SMA混合料抗车辙性能的优化研究.pdf

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1、２０１５年第１７期（总第１７０期）江西建材交通工程ＳＭＡ混合料抗车辙性能的优化研究■李明，李惠，王彦伟，仉明坤■山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛２６６５９０摘要：为解决ＳＭＡ路面存在的车辙问题，本文从分析矿料性质及级配、油石比各筛孔的通过率（'）和混合料中的纤维含量及纤维的种类３个因素影响下对ＳＭＡ抗车辙性１６９８５９８３能进行实验研究，在研究中主要分析不同影响条件对ＳＭＡ的相对变形量和动态分析２个方面的影响。结果表明：３种影响因素对ＳＭＡ路面的１３２８３８８１７车辙性能影响较大，选择合理的矿料性质及级配、油石比和混合料中的９５６２２５７纤维含量及纤维的

2、种类可以减少ＳＭＡ路面的车辙。可以为今后的研究４７５３０２２１提供相应的借鉴。２３６２１４１４９关键词：ＳＭＡ车辙混合料车辙试验１１８１６５１３６ＳＭＡ是由沥青结合料、大量填料（矿粉）、少量细集料和纤维稳定０６１５１２９剂组成的由沥青玛蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架的间隙，组成一０３１３３１２１体的沥青混合料。它是一种骨架密实型间断级配沥青混合料，有着良０１５１２５１１７好的性能。ＳＭＡ路面以其优良的高温性能、抗滑性能、耐久性能被广泛应用。ＳＭＡ路面性能改善但是许多病害还是无法根除，车辙问题就００７５１０９１０６是其中的一种。通常情况下车

3、辙问题的研究通过路面结构和路面材料表２ＳＭＡ１６Ⅰ、ＳＭＡ１６Ⅱ动稳定度实验结果组成进行，本文通过ＳＭＡ混合料的组成对其抗车辙性能进行研究。混合料类型ＳＭＡ１６ⅠＳＭＡ１６Ⅱ１ＳＭＡ路面车辙的形成及危害车辙是在行车荷载的反复作用下，轮迹处比旁边有明显的凹陷或动稳定度（次／ｍｍ）３６００４２００者沥青面层的压缩变形的现象，公路的车辙主要有三类：压密型车辙、由表２可以看出４７５ｍｍ粒径通过率小的ＳＭＡ１６Ⅱ混合料抗车辙磨耗型车辙、失稳型车辙。车辙对行车安全有着重大影响，雨天会导致能力明显大于４７５ｍｍ粒径通过率大的ＳＭＡ１６Ⅰ混合料抗车辙能力，路面排水不良从而降低其抗滑能力，

4、甚至会导致行车时的漂滑现象，冬即粗集料含量大一些的混合料抗车辙能力强，所以在混合料级配设计季可能会因路面积水而结冰。此外，车辙还会导致路面平整度下降，并时适当增加粗集料含量有助于提高混合料的抗车辙能力。且在辙槽处由于沥青面层减薄，削弱了面层及路面结构的整体强度，从３．２油石比而导致其他病害的发生。因此，车辙严重影响沥青路面的服务质量和油石比是沥青混合料中沥青与矿料质量比的百分数，它是沥青用使用寿命。量的指标之一，它的用量高低直接影响路面质量。本文选定ＳＭＡ矿料２稳定度作为评价指标级配如表３，通过车辙试验测得在３‰纤维含量、不同油石比下混合料沥青混合料的抗车辙性能评价指标多以永

5、久变形实验为主，一般的动稳定度，结果如表４。分为三类：以室内车辙实验为代表的性能相关模拟实验、模拟真实路面表３选定ＳＭＡ材料的级配结构行为的现场足尺寸实验和以静态和动态蠕变为代表的基于力学原筛孔／ｍｍ１６０１３２９５４７５２３６０６０３００７５理的试验方法。我国现在评价抗车辙性能多以车辙试验为主，下面简单介绍车辙试验：车辙试件采用轮碾法成型，尺寸３０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｃｍ，通过率／(１００９６５０３０２４１６１４１０５车轮接触压力为０７Ｍｐａ，行走距离２３ｃｍ，速度为４２次／ｍｉｎ，试验温度表４３‰纤维含量不同油石比下的动稳定度６０℃。由传感和记录装置得到

6、时间—变形曲线，分别在曲线上取４５ｍｉｎ和６０ｍｉｎ时的变形Ｄ４５和Ｄ６０，按下式计算动稳定度：油石比／'５０５５６０６５７０４２（ｔ１－ｔ２）ＤＳ（次／ｍｍ）２９１２２７５１２２８４２１４３２０４９ＤＳ＝（Ｄ４５－Ｄ６０通过试验测得在３％纤维含量油石比在５０％－６５％之间时混合式中：ＤＳ———动稳定度（次／ｍｉｎ）；料抗车辙能力随油石比增大而增大，当油石比达到７％时混合料抗车（Ｄ４５－Ｄ６０）———（ｔ１－ｔ２）时间内板的车辙（ｍｍ）。辙能力降低。所以，适当增加ＳＭＡ混合料油石比有助于提高其抗车辙３ＳＭＡ混合料影响动稳定的指标能力。３．１矿料性质及级配３．３混

7、合料中的纤维含量及纤维的种类选用坚硬、表面粗糙、形状接近立方体、棱角性好的粗、细集料对提纤维作为一种高温、耐久质轻的增强材料，能极大增强路面的力学高混合料性能有较大作用。ＳＭＡ矿料属间断级配，主要靠粗集料之间性能和使用寿命，纤维通常分为硬纤维和软纤维两类。硬纤维通常是石—石接触和紧密嵌接而形成骨架结构，粗集料含量较多。其中指经过拉、拔、轧、切工艺制作的钢纤维，软纤维是由合成纤维制成的，４７５ｍｍ以上粗集料的比例在７０％以上，从抗车辙角度考虑粗级配沥目前路用纤维主要集中在木质纤维、聚合物纤维和矿物纤维三