離析對瀝青穩定碎石路用性能的影響

姚青云+付新新

【摘 要】為了研究離析對瀝青穩定碎石路用性能的影響，采用制作的大馬歇爾試件進行了浸水馬歇爾試驗、混合料車轍試驗和構造深度試驗，研究了離析對混合料三個方面的影響。研究結果表明：混合料離析造成粗集料集中區域水穩定性變差；混合料離析導致粗集料集中區域性能變差；離析對瀝青混合料各方面性能影響有著較大差異。

【關鍵詞】離析；瀝青穩定碎石；水穩定性；高溫性能

0 前言

瀝青混合料的離析通常情況下會造成路面的瀝青含量和級配局部失調，導致路面出現早期破壞。李美華[1]等人對路面離析進行了研究；石培峰、陳勇軍等人[2-3]進行了有關瀝青路面力學性能的研究。本文在上述研究者的研究基礎上，研究了離析對混合料四個方面的影響。

1 離析對混合料水穩定性的影響

水穩定性是本試驗的一個重要指標。本文試驗的浸水殘留穩定度對比見圖1。

由圖1可知：

1）偏細混合料的穩定度比偏粗混合料的穩定度大，上圖中三組偏細混合料MS0的平均值與三組偏粗混合料的MS0的平均值大約相差20%，這是因為混合料的離析程度與其力學性能相關。

2）偏細混合料的MS0值較接近，其最大差值約為3%，而偏粗混合料的最大差值幾乎達到65%。這是因為混合料MS0值受空隙率、油石比的影響，由于級配偏細，空隙率變小，油石比變大，瀝青與集料的粘結力增大，集料不易剝落，抗水損害能力增強。

2 離析對混合料高溫性能的影響

進行相關試驗時，試驗溫度分別采用45℃、60℃，施加荷載為0.7MPa。從下面兩圖中我們可以得出有關試驗結果。

由上圖可知：

1）在兩種不同試驗溫度下，45℃混合料的動穩定度比60℃時要大，然而車轍深度較60℃時要小。這說明不同離析程度混合料動穩定度和車轍深度受溫度的影響。這是因為混合料在荷載作用下其穩定性由瀝青的粘彈性承擔，由于重交瀝青溫度敏感性相對較差，60℃時的粘彈性較45℃時顯著降低，故此時抗車轍能力大幅降低。

2）在混合料級配偏細區域內，車轍深度隨偏細程度的增加而迅速增大。這是因為在混合料中細集料增多時，過小的空隙率不能滿足瀝青的體積變化，且粗集料不能形成骨架，使混合料失穩，在荷載的作用下發生流動。

3 離析對混合料表面特征參數的影響

在車轍板上測試各試驗混合料的構造深度、摩擦系數及滲水系數。不同離析程度下混合料各項參數對比如下圖所示。

分析上圖可知：

1）偏粗混合料構造深度的變化梯度比偏細混合料的明顯，對于粗集料集中區域，可通過測試路面的構造深度來檢測混合料是否離析。

2）摩擦系數值排序：重度偏粗的混合料>無離析的混合料>重度偏細的混合料，說明離析更多地影響了偏粗混合料對路面的摩擦程度。由于瀝青穩定碎石最大粒徑較大，粗集料含量多，不利于結構的整體性。

3）重度粗和中度粗混合料的滲水系數較其他程度的大，如果不能及時排出滲水，在車輛荷載作用下將產生動水壓力，造成路面的早期破壞，然而偏細的混合料由于空隙率小，透水性也很小，以至于幾乎不透水。

4 結論

1）空隙率在混合料設計及施工過程中應重點控制。空隙率增大及減小會影響混合料的水穩定性和車轍程度。

2）不同離析程度混合料動穩定度和車轍深度受溫度的影響，在混合料級配偏細區域內，車轍深度隨偏細程度的增加而迅速增大。

3）級配偏粗的混合料表面特征參數較級配偏細的大，離析更多地影響了偏粗混合料對路面的摩擦程度。

【參考文獻】

[1]李美華，何俊輝，李耀龍.瀝青混合料離析對瀝青路面路用性能的影響研究[J].公路工程，2014（2）：143-147.

[2]石培峰.瀝青穩定碎石基層對瀝青路面力學的特性影響分析[J].公路交通科技，2005，37（1）：79-82.

[3]陳勇軍.瀝青穩定碎石基層對瀝青路面力學的特性影響分析[J].公路工程，2012（01）：79-82.

[責任編輯：楊玉潔]