不同成型方法的沥青混合料路用性能对比研究

梁宏亮 顾子丰 乔佳星 李志强 赵春铭 张海涛

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

1 概述

北方地区夏季炎热、冬季寒冷，沥青路面会产生较大的高温车辙与低温收缩开裂。路面裂缝中如果进入了水分，会造成基层的稳定性降低，从而降低沥青路面的耐久性与使用年限。通过在沥青混合料中加入聚酯纤维制备改性沥青，能够有效增强沥青混合料的低温抗裂性能。沥青混合料在低温状况下保持足够的柔韧性是防止路面出现裂缝的途径，而加入聚酯纤维可以使沥青混合料的韧性增加，从而提高沥青混合料的低温抗裂性能[1-3]。

研究认为，不同成型方法对沥青混合料路用性能有较大的影响。因此，在综合分析相关研究数据的基础上，本文对不同成型方法的沥青混合料路用性能做了对比分析，提出了综合性的结论。研究结果对提高沥青混合料路用性能具有一定的应用价值。

2 不同成型方法的沥青混合料高温性能对比分析

2.1 试验数据

研究采用AC-16沥青混合料，在马歇尔击实与旋转压实两种不同成型方法下压实，并测得60 ℃和65 ℃条件下的动稳定度。试验结果如表1，图1所示。

表1 高温性能的试验数据[4]

2.2 数据对比分析

从表1,图1数据分析可得，旋转压实法的试件，在60 ℃以及65 ℃的动稳定次数分别是马歇尔击实法的166%和189%，表明旋转压实法的沥青混合料具有较好的高温性能。而且当试验温度增加5 ℃时，虽然两种方法的动稳定度减少次数相近，但旋转压实法动稳定度减少占温度升高前的14.2%，马歇尔击实法为24.6%，表明旋转压实法的沥青混合料温度敏感性降低，从而提高了沥青混合料高温稳定性。

3 不同成型方法的沥青混合料低温性能对比分析

3.1 试验数据

研究采用马歇尔击实与旋转压实两种压实方法得到的沥青混合料试件，测定其不同的低温抗裂性能指标。试验结果如表2,图2所示。

表2 低温性能的试验数据[4]

3.2 数据对比分析

从表2,图2数据分析可得，马歇尔击实法和旋转压实法的试件在相同弯曲实验破坏应变条件下对比，旋转压实法在抗弯拉强度、弯曲劲度模量和应变能三方面分别是马歇尔击实法的136%,127%和145%。根据数据对比，旋转压实法在低温状态下具有更好的抗弯抗拉能力。弯曲模量大意味着在同样应力下材料的应变小，应变能大意味着同等体积的沥青混合料内含的势能大，则其发生应变需要的应力大[5,6]。这三项指标都说明旋转压实法具有更好的低温抗裂能力。

4 不同成型方法的沥青混合料水稳定性对比分析

4.1 试验数据

研究采用马歇尔击实与旋转压实两种压实方法得到的沥青混合料试件，分别测定其浸水前后的马歇尔稳定度与冻融前后的强度。试验结果如表3,图3所示。

4.2 数据对比分析

表3 水稳定性的试验数据[4]

从表3,图3数据分析可得，旋转压实法的试件马歇尔稳定度和浸水后稳定度均高于马歇尔击实法，而且其减小的比例(残留稳定度)也明显大于马歇尔击实法，说明其抗水破坏能力好。冻融前后的强度高以及冻融劈裂强度比值大表明了其抗冻能力强。随着渗水系数的减小，残留稳定度和冻融劈裂强度比均降低，表明较小的空隙率间接提高了沥青与集料的粘附性，防止水分进入沥青内部，从而提高了沥青混合料水稳定性。

5 结语

1)与马歇尔击实法相比，旋转压实法成型的沥青混合料具有较好的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。对比结果表明旋转压实法比较适合沥青混合料的成型。2)旋转压实法能够更好地模拟车辆碾压过程中沥青路面的实际成型情况，特别是采用路面轮胎接触压力作为成型的垂直荷载，因此，测得的数据也更加接近于实际值。3)旋转压实法的沥青混合料渗水系数比马歇尔击实法小的多，表明旋转压实法的试件具有更小的空隙率，从而提高了沥青混合料内部粘聚力。旋转压实法的试件具有更小的弯曲破坏应变及更大的应变能，说明这种试件的单位体积应变能密度更大，表明了旋转压实法的压实效果明显优于马歇尔击实。

[1] 谭忆秋．沥青与沥青混合料[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.

[2] 张卫军，葛折圣．掺加岩沥青的沥青混合料性能评价[J]．石油沥青，2007,21(4):27-28.

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[6] JTG E20—2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]．