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沥青混合料高温稳定性土木工程材料

【摘要】:沥青混合料的高温稳定性是指高温条件下,沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形、保证路面平整度的能力。

沥青混合料的高温稳定性是指高温条件下,沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形、保证路面平整度的能力。在低温下沥青混合料的强度可以比水泥混凝土的大,但在高温下却不足水泥混凝土的1/10。工程中沥青路面的主要问题包括疲劳破坏、温度开裂、纵向开裂、平整度不足、车辙等,沥青混合料的高温性能是其他许多性能的综合反映,评价指标相对完善。

1.沥青混合料高温稳定性的评价方法

图8.8 沥青混合料马歇尔稳定度试验曲线

评价沥青混合料高温稳定性的试验方法较多,如圆柱体试件的单轴或三轴静载、动载、重复荷载试验以及单轴贯入试验;简单剪切的静载、动载、重复荷载试验;还有车辙试验、马歇尔试验等。

(1)马歇尔稳定度试验

标准马歇尔试验是在规定温度(黏稠石油沥青混合料为60±1℃)和加荷速度下,对横向放置的已击实的圆柱状沥青混合料试件施加压力,记录试件所受的压力与变形曲线(图8.8)。主要试验指标为马歇尔稳定度(Mashall Stability,简称MS)和流值(Flow Value,简称FL),马歇尔稳定度是试件破坏时的最大荷载(以kN计),其越大,沥青混合料的抗破坏能力越强;流值是达到最大荷载时,试件所产生的垂直流动变形值(以0.1 mm 计),其越大,沥青混合料的抗变形能力越强。

马歇尔稳定度和流值既是我国沥青混合料配合比设计的主要指标,亦是沥青路面施工质量控制的重要检测项目。

(2)车辙试验

车辙试验是一种模拟车辆轮胎在路面上滚动形成车辙的试验方法,其与沥青路面车辙深度间的相关性好。JTG D 50—2017《公路沥青路面设计规范》规定:对于高速公路、一级公路的表面层和中面层的沥青混凝土做配合比设计时,应进行车辙试验检验沥青混凝土的高温稳定性。

标准车辙试验方法是采用轮碾法成型的沥青混合料板块状试件,在规定温度为60℃的条件下,以一个轮压为0.7 MPa 的实心橡胶轮胎以42±1次/ min 的频率在其上行走,测试试件表面在试验轮反复作用下所形成的车辙深度,见图8.9。以试件在变形稳定期每增加1 mm 车辙变形所需要的行走次数,即动稳定度(以“次/mm”表示)指标来评价沥青混合料的抗车辙能力,动稳定度按式(8.3)计算。

图8.9 沥青混合料车辙试验曲线

式中 DS──沥青混合料动稳定度(次/mm);

t1和t2──试验时间(min),通常为45 min 和60 min;

d1和d2──时间t1和t2的变形量(mm);

42──每分钟行走次数(次/min);

c1和c2──试验机或试样修正系数。