郑州OGFC沥青混合料路用性能研究

李从悠 https://wapjbk.39.net/yiyuanfengcai/ys_bjzkbdfyy/

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一、抗滑磨耗层合理级配特征

目前我国的级配设计中,主要是对级配的选用,而并不包括真正的级配设计。抗滑磨耗层也属于密级配,但具有较大的构造深度、抗滑性能好,多用于多雨地区的高等级公路的表面层。混合料是否形成嵌挤结构是决定抗剪强弱的重要指标。一定量的细集料和填充料填充在粗集料之间,但不能影响粗集料的嵌挤骨架结构。新型抗滑磨耗层意味着兼顾功能性与结构性能,特别是有效地克服构造深度与密实耐久的矛盾,还应满足工程在材料来源、施工方法的可行性。因此,在确定新型抗滑磨耗层时应遵循以下原则。

(1)确定适当的空隙率水平。

研究表明混合料空隙率越大则渗水性越大,影响到路面使用寿命、强度与稳定性。空隙率越大,沥青接触空气的表面积越大,老化越快。车辙试验发现,空隙率小到一定程度时,由于沥青用量相对增大,变形速率反而增大,为预防车辙,既要控制沥青用量,又要控制空隙率最小值。空隙率大的沥青混合料受水损害的影响大,容易在水和反复荷载作用下造成剥离破坏,且疲劳寿命低得多。但空隙率大,构造深度与摩擦系数大,路面的抗滑性能好。可见,沥青混凝土路面的空隙率与使用性能有密切关系,一般情况下,空隙率大将使沥青老化加速、车辙及开裂严重、耐久性降低。

(2)适当的粗骨料含量比获得骨架结构。

在增加粗骨料的前提下,如何以粗骨料间适当的含量比取得良好的骨架结构,抗滑磨耗层最大粒径一般为13mm,粗骨料(粒径大于2.36mm)可分为两级(即13.2~9.5mm、9.5~2.36mm),两级粗骨料比例变化对稳定度、构造深度均有一定的影响,为取得良好的骨架结构,又不至于过大损失稳定度,一级粗骨料含量应大于二级粗骨料含量,两者适宜含量比在1.5~2.0。此外,主骨料的粒级均匀性和立方体形状对良好骨架结构的形成起到有益作用。

(3)适当增加粗骨料含量提高抗滑性能。

增加粗骨料含量是路面抗滑抗车辙和抗裂发展的必然选择。如上海抗滑层试验路认为粗细集料比3∶1时优于2∶1时的抗滑效果,南京环道试验表明大于4.75mm的粗颗粒用量大于50%利于抵抗车辙,黑龙江齐齐哈尔至林甸公路为减少低温缩裂,采用级配中大于4.75mm的粗颗粒用量大于64%。粗集料增多使路面初始空隙率增大,但随着行车碾压作用,密水性会有所提高;对于在连续级配和间断级配两种情况下分别增加粗骨料含量,试验表明后者的稳定度高于前者,间断级配时粗集料含量只要不超过60%,其稳定度的下降并不显著。由此断定,采用间断级配可以容纳较多的粗骨料,可兼顾抗滑性能和耐久性能。

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(4)实现细集料的逐级填充。

在适当的空隙率水平下控制混合料组成设计,所得到的密实沥青混合料具有较好的稳定性与耐久性,根据构造深度要求需要沥青混合料成为嵌挤骨架应是密实型的。这就要求小于2.36mm的细集料用量应恰好填满混合料骨架和满足逐级填充原则。

(5)级配曲线走向的优选。

有试验表明混合料的技术指标并非在此范围内都合格,超出此范围就都不合格,这样对级配曲线走向的优选具有重要意义。初拟的走向除级配曲线变化范围上、下限外还有顺势走向(级配范围中值)、陡势走向(粗级配取上限,细级配取下限)、缓势走向(粗级配取下限,细级配取上限),从对抗滑磨耗层技术品质要求出发,缓势走向宜形成较强骨架结构,同时以部分细料填满其空隙,混合料力学性能优于其他走向。




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