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如何解決瀝青路麵的高溫穩定性問題?

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如何解決瀝青路麵的高溫穩定性問題?

發布日期:2015-10-29 11:28 來源:http://www.cn-kdkj.com 點擊:

    瀝青路麵高溫穩定性影響因素是多方麵的:由氣候的、有荷載的、有結構的、更有材料的。因此、要解決瀝青路麵的高溫穩定性問題瀝青路麵混合料供應,必須結合工程的實際情況,綜合考慮上述各種因素,同時兼顧瀝青混合料的抗疲勞、抗低溫、抗水損害等因素,來選擇材料和進行組成設計。

  1、氣候因素

  氣候對瀝青路麵高溫穩定性的影響是通過瀝青路麵混合料力學性能來起作用的,由於瀝青是一種感溫性很強的材料,使得瀝青混合料也成為溫度敏感性材料,在不同的溫度條件下,瀝青混合料路麵會表現出截然不同的力學性質,較高的溫度會使瀝青混合料的勁度模量和抗剪能力降低,從而在車輛荷載作用下出現高溫穩定性問題,另外,溫度會沿著路麵深度方向呈現一定的分布,這種分布與絕對溫度、日照、溫度的變化有關,持續高溫對路麵的破壞作用往往比絕對溫度來得更大。因此,不同地區在修築 

瀝青路麵時,一定要根據當地的氣候特點和當地的 實際經驗來選擇瀝青以及進行結構和材料設計。

  2、荷載因素

  荷載對瀝青路麵的高溫穩定性作用主要體現以 

下幾方麵因素:(1)荷載的大小,重載和超載是瀝青路麵產生車轍和其它高溫病害的重要因素之一,國內外的調查資料表明:在交通量組成中,重在占有較大比例的路段上,瀝青路麵的高溫病害要比其它路 

段嚴重得多。(2)輪胎壓力,輪胎壓力的增大對路麵 的破壞作用比重載和超載本身還要嚴重,然而,很多重載和超載車輛為了提高其載貨能力往往增大輪胎 

壓力,這就給本就難以承受重負的路麵雪上加霜,加 速了瀝青路麵高溫病害的產生。(3)作用時間,車輛荷載對路麵的作用時間主要表現在車速上,車速快 

則作用時間短,車速慢則作用時間長,由於瀝青混合 

料的流變學特性,在車輛荷載較長時間的作用下,瀝青路麵會產生較大的流動變形,在重複荷載的作用下,這些變形不斷積累形成瀝青路麵的高溫病害 

——車轍、推移、擁包。因此,在停車場、長坡路段 (重車行使較慢的區域)等地方,一定要加強瀝青混合料高溫穩定性設計。(4)交通渠化,交通渠化是瀝 

青路麵產生車轍的重要因素。研宄發現,渠化交通 引起路麵車轍顯著增加,在一段為渠化交通形式,一段為混合交通形式(大約1 m的橫向分布),厚度均等的麵層,在25 

°C和40 °C進行了加速重複荷載試驗。70 KN的HVS雙輪載作用了 116 000次後,25 °C時,渠化交通段車轍深度為4 mm,混合交通段車 轍深度為3 

mm; 40 °C時,渠化交通段車轍深度為13 mm,混合交通段車轍深度為7 mm。渠化交通引起 車轍顯著增長,而混合料交通車轍增加較慢。

  3、結構因素

  瀝青路麵的結構因素對高溫穩定性的影響主要 表現為:(1)瀝青層厚度,瀝青層的厚度是產生瀝青路麵高溫病害的基礎,瀝青層越厚,可能產生的車轍 

越嚴重,反之則較輕。根據調查和路麵結構受力分 析,瀝青路麵的車轍不一定產生在上麵層,有時候會 

在中麵層或下麵層產生,因此,要解決瀝青路麵高溫車轍問題,不僅要重視上麵層,還必須重視中、下麵層,尤其是中麵層瀝青路麵混合料供應。(2)基層的類型,基層類型對瀝 

青路麵高溫問題的影響目前從機理上還不是很清 楚,但有兩個方麵應引起重視:第一是基層的剛度,大剛度的基層會使瀝青麵層在車輛荷載作用下受到 

更大的衝擊力,從而,使瀝青路麵更容易產生高溫問 題;第二是基層的導熱性能配,不同的基層導熱性能 

會影響麵層的溫度場,從而改變麵層的力學性能,改變瀝青麵層的高溫性能。

  4、材料因素

  4.1瀝青

  (1)瀝青組分影響

  瀝青是多種碳氫化合物的混合物,是無定形物 質,所以它沒有明確的融點,隨著測試溫度的升高, 

瀝青逐漸軟化。番茄视频app隻能人為規定在特定實驗條件下瀝青達到規定的軟硬程度時的條件溫度為瀝青的 軟化點,軟化點是評價瀝青高溫性能的一個重要指 

標。瀝青的主要成分為瀝青質、樹脂、芳香烴、飽和烴四大類,番茄视频app分別用x、、、w表示。研宄表明,瀝青的軟化點是由瀝青的組分決定,軟化點可用下式表示,其誤差的標準差為3°C。

  由此可見,瀝青質含量對軟化點的高低影響最大,隨著低分子向高分子的轉變,軟化點也隨之提 

高。瀝青是粘彈性體,番茄视频app通常希望它在夏天高溫時不太軟,冬天低溫時不太硬,這主要取決於瀝青的 感溫性,但事實是軟化點高的瀝青,脆點也很高。因 

此,結合瀝青的抗凍性指標番茄视频app在選擇瀝青時要兼 顧其高低溫性能。

  (2) 蠟的影響

  ①蠟在高溫時融化,使瀝青粘度降低,影響高溫 穩定性,增大溫度敏感性。

  ②蠟使瀝青與集料的親和力變小,影響瀝青的 粘結力及抗水剝離性。

  ③蠟的結晶及融化使一些測定指標出現假相, 

使瀝青的性質發生突變,使瀝青在這一溫度區的變化不連續。因此針入度測定必須采用預冷法,軟化點需要采用當量軟化點T800進行修正。

  (3) 改性瀝青

  人們很早就想到了對瀝青進行改性以提高其高 低溫性能,最早是將湖瀝青、岩瀝青等天然瀝青摻加 

使用,由於湖瀝青、岩瀝青等天然瀝青經過了長期的自然氧化等化學過程,具有良好的高溫穩定性。

  瀝青改性劑主要分為熱塑性橡膠類、橡膠類和樹脂類。熱塑性橡膠類改性劑SBS,它能有效地提高瀝青的高低溫性能;橡膠類改性劑SBR的最大特點是低溫 

性能比較優越;而樹脂類EVA及PE的最大特點是高溫性能明顯改善。目前應用最為廣泛的是SBS改性劑其瀝青廠商生產的SBS類成品改性瀝青軟化點能夠達到70 

°C以上很大幅度提高了瀝青的高溫性能。

  4.2集料

  集料是構成瀝青路麵的骨架,集料的質量將直接影響瀝青路麵的高溫穩定性。

  目前公路運輸日益發展,各種大型重載車輛對瀝青路麵提出嚴峻的考驗,部分路麵出現的車轍問 

題就是因為石料的強度不夠,在重載車作用下出現壓碎現象造成的。國家最新版《公路瀝青路麵施工技術規範》JT G F40- 

2004中對石料提出了更高要求,而且部分高速公路建設單位放棄了傳統的瀝青 路麵材料石灰岩,選用了強度更高的玄武岩。

  由於目前石料加工技術的限製,機製砂和石屑 

不能形成良好的級配,必須在細集料部分使用天然砂。但天然砂都接近於圓形,內摩阻力很小,嚴重影響瀝青混合料的高溫穩定性。因此,我國現行規範提出了限製天然砂的使用,不宜超過集料總量的 

20%,美國Superpave也提出了限製區理論,限製細集料的使用瀝青路麵混合料供應。

  4.3瀝青混合料組成設計

  除原材料的性質外,瀝青混合料組成設計對其 高溫穩定性的影響十分巨大,主要包括:礦料級配、 

各類材料用量比例(如:天然砂用量、礦粉用量、回收粉比例)、自由瀝青的多少(即:瀝青用量),空隙率、 飽和度等。



瀝青路麵混合料供應

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