沥青混合料的耐久性：影响因素与解决方案

2023-09-01 理论教育版权反馈

【摘要】：耐久性是指沥青混合料在长期荷载和自然因素作用下抵抗破坏而不出现剥落和松散等损坏的能力。它包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性等综合性质。我国现行规范采用空隙率、饱和度、残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。评价沥青混合料水稳定性的试验主要有浸水试验、冻融劈裂强度试验、沥青与集料粘附性试验等。

耐久性是指沥青混合料在长期荷载和自然因素作用下抵抗破坏而不出现剥落和松散等损坏的能力。它包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性等综合性质。

影响耐久性的因素很多，如沥青化学性质、矿料矿物成分、沥青混合料的组成结构等。我国现行规范采用空隙率、饱和度、残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。

1.沥青混合料的抗老化性

沥青混合料老化取决于沥青混合料性能、外界环境因素和压实空隙率等。在气候温暖、日照时间较长的地区，沥青的老化速度快，在气温较低、日照较短的地区，沥青的老化速度较慢。沥青混合料空隙率越大，其抗老化性越低。

2.沥青混合料的水稳定性

沥青混合料在使用过程中由于水或水汽的作用使沥青从集料颗粒表面剥离，黏结强度降低，同时松散的集料颗粒被滚动的车轮带走，在路面上形成独立的、大小不等的坑槽而发生水损坏。它是在荷载与水分的共同作用下造成的。其成因包括三个方面：一，沥青路面的压实空隙率过大导致沥青混合料透水性大，强度降低；二，沥青用量不足导致沥青混合料水稳定性降低；三，沥青与集料的粘附性不足导致剥落与松散。其中沥青与集料的粘附性又与集料矿物组成、沥青黏度、集料洁净程度等有关。评价沥青混合料水稳定性的试验主要有浸水试验、冻融劈裂强度试验、沥青与集料粘附性试验等。

（1）浸水试验

浸水试验是根据沥青混合料浸水前后物理、力学性能的降低程度来反映其水稳定性的试验。常用的试验方法有浸水马歇尔试验、浸水劈裂强度试验、浸水车辙试验等。其中，浸水马歇尔试验最为常用，它是我国热拌沥青混合料配合比设计中检验沥青混合料水稳定性的两项标准试验之一，其以浸水前后沥青混合料试件的马歇尔稳定度比值、即残留稳定度（MS0）作为评价指标，残留稳定度越大，沥青混合料的水稳定性越强。计算公式见式（8.6）。

式中　MS0──沥青混合料的浸水马歇尔试验的残留稳定度（%）；

MS──沥青混合料试件浸水0.5 h 后的常规马歇尔稳定度（kN）；

MS1──沥青混合料试件浸水48 h（或真空饱水后浸水48 h）后的稳定度（kN）。

（2）冻融劈裂试验

冻融劈裂试验是我国热拌沥青混合料配合比设计中检验沥青混合料水稳定性的试验。其试验条件较浸水试验苛刻，试验结果与实际情况较吻合。该试验的评价指标为冻融劈裂强度比（TSR），该指标越大，表明沥青混合料的水稳定性越好。由式（8.7）计算。

式中　TSR──沥青混合料的冻融劈裂残留强度比（%）；

σ0──未经冻融试件的劈裂强度（MPa）；

σ1──试件经冻融后的劈裂强度（MPa）。

影响沥青路面水稳定性的主要因素有：集料的级配组成、集料的性能、沥青种类及参加抗剥落剂等。