瀝青混合料高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測(cè)方法 及其影響因素分析

高 娟

（四川川交道橋試驗(yàn)檢測(cè)有限責(zé)任公司， 四川 德陽 618300）

瀝青混合料具有流動(dòng)性，當(dāng)溫度發(fā)生變化的時(shí)候，其變形量與強(qiáng)度均會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化，溫度上升強(qiáng)度下降和變形量上升。當(dāng)夏季高溫來臨的時(shí)候，瀝青公路在受到重交通荷載的重復(fù)作用之下，瀝青公路就會(huì)發(fā)生形變，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是公路瀝青路面最為常見的問題。通過眾多現(xiàn)象表明，在高溫環(huán)境下瀝青公路出現(xiàn)形變能夠很好的將動(dòng)穩(wěn)定度反應(yīng)出來。

1 檢測(cè)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的方法

高溫情況下的瀝青混合料穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法比較多，在檢驗(yàn)方法中最為常見的方法是三軸壓縮試驗(yàn)以及馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)。這兩種檢測(cè)方法中，相對(duì)比較復(fù)雜的方法是三軸壓縮試驗(yàn)，所以在檢驗(yàn)方法中使用最為廣泛的便是馬歇爾穩(wěn)定度檢驗(yàn)，同時(shí)也逐漸成為國際社會(huì)上被普遍使用的方法。

1.1 檢測(cè)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的原理

在瀝青混合料高溫穩(wěn)定性測(cè)試中，借助于使用瀝青混合料車轍試驗(yàn)。這種試驗(yàn)方法在合適的荷載條件以及合適的溫度條件之下，通過試件展開測(cè)量，對(duì)試驗(yàn)輪的重復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的車轍變形速率做出測(cè)試。表示穩(wěn)定度的方法是每產(chǎn)生1mm變行的行走次數(shù)。

1.2 試件成型的分析

制作車轍試件的時(shí)候利用輪碾法，其厚度需要以厚度作為依據(jù)，尺寸是30cm×30cm×50cm，另外在獲得所需尺寸試件的時(shí)候也可以通過切割路面獲得。碾壓輪是一種圓弧形碾壓輪，這種碾壓輪的與缸筒式壓路機(jī)頗為相似，輪寬為30cm，其壓實(shí)線的荷載需要控制為300N/cm，碾壓的行程與試件的寬度一致，保持30cm，試件在經(jīng)過完全碾壓之后，其密度會(huì)出現(xiàn)變化，大約為馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)密度的100±1%。

1.3 瀝青混合材料的車轍試驗(yàn)方法

將試模與試件連接在一起，完成連接之后將其放在恒溫室之內(nèi)，將溫度控制在60℃±1℃范圍內(nèi)，保溫的時(shí)間不能超過12 小時(shí)，但是也不能低于5 小時(shí)。在此之后，試模與試件放在試驗(yàn)臺(tái)上，試驗(yàn)輪必須要放置在試件的中間位置，將其運(yùn)動(dòng)的方向保持與行車方向或者是試件碾壓方向相同。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)之后，讓試驗(yàn)輪做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，持續(xù)的時(shí)間為1 小時(shí)，用記錄儀對(duì)時(shí)間溫度以及變形曲線做好詳細(xì)記錄。DS={（t2-t1）×N/（d2-d1）}×C1×C2

在公式1.1 中，DS 所表示的含義是瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，單位表示為次/mm。字母N 所表示的含義為試驗(yàn)輪重復(fù)運(yùn)動(dòng)所需要的速度，一般情況下速度控制在42次/min。d2所表示的含義為時(shí)間t2變形量，t2=60min。d1所表示的含義為時(shí)間t1變形量，t1=45min。C1表示試驗(yàn)機(jī)類型的修正系數(shù)，曲柄連桿驅(qū)動(dòng)加載輪重復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式為1.0。C2表示試件的系數(shù)，實(shí)驗(yàn)室制備的試件寬度為30cm。

1.4 瀝青混合料車轍試驗(yàn)需要注意的事項(xiàng)

1.4.1 稱料環(huán)節(jié)注意事項(xiàng)

按照試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)章制度而言，計(jì)算車轍試件混合料的方式是系數(shù)、馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)確擊實(shí)密度、試件體積三者之間的乘積。系數(shù)在大多數(shù)情況下為1.03，但是也可以根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行調(diào)整。一般的修建高速公路時(shí)，最常使用瀝青為I型瀝青，其密度多為表觀密度或毛體積密度，表觀密度通常要大約毛體積密度，由此可見即使是相同的混合料倘若按照表觀密度進(jìn)行計(jì)算所需要使用的材料用量多于毛體積密度。所以在混合料成型的時(shí)候，倘若利用試件表面高出試模或者是利用表觀密度，稱量物料的時(shí)候要將系數(shù)值降低到1.025.

1.4.2 碾壓的次數(shù)注意事項(xiàng)

正式對(duì)車轍試件展開碾壓之前，要首先完成試壓工作，從而明確實(shí)際碾壓的次數(shù)。在大多數(shù)情況之下，在相同方向只能預(yù)壓兩個(gè)往返，在將方向進(jìn)行調(diào)換。完成12 個(gè)碾壓往返之后才能夠達(dá)到馬歇爾密度的100±1%。在項(xiàng)目工程施工中，部分施工人員認(rèn)為碾壓的次數(shù)增加，將會(huì)保證最終的試驗(yàn)結(jié)果更好。但是這種想法是錯(cuò)誤的。倘若碾壓的次數(shù)過多，將會(huì)難以將集料碾碎，同時(shí)還與車轍試驗(yàn)的變形理論之間存在不符合，最終的試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)問題。

1.4.3 碾壓與拌和的溫度

在拌和普通的瀝青混合料的時(shí)候，需要將其溫度控制在163℃，碾壓過程中的溫度也應(yīng)該控制在130℃-140℃。改性之后的瀝青混凝土需要將其拌和溫度控制在180℃，碾壓過程中的溫度也應(yīng)該控制在150℃-160℃。在碾壓的過程中，一定要特別注意溫度的設(shè)定，不能太高也不能太低，否則將會(huì)導(dǎo)致最終的試件不能與試驗(yàn)要求相符合，導(dǎo)致結(jié)果偏離實(shí)際。

2 影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素

瀝青混合料的主要成為是瀝青結(jié)合料以及結(jié)礦料共同組成，形成瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的原理是各種礦料的原材料、配料、施工質(zhì)量以及瀝青用量等各種元素之間的相互粘聚與嵌擠，這些元素?zé)o不影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性。

2.1 瀝青混合料的材料

混合材料的主要成分有瀝青、集料以及礦粉，混合材料的物理力學(xué)將會(huì)對(duì)瀝青混合材料的高溫穩(wěn)定性產(chǎn)生最為直接的影響。集料主要包含有細(xì)集料與粗集料，但無論是哪種類型的集料，都會(huì)影響到瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。一般情況下，使用堿性集料，更加有利于提高高溫穩(wěn)定性。在細(xì)集料中的機(jī)制砂成分，極大程度提升了混合料流動(dòng)性，使得瀝青混合料具有粗糙的表面和較好的棱角，加大了瀝青混合料的內(nèi)摩阻力以及嵌擠力。就瀝青本身的性質(zhì)而言，很大程度上影響混合料高溫穩(wěn)定性。當(dāng)瀝青的軟化點(diǎn)越高、60℃粘度越高，高溫抗車轍能力就越強(qiáng)。相比較于普通的瀝青，改性瀝青的軟化點(diǎn)提升了30℃左右。由此可見，將瀝青混合料進(jìn)行性，能提升瀝青與礦料之間的粘合力，增加瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

2.2 礦料級(jí)配

瀝青混合料所表現(xiàn)出來的高溫穩(wěn)定性能，主要是指在溫度變化的背景下，車輛對(duì)瀝青混合料造成的影響。高溫穩(wěn)定性能受到礦料骨架的嵌擠作用影響較大，即礦料級(jí)配的空隙率值。當(dāng)空隙率的值增加或者是減小的時(shí)候，都會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料的穩(wěn)定程度下降，增加空隙率。瀝青混合料所表現(xiàn)出來的水穩(wěn)定性較差，穩(wěn)定度下降受到瀝青與礦料粘合度影響。

2.3 施工產(chǎn)生的影響

瀝青路面鋪設(shè)過程中，單位需要制定科學(xué)質(zhì)量體系和質(zhì)量控制體系，強(qiáng)化對(duì)于整個(gè)工程的質(zhì)量控制能力。首先，便是嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，保障使用的材料治療達(dá)標(biāo)。其次，嚴(yán)格控制各種指標(biāo)，包括物料配比指標(biāo)、馬歇爾試驗(yàn)各指標(biāo)、動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)等等。最后，對(duì)施工溫度以及壓實(shí)度做好控制。只要對(duì)施工質(zhì)量做好嚴(yán)格控制，才可以將瀝青公路的性能高效發(fā)揮出來，提升瀝青公路高溫穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響公路質(zhì)量，在對(duì)瀝青混合料進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開實(shí)施，保障混合料滿足使用需求。此外，合理控制影響因素，盡可能的避免不良因素對(duì)于工程質(zhì)量的惡性影響。