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不同级配橡胶沥青混合料水稳定性能试验研究

更新时间:2009-03-28

沥青路面以其良好的抗滑性能、行车舒适以及维修工作较简便等优点逐渐成为首选路面形式,同时随着我国道路工程学科的快速发展,沥青路面因而成为我国高等级路面的主要形式之一。但是,由于沥青路面经常出现水损害而直接影响其使用性能及服役寿命,使得沥青路面的路用性能备受关注[1]。为提升我国公路路面的铺筑水平及质量,改善沥青混合料的使用性能,将废旧橡胶轮胎破碎加工成具有一定细度的橡胶粉,然后将其掺入沥青混合料中制备出橡胶沥青混合料,能极大地改善沥青路面的使用性能与耐久性能[2]

虽然橡胶沥青混合料相比普通沥青混合料具有更加优良的路用性能,但水损害依然是橡胶沥青路面病害之一,也是沥青路面早期破坏的主要影响因素之一,在如今橡胶沥青混合料应用广泛之际,研究减轻甚至消除水损害对于提高橡胶沥青路面的使用性能具有重要意义[3]。针对水稳定性能的研究,杨三旗[4]研究了不同集料种类的橡胶沥青混合料水稳定性,并发现集料酸碱性是沥青混合料水稳性的一个主要影响因素。彭逢春等[5]在湿法橡胶沥青混合料配比设计的基础上,以冻融劈裂试验的残余劈裂强度比TSR评价其水稳定性。基于已有研究,本文设计了2种不同级配的橡胶沥青混合料,并与采用SBS改性沥青和A — 70普通沥青的对照组相对比,通过对其进行马歇尔稳定度试验和冻融劈裂试验来研究其水稳定性能。

1 试验

1.1 原材料

1) 橡胶沥青: 沥青采用福建金泉建设集团生产的橡胶沥青作为试验材料进行研究,具体性能试验指标见表1,各检测指标均符合规范要求。

2) 矿料: 主要为粗、细集料及矿粉,其中粗、细集料为石灰岩,矿粉由石灰岩磨制而成。矿料的技术性能指标测试结果见表2。

  

表1 沥青性能指标试验结果类别针入度/(0.01mm)针入度指数延度/mm软化点/℃135℃布氏黏度/(Pa·s)60℃动力黏度/(Pa·s)25℃弹性恢复/%橡胶沥青52.10.8688.463.701.2019172580.7SBS改性沥青58.10.5232660.72.8133490290 A—70普通沥青70.80.17167.950.50.455269—

  

表2 矿料技术性能检测结果类别磨光值石料压碎值/%洛杉矶磨耗损失/%坚固性/%吸水率/%针片状含量/%软石含量/%测试值51.316.815.23.51.08.52.2要求值>42≤28≤30≤12≤36≤18≤5

3) 纤维: 本试验采用玄武岩纤维,主要成分为SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3和TiO2等。

3) 对于不同级配类型的沥青混合料,密级配AC — 13橡胶沥青混合料残留稳定度略高于间断级

7) 主机调速。当主机运行时,根据主车钟令和速度调节曲线计算出给定转速,系统向电喷控制系统发出转速设定指令,由电喷控制系统控制主机调速。

1.2 试验方法

试验制备了密级配AC — 13和间断级配SMA — 13这2种橡胶沥青混合料,并参照JTG E20 — 2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行沥青混合料物理力学指标、浸水马歇尔残留稳定度试验及冻融劈裂试验,并与SBS改性沥青混合料和A — 70普通沥青混合料的对照组进行对比。

系数kc、ki根据本车与现场的情况进行确定。在大多数情况下,将Prank 的值限定在0~15之中,并视超出15的情况为紧急情况。这个公式综合考虑了列车速度、列车距离以及失败重传的次数。

2 矿料级配及最佳沥青用量确定

2.1 矿料级配

2) 对于相同级配类型的沥青混合料,橡胶沥青混合料残留稳定度与冻融劈裂强度比均高于改性沥青与普通沥青,说明了其水稳定性能优于SBS改性沥青与普通沥青。

  

表3 矿料级配范围及设计级配筛孔/mmAC—13SMA—13级配范围/%设计级配/%级配范围/%设计级配/%19100100 16100 99.4710099.2813.290~100 95.4390~10088.15 9.568~85 77.8350~75 53.26 4.7538~68 49.1220~34 30.34 2.3624~50 33.5815~26 24.21 1.1818~38 22.0314~24 19.02 0.610~28 14.8312~20 16.76 0.3 7~20 11.8210~16 15.61 0.15 5~15 9.57 9~15 14.24 0.075 4~8 6.34 8~12 11.73

2.2 最佳沥青用量

1) 结合工程经验并根据规范要求,将密级配AC — 13橡胶沥青混合料沥青用量初步定为4.6%,以此为中值,按0.5%间隔变化,成型5组马歇尔试件。根据规范测定马歇尔试件体积参数及其稳定度、流值,测定结果见表4。通过计算最终确定最佳沥青用量为4.64%。

图1显示,对于相同级配的沥青混合料,其浸水3、48 h后的稳定度均为SBS改性沥青>橡胶沥青>普通沥青。相较于同种沥青,间断级配SMA — 13沥青混合料的浸水3、48 h后的稳定度均低于密级配AC — 13沥青混合料。由图2可知,不同级配沥青混合料中,橡胶沥青和改性沥青混合料的残留稳定度均高于普通沥青混合料,其中橡胶沥青混合料的残留稳定度最高,其水稳定性能最好,AC — 13和SMA — 13橡胶沥青混合料残留稳定度分别为88.90%、87.81%。

  

表4 AC—13沥青混合料马歇尔试件测定结果沥青用量/%最大理论相对密度稳定度/kN流值/mm3.62.55286.6137.434.12.53358.2939.484.62.53969.3744.715.12.52198.2744.975.62.48147.2647.58毛体积相对密度空隙率/%矿料间隙率/%沥青饱和度2.4165.8712.1450.362.4214.9412.2158.942.4584.0812.4967.782.4373.3713.0773.492.4123.4213.9775.61(3~5)(≥12.5)(60~75) 注:括号内值为规范标准。

采用马歇尔稳定度试验仪测定试件在60 ℃恒温水槽中浸水3 h后和浸水48 h后的马歇尔稳定度,试验结果如图1、图2所示。

  

表5 SMA—13沥青混合料马歇尔试件测定结果沥青用量/%最大理论相对密度稳定度/kN流值/mm5.82.57818.1845.536.12.56938.2141.16.42.55867.7149.26.72.53975.1773.157.02.53114.7270.7毛体积相对密度空隙率/%矿料间隙率/%沥青饱和度2.5135.8716.4763.232.5245.0616.5369.842.5214.7816.7371.932.5373.6216.4477.852.5313.4116.8779.76(3~6)(≥16.5)(70~85)注:括号内值为规范要求。

3 试验结果与分析

3.1 浸水马歇尔残留稳定度试验

2) 根据规范及经验,间断级配SMA — 13橡胶沥青混合料的沥青用量暂取6.4%,采用0.3%间隔变化,分别按沥青用量5.8%、6.1%、6.4%、6.7%、7.0%成型5组试件,根据规范进行马歇尔稳定度试验,测定橡胶沥青混合料物理、力学指标,试验结果见表5。通过计算最终确定最佳沥青用量为6.28%。

  

图1 不同沥青混合料稳定度试验结果

  

图2 不同沥青混合料残留稳定度对比图

3、专家咨询费管理的标准。专家咨询费是指临时受聘的专家所取得的费用,其标准按国家有关规定执行。专家咨询费在实际中争议较少,主要是专家咨询费的标准普遍不明确,存在较大随意性。同时,存在以虚构人员名单等方式虚报冒领或者套取专家咨询费的情况。

3.2 冻融劈裂试验

按照规范要求成型2组马歇尔试件,在室温条件下放置48 h后试验。将其中一组试件不进行冻融循环,另一组试件进行冻融循环,采用马歇尔试验仪及冻融劈裂夹具进行冻融劈裂试验,试验温度25 ℃,加载速率50 mm/min,记录试件破坏时的最大荷载。通过计算得到冻融劈裂抗拉强度比(TSR),试验结果如图3、图4所示。

  

图3 不同沥青混合料冻融劈裂试验结果

  

图4 不同沥青混合料TSR对比图

从图3可发现,在密级配AC — 13型沥青混合料中,未经冻融循环与经过冻融循环后的橡胶沥青混合料劈裂强度均比SBS改性沥青混合料要低,而在间断级配SMA — 13型沥青混合料中,两者相反。此外,间断级配SMA — 13沥青混合料劈裂强度明显高于密级配AC — 13沥青混合料。由图4知,间断级配的3种沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比均高于密级配中相应的沥青混合料,而2种级配中的橡胶沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比均最高,其水稳定性能最好,AC — 13和SMA — 13橡胶沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比分别为79.20%、82.63%。其主要原因是橡胶沥青混合料的沥青膜厚度要比SBS改性沥青混合料的更大。

4 结论

1) 密级配AC — 13橡胶沥青混合料最佳沥青用量为4.64%,间断级配SMA — 13橡胶沥青混合料最佳沥青用量为6.28%。

按规范要求,运用试算法初定混合料级配[6-8],再依据马歇尔设计法最终得到矿料级配见表3。

先由学习小组中一名进修医师负责问诊和查体,后引导小组成员提出问题,由带教医师整理后,总结出问题5个,由小组成员各自领取,每位成员要求准备问题相应的PowerPoint演示文稿约10分钟,列5年内英文参考文献5条左右。于下一周的周四由各成员分别报告自己的PowerPoint演示文稿,期间带教医师对汇报过程中所发现问题进行书面记录。此时病例往往已经做完手术,可再次床旁问诊查体。后利用40 min作为小组自由讨论时间,最后带教医师对每位进修医师的PowerPoint演示文稿做归纳总结,对明显的基础知识错误要进行纠正,对前沿新知识的认识要注意讲解[7-8]。

配SMA — 13橡胶沥青混合料,而间断级配SMA — 13橡胶沥青混合料冻融劈裂强度比高于AC — 13橡胶沥青混合料,二者均具有良好的水稳定性。

参考文献:

3.3.2 田园生活规划 田园生活规划包含公共服务和社区治理。在公共服务方面应规划建设社区服务中心,可为居民提供医疗卫生、公共教育、社会保障、技能培训、文化体育等基本服务。针对老年人可配套养老院或设置田园生态休闲区,实现田园养老。宜可建设停车场、公厕、社区公共服务综合信息平台等,既方便居民生活又能实现信息共享。在社区治理方面,建立健全社区建设、运行管理、服务等制度,落实社区公共安全体系,做好突发公共安全事件的防范与处理机制,保证居民的人身和财产等安全。

那个声音再次响起:“很遗憾,没有人愿意诚实地走出这个剧场,那么,请每个人抢占位于舞台上的一个座位,没有抢到座位的人,将要接受严厉的惩罚。”

[1] 沈金安,李福晋,陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[2] 谢昭彬,薛明,易文,等.孔隙率与橡胶沥青混合料水稳定性的关系[J].中南林业科技大学学报,2011(8):153-156.

[3] 杨若冲,梁锡三,赖用满.沥青路面水损害典型原因与对策[J].同济大学学报(自然科学版),2008(6):750-753.

(表3)说明了从4.5km远的地方来辨认各种颜色的光所需要的亮度。从表中可以发现在任何气候或者时间段,辨认红色光的所需要的照度远远低于其余的各种颜色,表面了各个环境中,红色光都拥有了极佳的视认性。

[4] 杨三旗.不同集料种类的橡胶沥青混合料水稳定性研究[D].重庆:重庆交通大学,2015.

[5] 彭逢春,王亮.湿法橡胶沥青混合料水稳定性试验研究及应用[J].湖南交通科技,2015(1):57-59.

[6] 赵小娟.天然沥青混合料路用性能试验研究[J].湖南交通科技,2016(4):45-48.

[7] 隆然,马启和.橡胶粉改性沥青混合料疲劳性能研究[J].公路工程,2015(2).

[8] 游金梅.不同级配纤维橡胶沥青混合料路用性能研究[J].公路工程,2015(1).

 
陈保世
《湖南交通科技》 2018年第01期
《湖南交通科技》2018年第01期文献

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