1、瀝青材料的技術(shù)性質(zhì)對(duì)瀝青混合料路用性能的影響分析36buildingscie ntifictechnologyandmanagementseptembe2011瀝青材料的技術(shù)性質(zhì)對(duì)瀝青混合料路用性能的影響分析王永強(qiáng)（新鄉(xiāng)市市郊公路管理處河南新鄉(xiāng)453000）【摘要】本文系統(tǒng)的闡述了瀝青材料對(duì)各類瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性，疲勞性, 水穩(wěn)性以及抗滑性等路用性能的影響，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析了瀝青標(biāo)號(hào)，改性瀝青，瀝青用量,穩(wěn)定劑以及膠粉比等因素路用性能，對(duì)于 公路養(yǎng)護(hù)工程的施工具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義.【關(guān)鍵詞】瀝青材料技術(shù)性能;瀝青混合料;路用性能 thetechnicalnatureofth

2、easphaltmaterialasphaltpavementperformanceanalysis wang 一 qiang（xinxiangcitysuburbanhighwaymanagementxinxianghenau453000）【abstractthispaperdescribesthesystemforvarioustypesofasphaltmaterials,asphaltmixtureofhiisht emperaturestabilityjowtemperaturecrackingresistance,fatigueresistance,waterstabilityan

3、dslipresista nceandsoonpavementperforman ce,combinedwiththeasphaltgradetestresults,changeasphalt,asphaltcontent,andpowderstabilizerroadperformancethanotherfactors,forroadmain tenanceworkswithareferencevalueandsignificancekeywordsjtechnicalperformanceofasphaltmaterials;asphalt;paveme ntperformance1.

4、前言t瀝青混合料是rh各種規(guī)格的集料，瀝青，纖維穩(wěn)定劑，礦粉及少量的細(xì)集料組成的密或間斷級(jí)配的組成一體的瀝青混合料.根據(jù)以往的 研究結(jié)杲成杲以及我國(guó)現(xiàn)行的瀝青混合料性能評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)，瀝青 混合料應(yīng)具備以下性能，即:高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性，疲勞性冰穩(wěn)性 以及抗滑性等路用性能.影響瀝青混合料路用性能的因素有很多，本文就瀝青材料的技術(shù)性質(zhì)對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性，疲勞性，水穩(wěn)性以及抗滑性等路用性能.等方面的影響進(jìn)行了分析研究.2. 普通瀝青技術(shù)性質(zhì)對(duì)瀝青混凝土路用性能的影響按照技術(shù)規(guī)范，瀝青混合料路用性能與當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境有很大的關(guān)系，北方地區(qū)氣候寒冷，路面易出現(xiàn)開(kāi)裂，宜選用低標(biāo)號(hào)的瀝青;

5、而在南方地區(qū),夏季氣候炎熱，易出現(xiàn)流淌，車轍，宜選用高標(biāo)號(hào)的瀝青.為了檢驗(yàn)瀝青標(biāo)號(hào)對(duì)瀝青混凝土路用性能的影響,采用了三種瀝青進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)（ah 一 70,ah 一 90,ah 一 110）.ah 110,經(jīng)試驗(yàn)其常規(guī)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1.表1瀝青常規(guī)技術(shù)性質(zhì)針入度延度密度瀝青品種軟化點(diǎn)(100g,5s/l 0mm)(l 5oc,5era/rain)(gxem)ah 一 7075>lo049.71.oo3ah 一 909l>10048.ii.oo3ah 110109>lo045.11.0112.2礦料.試驗(yàn)所用的礦料主要由石灰?guī)r組成，礦粉由石灰石蘑 細(xì)而成(比表

6、面積4263cm/g).試驗(yàn)選用的級(jí)配見(jiàn)表2:表2瀝青混合料礦料級(jí)配表(通過(guò)百分率管孔尺寸(mlt 1)1916113.219.54.752.361.180.60.30.15b.o71最終確定級(jí)配 10o96.5185161272119.514.712.711.619.72.1瀝青材料.采用了三種瀝青，商品標(biāo)號(hào)為ah 一 70,ah 一 90,2.3試驗(yàn)結(jié)果.馬歇爾試驗(yàn)結(jié) 果見(jiàn)表3.表3馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果瀝青品種視密度(gam)理論密度(genl.)空隙率()礦料間隙率()飽和度(%)穩(wěn)定度(kn)流值 (1/1 omm)油石比()ah 一 702.4542.5373.717.582.56.353

7、2.26.2ah 一 902.4582.5383.417.381.46.3456.3ah 一 1102.4572.5483.317.279.66.27576.5試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著瀝青標(biāo)號(hào)的增大,瀝青用量減少，空隙率增大.由于瀝青混合料希望有較多的瀝青及小的空隙率,這是混合料具有良好低溫性能和耐久性的主要因素.從這一觀點(diǎn)來(lái)看，瀝青混合料易采用低標(biāo)號(hào)的瀝青.另外，隨著瀝青標(biāo)號(hào)的增大，穩(wěn)定性降低，流值增大，這可能會(huì)引起路面的車轍，泛油及其它病害.2.3.1高溫穩(wěn)定性.三種瀝青標(biāo)號(hào)的瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果比較見(jiàn)表4.表4瀝青混合料車轍試驗(yàn)瀝青品種動(dòng)穩(wěn)定度(次/mm)備注ah 一 702859標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條

8、件ah 一 901876標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件ah 一 1101552標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨瀝青標(biāo)號(hào)的增大而減小，這與一般的研究規(guī)律基本一致，但從車轍倫轍發(fā)展曲線來(lái)看，由于低標(biāo)號(hào)瀝青的含量較大，在試驗(yàn)開(kāi)始階段，比高標(biāo)號(hào)瀝青有較大的變形，但是隨荷載作用的次數(shù)不斷增加，變形量較少.從車轍試驗(yàn)輪廓發(fā)展來(lái)看，高標(biāo)號(hào)瀝青瀝青混合料在最終有較大的變形，而低標(biāo)號(hào)瀝青卻較小分析原因,車轍的產(chǎn)生是由于車輛后軸載的反復(fù)作用下，瀝青混合料發(fā)生擠壓側(cè)向流動(dòng).低標(biāo)號(hào)瀝青由于具有較高的黏滯性，盡管摻量較多，但仍能保持其相對(duì)穩(wěn)定性相反，高標(biāo)號(hào)瀝青的黏稠度小，在相同的試驗(yàn)溫度下，瀝青膠漿易發(fā)生側(cè)向流動(dòng)，

9、故而抗車轍能力差.另外在試驗(yàn)屮發(fā)現(xiàn),ah 110瀝青試件似有泛油現(xiàn)象.2.3.2凍融劈裂試驗(yàn).按馬歇爾試驗(yàn)確定的最佳瀝青用量制定 馬歇爾試件，具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5.從試驗(yàn)結(jié)果可知，隨瀝青標(biāo)號(hào)的增 大，霹靂強(qiáng)度比減小.由此也可以認(rèn)為低標(biāo)號(hào)瀝青的瀝青混合料，由于 瀝青用量較大，瀝青混合料空隙率小,水分不宜進(jìn)入，再加上低標(biāo)號(hào)瀝 青與石料有較高的黏附性,瀝青膜不宜發(fā)生脫落.因此，從提高混合料 的水穩(wěn)性考慮，釆用低標(biāo)號(hào)瀝青較好.表5凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果未凍融試件凍融試件劈裂強(qiáng)度比瀝青品種（mpa）（mpa）tsr（%）ah 一 700.680.6798.5ah 一 9oo.650.6193.8ah 1100.

10、630.5892.12.3.3劈裂強(qiáng)度試驗(yàn).按馬歇爾試驗(yàn)確定的最佳試驗(yàn)瀝青用量 制作馬歇爾試件，兩面各擊實(shí)50次,每種標(biāo)號(hào)瀝青各制作15塊試件,3 塊為一組，然后將試件分批放入設(shè)定溫度（一 20°c, 1（t12,0°c,10°c, 建筑科技與管理2011年9月3720qc）的環(huán)境箱小，恒溫5h.將試件裝入mts試驗(yàn)機(jī)的劈裂夾具內(nèi)，按溫度進(jìn)行劈裂試驗(yàn)的 結(jié)果如農(nóng)6所示.imm/min的加荷速度加載,直至試件破壞.從20c 一 20c變化不同 表6劈裂試驗(yàn)結(jié)果 劈裂強(qiáng)度（mpa）破壞應(yīng)變（x10i3）破壞勁度（mpa）瀝青品種20°c 10°co

11、ocl0°c20oc 20 °c 10°co°clo°c2o°c20°c 10°co°clo°c2o°cah 一 702.852.011.330.76o.355.66.o7.78.3&6508.9335.0172.791.640.7ah 9o2.601.751.100.530.246.27.79.210.310.8419.4227.3119.651.522.2ah 1102.501.570.810.380.207.410.913.815.417.6337.8144.058.72

12、4.711.4 從一 20°c升至20°c瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度有規(guī)律的由高到低，同 時(shí)70號(hào)瀝青的抗拉強(qiáng)度明顯高于同溫度下的稠度較小的ah-11o瀝 青.三種標(biāo)號(hào)的瀝青在不同溫度下的劈裂程度比較，可以看出,混合料 抗拉強(qiáng)度的三條曲線成有規(guī)律的排列，當(dāng)溫度相同時(shí),ah 70最高， ah 110最低.對(duì)破壞應(yīng)變指標(biāo)而言，高標(biāo)號(hào)的ah 110瀝青的最 大,ah 70最小，所以，如果從低溫抗裂性能考慮，易釆用高標(biāo)號(hào)瀝青. 2.3.4抗疲勞性能.試件尺寸:50ramx50mmx240ram;荷載波 形:半正矢波:加載頻率:10hz;試驗(yàn)溫度:15°c:加載方式:三分點(diǎn)加載，

13、 跨徑150mm.三種瀝青混合料的疲勞試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7.表7瀝青混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果ah 70ah 9oah 110 應(yīng)力比疲勞壽命n（次）疲勞壽命n（次）疲勞壽命n（次）0.112325877378960.28584557944120.33311214911440.4185411536590.5797561482 從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,ah 70瀝青的抗疲勞性能比另兩種瀝青有 明顯的提高.在相同的應(yīng)力比下,ah 70的疲勞壽命比ah 一 90提高 了 1.52.5倍，比ah 一 110提高了 23倍.因此，瀝青混合料采用低 標(biāo)號(hào)瀝青,無(wú)疑會(huì)延長(zhǎng)瀝青路面的壽命，減少路面的維修次數(shù),提高路 面的使用功

14、能.(1) 從研究結(jié)果可以看出，采用低標(biāo)號(hào)瀝青的瀝青混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性,也具有較好的抗疲勞性能.(2) 劈裂試驗(yàn)表明，高標(biāo)號(hào)瀝青的憑裂應(yīng)變大，低溫抗裂性較好.(3) 綜合考慮混合料的路用性能，高標(biāo)號(hào)瀝青混合料混合料的綜 合性能較好.3. 改性材料對(duì)瀝青混合料路用性能的影響3.1原材料.3.1.1基質(zhì)瀝青.基質(zhì)瀝青為新加坡殼牌ah 一 90石油瀝青，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表8各項(xiàng)指標(biāo)滿足”重交通道路石油瀝青技術(shù)要求二3.1.2瀝青改性材料.(1) 丁苯膠乳.丁苯膠乳改性劑是一種一 sbr橡膠為主劑，適當(dāng) 添加其他成分而制成的改性材料，干膠含量50%,膠乳為0.98.em, 對(duì)瀝青高,低溫性

15、能均有改善.(2) sbs改性劑.sbs是苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，是種熱塑性彈性體材料，主要改善瀝青的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)改善低溫抗裂性能.3.2礦料級(jí)配(表8).ac 一 16c的級(jí)配(表9).表8基質(zhì)瀝青質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果25°c針人10t延度.5°c延度,tf()t后 項(xiàng)目度,loog,5em/min5era/rain 軟化點(diǎn)(°c)閃點(diǎn)(qc)25°c針人 looc 延 5°c延 5s(0.1 mm)(cm)(cm)度比()度(in)度(n 1) 實(shí)測(cè)值 86> 10011.046.8>30077.9140.

16、5 要求值 80loo>lo04252>23050>表9基質(zhì)瀝青質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)下列篩孔(mm)的質(zhì)量百分率()礦料級(jí)配19116i13.219.514.75f2.361.1810.060.030.150.075ac 一 16c100190100170851546612030115241422112 181015714712 3.3混合料路用性能試驗(yàn)研究.3.3.1改性材料對(duì)混合料高溫穩(wěn)定性的影響.為便于比較，普通瀝青混合料混合料油石比為6.0%,sbr(uh),sbs改性的瀝青混合 料油石比為6.5%,不考慮改性材料劑量對(duì)油石比的影響，車轍試驗(yàn)依 據(jù)

17、瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行，不同劑量改性材料的車轍試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1o.表1o不同改性材料午轍試驗(yàn)結(jié)杲.次/mm改性劑量(%)023456uh500286o3940350o2740sbs5oo2170332090oo9o00試驗(yàn)結(jié)果表明:sbr(uh),sbs改性材料可顯著提高混合料的 高溫穩(wěn)定性，混合料的高溫穩(wěn)定性也有一定的改善作用.3.3.2改性材料對(duì)混合料低溫性能的影響.采用混合料低溫彎 曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂能力，試驗(yàn)按照(jtj0521993)公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的方法進(jìn)行，不同改性材 料混合料的低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11.試驗(yàn)結(jié)果表明:采用改性瀝青后，混合料低溫彎曲破

18、壞強(qiáng)度，破壞應(yīng)變均有顯著提高,uh優(yōu)于sbs.3.3.3分析.采用改性瀝青是提高瀝青路面使用性能的有效途 徑,可以使得混合料路面的優(yōu)良性能更加充分的發(fā)揮.但是，在具體選 擇改性材料時(shí)，要具體問(wèn)題具體分析，比如說(shuō),對(duì)于冬季寒冷，夏季炎熱 的地區(qū)，建議根據(jù)交通及施工設(shè)備狀況釆用對(duì)瀝青高，低溫性能均有顯 著改善作用的sbs改性瀝青，不宜采用pe,eva等只改善瀝青高溫穩(wěn) 定性的改性材料.4. 瀝青用量對(duì)瀝青混合料路用性能的影響瀝青用量在一定的范圍內(nèi)(5.5%7.5%),動(dòng)穩(wěn)定度對(duì)瀝青用量的變化不敏感，但釆用較大的瀝青用量，會(huì)減小路面構(gòu)造深度;另外，瀝 青用量過(guò)多時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致自由瀝青增加，削弱黏聚力c

19、值，從而減少了 混合料抗剪強(qiáng)度.這充分說(shuō)明，混合料路用性能與瀝青用量關(guān)系密切. 38buildingscientifictechnologyandmanagementseptember2011 國(guó)外瀝青用量一般為6.5%7.5%,國(guó)內(nèi)瀝青用量一般為4.5%6.5%.5. 粉膠e對(duì)混合料路用性能的影響隨著礦粉用量的增加(亦即粉膠比的增大)，混合料的空隙率減少，馬歇爾穩(wěn)定度以及動(dòng)穩(wěn)定度會(huì)不同程度的提高.粉膠比a小不足， 瀝青有富余，動(dòng)穩(wěn)定度不可能高表12為不同粉膠比混合料路用性能 的影響.，表11不同改性材料混合料低溫彎曲材料試驗(yàn)結(jié)果改性材料油石比()破壞強(qiáng)度(mpa)破壞應(yīng)變(10)破壞勁度(m

20、pa)時(shí)間備注 5.76.212.5172482.00.5無(wú)6.07782.890273010.66.o9.123.3742721.1o.7 車轍試驗(yàn)后4%uh6.58o2.9752711.30.65%sbs6.58o93.2412510.20.7表12粉膠比對(duì)混合料路用性能的影響馬歇爾試驗(yàn)粉膠比()動(dòng)穩(wěn)定度(次/nun)穩(wěn)定度(kn)流值(him)空隙率()1.02564.092.7310.51.511625.12.918.92.053957.502.714.2從表中我們可以看出，隨著粉膠比的增加，馬歇爾穩(wěn)定度稍有增加 而動(dòng)穩(wěn)定則顯著提高這說(shuō)明為了形成瀝青混合料結(jié)構(gòu)，粉膠比不能 太小,足夠數(shù)

21、量的礦粉是瀝青混合料的一個(gè)先決條件.6. 結(jié)論瀝青的選擇,包括瀝青種類和標(biāo)號(hào)的選擇在進(jìn)行瀝青混合料設(shè) 計(jì)屮，我們提倡依據(jù)不同條件選擇瀝青，應(yīng)綜合考慮混合料的路用性 能，在實(shí)際使用時(shí),選擇改性瀝青作為混合料的結(jié)合料能使混合料的 性能得到更充分的體現(xiàn)，實(shí)際上目前國(guó)內(nèi)外在設(shè)計(jì)瀝青混合料吋，很多 情況下選擇了改性瀝青，以提高其路用性能，減少公路的養(yǎng)護(hù)投入，延 長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命.參考文獻(xiàn)1jjtj0522000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程s.黃曉明等，瀝青路面設(shè)計(jì)理論與方法m.北京:人民交通出版社,2006 l3jjtgf 一 2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范s.人民交通出版社,2004.

22、文章編號(hào)10067619(2011)09 16895作者簡(jiǎn)介王永強(qiáng)(1963 )，男，大學(xué)本科，工程師，長(zhǎng)期從事公路養(yǎng) 護(hù)技術(shù)工作.(上接第35頁(yè))確,醒目.8.4設(shè)備在工作前，耍認(rèn)真檢査，保證設(shè)備性能良好，安全可靠，當(dāng)日工作結(jié)束后,及時(shí)檢查保養(yǎng).交接班時(shí),要相互仔細(xì)交接檢查，填 寫交接記錄.8.5冷再生機(jī)組在工作過(guò)程中,除機(jī)組人員外，其他人員不得靠 近，并設(shè)專人負(fù)責(zé)指揮協(xié)調(diào)施工機(jī)械密切配合作業(yè)，切勿相互碰撞.&6冷再生機(jī)在作業(yè)過(guò)程中,必須采取低速，均勻行走.液壓油的溫度不得超過(guò)規(guī)定的溫度.8.7嚴(yán)禁在設(shè)備剛停時(shí)就打開(kāi)散熱器蓋去檢查冷卻液，檢查時(shí)要 戴著帆布手套或用厚布蓋住冷卻器上蓋，

23、先慢慢旋松，等蒸汽由溢流管 釋放完畢后在打開(kāi)上蓋.8.8各種油品,易燃物品要妥善存放，并做好防火標(biāo)志.9. 環(huán)保措施9項(xiàng)目部成立環(huán)保專管機(jī)構(gòu).項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人，項(xiàng)目副經(jīng)理主管，環(huán)境保護(hù)專管機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施，專門負(fù)責(zé)施工期間環(huán)境保 護(hù)的管理工作和有關(guān)壞境保護(hù)工作的聯(lián)絡(luò)，組織和落實(shí)，并協(xié)助業(yè)主， 監(jiān)理，環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)開(kāi)展13常工作.9.2組織職工學(xué)習(xí)環(huán)保知識(shí)，加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，使大家認(rèn)識(shí)到環(huán)境 保護(hù)的重要性和必要性.9.3采取措施保護(hù)大氣環(huán)境和實(shí)施文明施工，減少施工噪聲對(duì)周 圍壞境的影響.夜間施工必須報(bào)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)行政主管部門批準(zhǔn).9.4施工現(xiàn)場(chǎng)所修筑的便道應(yīng)采取限速，泗水除塵等措施.控制 粉塵傳播.9.5施工所用砂石材料在堆放和運(yùn)輸過(guò)程中要用鋪蓋，水泥應(yīng)采 用袋裝運(yùn)輸，并將堆放地點(diǎn)選在遠(yuǎn)離學(xué)校,居民區(qū)和企事業(yè)單位