70#基质沥青、3%掺地聚合物改性沥青、5%掺地聚合物改性沥青、7%掺地聚合物改性沥青及 9%掺地聚合物改性沥青共 5种差别配比的质料进行比照剖析，要求选取的沥青质料各项技术指标均满足划定要求。

集料：本研究选取辉绿岩集料，对其各项原质料进行试验检测，确定其切合技术要求。

矿粉：本研究选取石灰石矿粉，其表观密度、外观、含水量及亲水系数等各项指标均要满足划定要求。

沥青混淆料配合比设计

为了确定地聚合物改性沥青混淆料的性能，需要在试验前先制备混淆料试件。所需的试件有 3 类，具体如表1所示。

路桥工程沥青混淆料试验检测的有效要领

在沥青混淆料中，骨架结构为粗集料。为了填充骨架间的空隙，需要掺加一定量的细集料、矿粉。沥青质料在混淆料中主要起到黏结的作用。因此，为了确保沥青混淆料的质量，需要包管矿料级配合理，同时要确定沥青混淆料的zui佳油石比。具体来说，可接纳马歇尔法确定沥青混淆料的zui佳油石比，沥青混淆料接纳湿法进行拌和处理。凭据以往施工经验，设置 5 组马歇尔试件，油石比规模为 4.2%～5.4%，油石比间隔以0.3%为准，每组试件不少于4个。在马歇尔试验中，选定基质沥青为zui佳油石比，凭据马歇尔试件划定要求，确定具体尺寸，并对每个试件的两面进行击实，击实次数均为 75 次。在室温条件下，冷却 24 h 以上，此后测定沥青混淆料的各项指标，终得出zui佳油石比为4.9%。

确定试验计划

凭据试验要求，需要确定沥青混淆料的各项性能。试验检测的重dian在于高温性能、水稳定性和低温性能，可利用趁魅辙试验确定沥青混淆料的高温稳定性，利用浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验确定沥青混淆料的水稳定性，利用低温弯曲试验确定沥青混淆料的低温抗裂性能。

路桥工程沥青混淆料试验检测剖析

高温稳定性检测

高温稳定性是沥青混淆料试验检测的重dian之一，是指在高温情况下沥青路面对抗趁魅辙荷载的性能。通过检测沥青混淆料的高温稳定性，可以详细地了解沥青路面的使用性能，确保路面满足划定要求。沥青混淆料属于一种黏弹性质料。在高温条件下，沥青混淆料的黏性流动较强，会泛起变软的现象，因而沥青路面在车辆碾压作用下易泛起趁魅辙问题，对路桥面的使用性能影响较大，甚至会加大行车危险性。为了检验改性沥青混淆料的高温性能，本研究接纳混淆料高温趁魅辙试验进行测定。凭据试验要求，对 4 种差别掺量的地聚合物改性沥青混淆料和基质沥青混淆料进行比照剖析。试验历程中，试验参数如下：试验温度为60 ℃，荷载轮压为0.7 MPa，试验测定45 min、60 min两个时间的变形量，试件各 3 个，确定动稳定度规模、平均值及变异系数。试验结果如表2所示。

路桥工程沥青混淆料试验检测的有效要领

凭据现行标准要求，基质沥青的动稳定度技术指标为不少于1000 次/mm，可见 70#基质沥青满足划定要求；地聚合物改性沥青的动稳定度技术指标为不少于3200次/mm。由表 2 可知，4 类地聚合物改性沥青均满足该要求。同时，通过比照剖析，得出如下结论。

一：与 70#基质沥青相比，地聚合物改性沥青混淆料的动稳定度提升幅度较大。由此得出，基质沥青混淆料内掺加一定量地聚合物，可以提高基质混淆料的高温稳定性。究其原因，主要有两点：一是地聚合物自身的耐高温性能良好，沥青混淆料内掺加一定量地聚合物，可以明显提高沥青的高温性能；二是沥青改性后，黏附性能有所改善，同样可以提升沥青混淆料的高温稳定性。

二：外地聚合物掺量不绝增加时，沥青混淆料的动稳定度会随之提高。当掺加量抵达 9%时，与基质沥青混淆料相比，改性沥青混淆料的动稳定度约是它的 2 倍。需要注意，外地聚合物掺量在 5%以上时，沥青混淆料的动稳定度增长幅度在逐渐下降。

三：沥青混淆料掺加地聚合物后，混淆料的动稳定度变异系数有所下降。当掺量为5%时，其变异系数明显小于掺量 7%时�？杉�，随着地聚合物掺量的改变，沥青混淆料的动稳定度变异系数并没有明显的变革纪律。但与基质沥青混淆料相比，地聚合物改性沥青混淆料的高温稳定性更好。究其原因，沥青内地聚合物均匀疏散的情况，可以均匀提升改性沥青混淆料的高温稳定性，使其越发稳定。

水稳定性检测剖析

在沥青混淆料水稳定性检测中，本研究选择两个评价指标：残留稳定度和冻融劈裂强度比。凭据试验要求，同样以70#基质沥青混淆料和4类地聚合物掺量沥青混淆料进行比照研究。

浸水马歇尔试验

凭据4.9%zui佳油石比确定马歇尔试件，每种沥青混淆料均成型 2 组试件，在60 ℃恒温水浴内浸泡全部试件，第一组和第二组安排时间划分为 30min 和 48h。完成浸泡后，便可进行稳定度值测定，同时进行残留稳定度盘算，从而获取沥青混淆料的水稳定性。结果显示：70#基质沥青的残留稳定度为 86%，3%地聚合物改性沥青的残留稳定度为91%，5%地聚合物改性沥青的残留稳定度为 94%，7%地聚合物改性沥青的残留稳定度为95%，9%地聚合物改性沥青的残留稳定度为 96%。由此可见，地聚合物改性沥青混淆料的残留稳定度均在 90%以上，且均在70#基质沥青混淆料的残留稳定度以上。这说明沥青混淆料内掺入一定量地聚合物，可以提高混淆料的抗水损坏能力。究其原因，在于掺加地聚合物后，改性沥青混淆料具有良好的黏附性能，且抗剥落能力明显增强。

冻融劈裂试验

对基质沥青和地聚合物改性沥青混淆料进行比照剖析，共做两组试件（一组为冻融循环组，另一组为比照组），由此进行冻融劈裂试验，获取沥青混淆料的劈裂抗拉强度及冻融劈裂抗拉强度比（Tensile Strength Ratio，TSR）。试验结果如表3所示。

路桥工程沥青混淆料试验检测的有效要领

凭据现行规范标准，要求基质沥青的劈裂抗拉强度比不小于75%。本试验中，70#基质沥青的劈裂抗拉强度比为 82.02%，满足要求；地聚合物改性沥青的劈裂抗拉强度比指标为不小于 80%。本试验中，4 种差别掺量的地聚合物改性沥青混淆料的劈裂抗拉强度均在80%以上，满足划定要求。

同时，与基质沥青混淆料相比，地聚合物改性沥青混淆料的劈裂抗拉强度比明显较大，标明地聚合物掺加沥青混淆料内，可以增强混淆料的水稳定性。除此之外，由试验结果可知，外地聚合物掺量在5%以上时，混淆料的劈裂抗拉强度比变革逐渐变小，说明地聚合物掺量在5%的情况下，沥青混淆料水稳定性能具有良好的提升效果。

低温性能检测剖析

在路桥工程中，低温开裂是一种十分普遍的病害形式。裂缝过多会对路桥通行的舒适性和宁静性造成ji大影响。目今，路桥面低温性能检测要领较多，如弯曲法、切口小梁弯曲法及直接拉伸法等。本文接纳低温弯曲试验测定地聚合物改性沥青混淆料的低温抗裂性能，评价指标为zui大弯拉应变和弯曲劲度模量。试验历程中，接纳小梁试件，试验尺寸切合划定要求，并确定支座支点间距、加载速率及试验温度等试验参数。试验所得结果如表4所示。

路桥工程沥青混淆料试验检测的有效要领

由表 4 可知，在沥青混淆料低温性能检测中，70#基质沥青混淆料的zui大弯拉应变值大于4种差别掺量的地聚合物改性沥青混淆料的zui大弯拉应变值。随着地聚合物掺量不绝增加，混淆料的zui大弯拉应变值不绝下降，尤其是地聚合物掺量抵达 9%时，zui大弯拉应变降为3 050 με，与基质沥青混淆料相比，降低了25%左右。通常来讲，低温条件下混淆料的柔韧性可由zui大弯拉应变值体现，即沥青混淆料的弯拉应变值越大，说明沥青混淆料具有越高的柔韧性，具有越好的低温抗裂性能。这也说明当沥青混淆料内掺加一定量的地聚合物后，混淆料的低温性能会有所下降，原因在于地聚合物具有较高的界面结合强度，若界面结合强度较高，容易造成质料脆性破坏，导致改性沥青混淆料开裂。

结语

沥青路面是常见的一种路面形式，在路桥工程中应用较为广泛。然而在行车荷载和自然因素的重复作用下，沥青路面开裂，坑槽、趁魅辙等病害层出不穷。为了提高行车舒适性和宁静性，在沥青混淆料中掺加改性剂成为一种理想的改良方法。改性沥青混淆料的应用不但可以改善沥青混淆料的路用性能，并且能进一步提升工程质量。

参考文献：

［1］宋玲玉. 浅谈路桥工程沥青混淆料试验检测有效要领［J］.百科论坛电子杂志，2020（8）：1095.

［2］有名杰. 公路工程沥青路面施工现场试验检测技术探析［J］.城镇建设，2020（1）：174.

［3］潘献珍. 公路工程沥青路面施工现场试验检测技术探析［J］.建材生长导向，2020（2）：227.

［4］王笑. 公路工程沥青路面施工现场试验检测技术探析［J］.商品与质量，2019（34）：74.

［5］李燕萍. 试论沥青路面施工工程试验检测中保存的问题及其解决步伐［J］.建筑工程技术与设计，2016（10）：758.

本文宣布于《河南科技》。原创作者：安建鑫李哲黄燕，许昌华盛公路工程检测有限公司，如有侵权请联系删除。

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