超薄磨耗層路面性能研究

劉志衛(wèi)

(中鐵二十三局集團有限公司)

0 引 言

超薄磨耗層作為一種瀝青混凝土路面表層，厚度在1.5～2.5 cm 之間，它在耐久性、抗滑性、降噪性、減少水霧、抗車轍以及耐磨性方面都具有非常良好的性能。從最近這幾年的使用情況可以看出，瀝青路面采用了超薄罩面層之后，可以修復(fù)較輕微的路面損害，如一定范圍內(nèi)的車轍、裂縫等，也具有了較為良好的抗滑性能。超薄罩面層常被用來作為舊路改善，如舊公路的預(yù)防性養(yǎng)護以及舊公路的功能性恢復(fù)，也可以作為新建公路的表面功能層，受到了越來越多人們的關(guān)注。

超薄磨耗層修建于路面的表面，在其使用過程中，主要受到自然因素和交通因素兩方面的影響。這就需要超薄磨耗層具有良好的力學(xué)性能，以及比較好的抵抗自然因素比如雨水或者高低溫天氣損害的能力。同時，還需要有比較好的行車舒適性以及抗滑性能。

1 超薄磨耗層的高溫穩(wěn)定性

超薄磨耗層的高溫穩(wěn)定性，指的是瀝青混合料在高溫條件下抵抗流動變形的能力。路面由于反復(fù)的車輛碾壓，有時會產(chǎn)生推移、車轍等路面病害，對路面產(chǎn)生破壞，造成不利的行車條件。故混合料的高溫穩(wěn)定性，是評價混合料路用性能的一個非常重要的因素。按照實際情況，本文采取兩種方法來評價其高溫性能:馬歇爾穩(wěn)定度試驗和車轍試驗。

1.1 馬歇爾穩(wěn)定度試驗

按照工地實際情況，采用合格的SBS 改性瀝青，并選取5.4%作為油石比，并選取華南地區(qū)工地上常用的超薄磨耗層瀝青混合料級配，制作馬歇爾試件。等試件成型后，檢測馬歇爾試件的各項物理指標(biāo)，試驗結(jié)果見表1:

表1 馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果

從表1 中的數(shù)據(jù)可以看出來，超薄磨耗層瀝青混合料的馬歇爾試件，其穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)都能夠比較好的滿足規(guī)范的技術(shù)要求，從而證明超薄磨耗層具有較好的高溫穩(wěn)定性。

1.2 車轍試驗

在本文實驗中，均采用已被證實較為合理的5.4%的油石比制作三組車轍試件，在試件成型后，按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40 一2004)中規(guī)定的方法，對成型后的成型尺寸為30 cm ×30 cm ×5 cm 的試件進(jìn)行車轍試驗，試驗結(jié)果用動穩(wěn)定度來表征。

表2 車轍動穩(wěn)定度試驗結(jié)果

從車轍試驗結(jié)果可看出，采用5.4%油石比制作而成的瀝青混合料車轍試件，其動穩(wěn)定度值均超過規(guī)范要求的動穩(wěn)定度值，說明超薄磨耗層也具有良好的抗車轍能力。

結(jié)合上文試驗可以看出，超薄磨耗層對于抵抗高溫條件下引起的車轍、擁包等具有較好的性能，故工地上常用超薄磨耗層來進(jìn)行舊路改造或新路加固。

2 低溫抗裂性

超薄磨耗層混合料的低溫抗裂性，指的是在較低氣溫的情況下，鋪筑成的超薄罩面層可以避免因為低溫收縮從而出現(xiàn)裂縫的能力。采取－10 ℃條件下的低溫彎曲試驗來評價其低溫抗裂性。采用40 mm×40 mm×250 mm 尺寸的試件，所得結(jié)果如表3 所示:

表3 瀝青混合料低溫彎曲試驗結(jié)果

從表3 可以看出，超薄磨耗層的瀝青混合料的彎曲破壞應(yīng)變，可以滿足規(guī)范上對于破壞應(yīng)變的要求。這表明超薄磨耗層具有良好的抗低溫性能，能夠抵御由于溫度下降而引起的裂縫等。

3 超薄磨耗層的水穩(wěn)定性

超薄磨耗層瀝青混合料的水穩(wěn)定性，指的是超薄磨耗層抵御水損害的性能。下雨下雪等產(chǎn)生的水分，經(jīng)過交通荷載以及冷熱交替而產(chǎn)生的瀝青路面的脹縮，會逐漸滲入進(jìn)瀝青混合料中。將集料與瀝青隔開，導(dǎo)致集料與瀝青的逐漸分離，使瀝青混合料逐漸變得松散，從而產(chǎn)生路面上的各種破壞。本文分別采用兩種試驗來評價瀝青混合料的水穩(wěn)定性:浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗。

3.1 浸水馬歇爾試驗

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20－2011)要求，采取與前文相同的瀝青含量及混合料級配，采用雙面擊實75 次成型馬歇爾試件。將所得到的試件分為兩組，一組在水中浸泡48 h，另外一組為30 min，分別測其穩(wěn)定度及流值。

表4 浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度試驗結(jié)果

從表4 中可以看出，超薄磨耗層瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗結(jié)果，其殘留穩(wěn)定度值大于規(guī)范要求值，說明超薄磨耗層能夠較好的抵御水損害。

3.2 凍融劈裂試驗

凍融劈裂試驗采用同樣的油石比及配合比，制作六個馬歇爾試件。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20－2011)中所講，將這六個試件分為兩組，一組先將試件與10 mL 的水同時放入塑料袋中，在－18 ℃的環(huán)境中保存16 h，然后放入60 ℃的水浴里，撤去塑料袋保溫24 h;另一組在室溫下保存。最后，兩組試件同時放入25 ℃的恒溫水浴中，保存2 h 后進(jìn)行劈裂試驗。最終所得結(jié)果如表5 所示:

表5 超薄磨耗層瀝青混合料凍融劈裂試驗結(jié)果

表5 的結(jié)果可以看出，超薄磨耗層的瀝青混合料凍融劈裂結(jié)果，可以較好的滿足規(guī)范技術(shù)要求，結(jié)合表4 的數(shù)據(jù)結(jié)果可以得出，超薄磨耗層瀝青混合料具有較好的水穩(wěn)定性，能夠有效的抵御水損害。

4 結(jié) 論

主要采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗、車轍試驗、凍融劈裂試驗等方法，針對超薄磨耗層瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及水穩(wěn)定性等路用性能進(jìn)行了初步的研究分析。從實驗結(jié)果中可以看出，超薄磨耗層瀝青混合料均能較好的滿足規(guī)范對瀝青混合料的路用性能的要求，說明超薄磨耗層具有比較好的路面性能，可以進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用在路面上。

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