OGFC沥青混合料级配对路用性能的影响

OGFC沥青混合料级配对路用性能的影响 OGFC沥青混合料级配对路用性能的影响 OGFC沥青混合料级配对路用性能的影响 王琛,陈亚杰 (1.陕西省高速公路建设集团公司,陕西西安710061;2.长安大学,陕西西安710064) 摘要:通过谢伦堡析漏试验和肯特堡飞散试验确定各个级配最佳沥青用量,然后对各个级配的路用性能进行试验. 进而 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 空隙率与路用性能之间的关系.结果表明,随着空隙率的变化,尽管各路用性能的变化趋势不同,但是空隙 率与各路用性能之间均有良好的相关关系,所以通过空隙率来选择级配是合理的. 关键词:开级配;沥青混合料;空隙率;路用性能 中图分类号:U414文献标识码:B 开级配抗滑磨耗层(OpenGradedFriction Course,OGFC)具有优良的抗滑性能,且能防止车 辆在雨天行驶时产生溅水和水雾.由于这些良好的的 性能可以大大提高行车安全,所以其在许多国家已经 得到广泛应用.与国外的大面积推广应用不同,我国 在该方面的研究上还处于起步阶段.所以对其进行相 关深入研究具有重要意义. 本文从研究该类沥青混合料的路性能出发,选择 4种空隙率不同的矿料级配,分别通过谢伦堡析漏试 验和肯特堡飞散试验确定最佳沥青用量.进而系统地 研究分析不同空隙率该类沥青混合料的马歇尔稳定 度,高温抗车辙能力,水稳定性以及该类沥青混料的 抗滑性与透水性. 1原材料技术性质 碎石选用的是西安临潼龙凤石料场生产的角闪片 麻岩,按照《公路 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 集料试验规程》(JTJ058— 2000)中集料密度试验方法进行试验,其技术指标见 表1. 表1碎石技术指标 石料压碎洛杉矶磨针片状软石头吸水表观密度 名称值/%耗值/%含量/%含量/%率/%>95mm<95mm 片麻岩131451.00.832.7212.870 填料为泾阳口镇矿粉厂生产的石灰岩矿粉和消石 灰,表观相对密度是2.750,亲水系数是0.75. 通常要求OGFC中的沥青应具有高的粘附性,抗 剥落性,抗飞散性以及良好的裹附能力.本试验中的 高粘度改性沥青以壳牌一90号为基质沥青,添加 12%改性剂TPS得到.其性能测试结果如表2. 作者简介:王琛(1965一),男,陕西绥德人,正高级工程师. 表2高粘改性沥青技术性质试验结果 2矿料级配设计及油石比的确定 本文选择了18%,20%,23%,25%等4个不同 空隙率的级配,研究其空隙率与路用性能的相关关 系.选择的级配如表3. 表3OGFC矿料级配 级配通过下列筛孔(ram)的质量百分率 类型1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075 I10095.47518.817.414.39.46.25.24.6 ?100947316.815.3138.55.95.14.6 ?100936816.11210.47.55.754.6 IV100926315.810.68.77.86.75.84.5 每个级配的初始沥青用量按沥青膜厚度为141~m 计算得到,然后通过谢伦堡析漏试验和肯特堡飞散试 验确定最佳沥青用量. 按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(TJ 052—2000)成型马歇尔试件,通过体积法测定各个 级配的空隙率,结果如表4.由表中数据可以看出随 着空隙率逐渐增大,最佳沥青用量在减小. 表4各级配的最佳沥青用量及空隙率 3路用性能与混合料空隙率的关系 3.1空隙率对稳定度的影响 按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(TJ 2011年lO期(总第82期)5 052—2000)方法成型马歇尔试件, 定度试验,其试验结果见表5. 并进行马歇尔稳3.3空隙率对高温稳定性的影响 表5空隙率与稳定度关系 重 图1空隙率与稳定度关系曲线 由图1可以看出,随着空隙率的增大,沥青混合 料的稳定度急剧下降.这时由于随着空隙率增大,填 充粗集料空隙的细集料和胶浆越来越少,不能形成连 续结构,导致混合料强度的降低.当空隙率在18% 一 25%的时候,混合料的稳定度都可以满足 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 大于 3.5kN的要求,但是如果空隙率继续增大,稳定度将 不再满足规范的要求. 3.2空隙率对水稳定性的影响 把成型的马歇尔试件在60?恒温水槽中保温 48h,然后进行浸水马歇尔稳定度试验,其试验结果 见表6. 表6空隙率与残留稳定性关系 图2空隙率与残留稳定度关系曲线 实验结果表明空隙率与残留稳定度的关系呈下开 口抛物线的关系(见图2),存在峰值,这与经验里 面残留稳定度随着空隙率增大而减少的结论不一致. 导致这种原因的出现是由于随着空隙率的增大,稳定 度逐渐降低有关.这从一定程度上反映了浸水马歇尔 稳定度的方法可能不适用于大空隙沥青混合料水稳定 性的 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 . 62011年1O期(总第82期) 按《公路工程沥青及沥青?昆合料试验规程》(rrJ 052—2000)成型车辙板,进而测定其动稳定度,其 结果见表7. 表7空隙率与动稳定度关系 妄 甚 \ 000 5O0 000 500 000 500 000 5OO 000 图3空隙率与动稳定度关系曲线 从图3中的变化趋势中得到,动稳定度对空隙率呈下 开口抛物线关系,具有最大值,当空隙率在19%一 21%时,混合料动稳定度最大,抗车辙性能最好.这 是因为:当空隙率较低时,混合料中含有较多的细集 料,在高温荷载作用下,混合料中细集料跟沥青的混 合体是软弱层,形成失稳型车辙;当昆合料空隙率过 大时,混合料容易在车轮磨耗作用下发生损失而形成 磨耗型车辙. 3.4空隙率对抗滑构造深度的影响 在成型的车辙板上,通过人工铺砂法测量其构造 深度,其测试结果见表8. 表8空隙率与构造深度关系 量 2 .95 1.9 .85 1.8 .75 17 .65 图4空隙率与构造深度关系曲线 根据测试结果可知,在级配范围内的OGFC一13 混合料的构造深度最小值为1.68,说明OGFC混合料 具有优良的抗滑性能.OGFC混合料的构造深度受空 隙率的影响很大,构造深度与空隙率基本呈线性变化 (见图4).随着空隙率的增大,构造深度不断提高, 意味着路面的防滑效果也不断增强.为使OGFC一13 混合料路面由良好的防滑效果,建议构造深度控制在 1.7mm以上,相应空隙率在18%以上. 3.5空隙率与渗水系数的关系 本试验按《公路工程沥青及沥青混合料试验规 程》(TJ052—2000)的方法在车辙板上进行渗水 试验. 表9空隙率与渗水系数关系 3.7 3.6 壹3.5 3.4 斡3.1 图5空隙率与渗水系数关系曲线 结果表明,随着空隙率的增大,渗水系数直线上 升.《公路沥青路面施工 技术规范 歌舞娱乐场所消防安全技术规范高危儿管理技术规范特种设备安全技术规范低压电线电缆技术规范低压电缆技术规范书 》规定OGFC的空 隙率范围为18%,25%,所以对应的渗水系数应在 1840,2150mL/rain. 4结论 通过试验和分析,得到以下几个结论: (1)随着空隙率增大,混合料的稳定度直线下 降,也就是强度在下降.为保证混合料的稳定度大于 5kN,混合料的空隙率应小于24%. (2)随着空隙率增大,混合料的残留稳定度及 动稳定度与空隙率的关系呈下开口抛物线关系.一方 面说明OGFC一13的空隙率在19%一21%时动稳定度 最好,另一方面反映了由于大空隙沥青混合料的稳定 度比较低,浸水马歇尔的残留稳定度不能很好反应其 水稳定性. (3)随着空隙率增大,混合料的构造深度和渗 水系数直线上升,说明空隙率越大路面的排水和抗滑 性能越好. (4)所有的路用性能都和空隙率有良好的相关 关系,所以通过选择期望的空隙率来选择级配是合 理的 参考文献: [1]Open,gradedFrictionCourses:AViewfromtheWetCoast Roads&Bridges,September1996. GeorgiaDepartmentofTransportation'SProgressinOpen—Graded FrictionCourseDevelopment,TransportationResearchRecord1616. 李闯民.开级配沥青磨耗层(OGFC)的研究.公路,2002,3(3):70 — 75. 张宜洛,郝培文,许永明.透水性沥青混合料路用性能研究.西安 公路交通大学,1999(7):l4一】7. 王知乐.排水性沥青路面的研究.泰州职业技术学院,2007,7 (3):27—3O. JTGF40—2004,公路沥青路面施工技术规范. 黄晓明.沥青与沥青昆合料.东南大学交通学院,1998. 2011年1O期(总第82期)7 1j1J1j