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《瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響因素.ppt》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的影響因素試講人:王清第一部分概述由于交通量的增長、軸載增加、超載嚴重、車輛渠化交通、近年來持續(xù)高溫天氣等因素的綜合影響,車轍已經成為瀝青路面早期破壞中最嚴重的破壞形式,根據(jù)國外統(tǒng)計資料,在需要維修的瀝青路面中,有80%以上都是由車轍變形引起的。為了延長路面的使用壽命,本節(jié)主要研究產生瀝青路面車轍的影響因素,從而有針對性的預防或減少車轍的產生,已成為最引人關注的問題。車轍是指沿道路縱向在車輛集中通過位置處路面產生的帶狀凹槽。車轍造成路表產生過量的變形,影響路面的平整度;輪跡處
2、瀝青層厚度減薄,削弱了面層及路面的整體強度,從而易于誘發(fā)其它病害;雨天路表排水不暢,降低了路面的抗滑能力,導致駕駛換向困難,甚至會由于車轍內的積水而導致車輛飄滑;北方冬季出現(xiàn)負溫時,由于轍槽內積水結冰,使路面的抗滑能力大幅度降低,容易發(fā)生交通事故。第一部分概述第一部分概述高速雨后的轍槽高速車轍嚴重路段影響瀝青路面車轍產生的原因很多,歸結起來可分為內因、外因及其它因素3大類。內因主要反映在材料本身的質量上,如瀝青類型、瀝青用量、集料的性質、混合料類型、空隙率等;而外因則主要包括氣候條件和交通條件;其
3、它因素則是指路面基層和路面結構組成及其施工質量對路面車轍的影響。當內因、外因及其它因素結合在一起時就會對瀝青路面車轍的形成產生綜合影響。一、材料1、級配類型的影響礦料級配決定了礦料顆粒間嵌擠力的大小及混合料密實程度,對路面的抗剪強度影響很大。有研究表明,瀝青混合料的高溫抗車轍能力有60%依賴于級配的嵌擠作用,瀝青結合料粘結性能只能有40%的貢獻。據(jù)SHRP的研究,在通常情況下,合理的密級配混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于間斷級配混合料(SMA例外)。第二部分影響因素第二部分影響因素第二部分影響因素形成骨架
4、結構的級配受溫度變化影響較小,有較好的抗車轍能力,而懸浮型結構抗車轍能力較差。東南大學的陳旭慶認為,當粗集料的含量在68%-72%時,所形成的瀝青混合料屬于骨架密實型,粗集料的含量72%以上時,形成的瀝青混合料屬于骨架空隙型,粗集料的含量小于68%時,瀝青混合料的結構屬于懸浮密實型集料的粒徑對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有相當?shù)挠绊?,傳統(tǒng)的想法認為,集料越粗對抗車轍越有利,但車轍試驗表明,在最佳瀝青含量時,中粒式瀝青混凝土車轍最小,細粒式次之,粗粒式車轍最大,由此可見,單純增大礦料粒徑不一定能改善混合料
5、高溫穩(wěn)定性。第二部分影響因素2、瀝青性質的影響在瀝青性質中,影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要指標有:針入度、針入度指數(shù)、粘度、軟化點、蠟含量等。針入度愈大,結合料的粘結力愈小,瀝青混合料的抗車轍能力越差。但25℃的針入度與瀝青混合料的抗車轍性能相關性較小,需要與其它指標配合使用才能說明瀝青結合料的高溫性能。針入度指數(shù)描述了瀝青粘度隨溫度變化的幅度,是瀝青使用性能的核心指標,溫度敏感性越低,形成的瀝青混合料相應具有更好的高溫穩(wěn)定性能,增加瀝青針入度指數(shù)PI值可有效地提高瀝青混合料的抗變形能力,瀝青的軟
6、化點是瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的重要指標,軟化點高意味著瀝青的等粘溫度高,混合料高溫穩(wěn)定性好。有研究表明,瀝青軟化點與車轍試驗第二部分影響因素的動穩(wěn)定度之間存在較好的相關關系,軟化點每提高5℃,車轍率減半。軟化點分為實測軟化點和當量軟化點,后者排除了蠟的影響,更能充分反映結合料的高溫抗車轍性能。瀝青的粘度對瀝青混合料的抗車轍能力有明顯的影響,在一定溫度和加載速率下,瀝青粘度越大,與石料的粘附性越好,混合料的粘滯阻力也越大,抗剪切變形能力越強,瀝青混合料抗車轍性能越好。高溫季節(jié),瀝青路面的溫度可達50℃
7、-70℃,所以瀝青60℃粘度與混合料的高溫穩(wěn)定性有較好的相關性。第二部分影響因素蠟含量:瀝青中蠟的含量對瀝青的性質有非常大的影響,含蠟量高的瀝青,當溫度接近軟化點溫度時,蠟的熔融會引起瀝青粘度的明顯降低而使混合料失穩(wěn)。近年來,為了改善瀝青的路用性能,許多國家在瀝青中加入聚合物質和橡膠粉,以改善瀝青在使用溫度范圍內的結構力學性質,提高抗變形能力。第二部分影響因素3、瀝青用量的影響混合料中的瀝青用量對高溫穩(wěn)定性有明顯的影響。瀝青混合料中的瀝青以結構瀝青和自由瀝青兩種方式存在,在瀝青混合料中,如果礦物顆
8、粒之間接觸處是由結構瀝青膜所聯(lián)結,會使瀝青具有更高的粘度和更大的擴散溶化膜接觸面積,因而可以獲得更大的粘聚力。當瀝青用量過少時,集料表面瀝青膜過薄,混合料呈干枯狀態(tài)而缺乏足夠的粘結力,不能形成高的強度,高溫穩(wěn)定性差。增加瀝青用量,混合料粘結力增強,高溫穩(wěn)定性隨之提高。然而當達到最佳瀝青用量以后,瀝青用量進一步增加,集料表面瀝青膜增厚,自由瀝青增多,潤滑能力增強,顆粒在荷載作用下易于滑動移位,高溫穩(wěn)定性降低。第二部分影響因素另一方面,若瀝青用量偏低又會使得混合料過于堅硬而難以壓實,也