冷補(bǔ)瀝青混合料性能分析與評價(jià)研究

榮軍

（泰安市公路事業(yè)發(fā)展中心第一工程部，山東 泰安271000）

0 引言

坑槽是瀝青路面的常見病害，如果不及時(shí)修補(bǔ)會給道路造成嚴(yán)重的安全隱患。冷補(bǔ)瀝青混合料是處理坑槽病害的有效方式。本次分別采用自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料A、B、C 和某國產(chǎn)D 及進(jìn)口E開展冷補(bǔ)瀝青混合料的抗車轍性能、 力學(xué)性能和低溫工作度性能試驗(yàn)評價(jià)。

1 試驗(yàn)方法及評價(jià)

1.1 車轍試驗(yàn)方法及評價(jià)

車轍試驗(yàn)用于模擬評價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能。

（1）根據(jù)冷補(bǔ)瀝青混合料強(qiáng)度逐漸上升的特點(diǎn)，采用冷補(bǔ)瀝青混合料車轍試件分階段成型的方式進(jìn)行， 以此來模擬冷補(bǔ)瀝青混合料在路面上逐漸被車輛壓密的過程。

（2）冷補(bǔ)瀝青混合料的強(qiáng)度主要是靠其組成成分中稀釋劑的揮發(fā)而逐漸上升的，而外界環(huán)境對冷補(bǔ)瀝青混合料稀釋劑的揮發(fā)速度影響很大，因此本實(shí)驗(yàn)?zāi)M工程現(xiàn)場實(shí)際情況， 采用將成型好的冷補(bǔ)瀝青混合料車轍試件放置于室外通風(fēng)處的自然條件下方式進(jìn)行養(yǎng)生。

（3）冷補(bǔ)瀝青混合料通常在冬季或雨季使用，使用溫度較熱拌瀝青混合料低，通常為-30～40 ℃，熱拌瀝青混合料車轍試驗(yàn)的60 ℃不適用于冷補(bǔ)瀝青混合料，綜合考慮本次車轍試驗(yàn)溫度采用40 ℃。

具體試驗(yàn)方法： 將拌合好的冷補(bǔ)瀝青混合料按照要求倒入試模中，在常溫條件下（25 ℃）在輪碾上往返4 次，然后將試件置于室外通風(fēng)處自然養(yǎng)生3 d，然后將車轍板試件置于110 ℃烘箱中6 h，而后在輪碾儀上往返8 次， 再將碾壓后的試件置于室外通風(fēng)處養(yǎng)生7 d，測定其穩(wěn)定度，試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 冷補(bǔ)瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

從表1 可知， 自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料A、B、C 的抗車轍性能優(yōu)于某國產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D以及進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的抗車轍性能。

1.2 單軸靜載蠕變試驗(yàn)方法及評價(jià)

根據(jù)冷補(bǔ)瀝青混合料的特點(diǎn)， 單軸靜載蠕變試驗(yàn)溫度采用40 ℃， 按照表2 的試驗(yàn)方案分別進(jìn)行自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料A、B、C 和某國產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 及進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的單軸蠕變試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表2 單軸靜載蠕變試驗(yàn)方案

表3 單軸靜載蠕變試驗(yàn)結(jié)果

從表3 可以得出，自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料40 ℃的蠕變速率均低于某國產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的蠕變速率， 粘滯勁度模量均大于某國產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的粘滯勁度模量。

綜合車轍試驗(yàn)和單軸蠕變試驗(yàn)結(jié)果可得， 自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料的抗高溫性能均優(yōu)于某國產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的抗高溫性能。

1.3 劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法及評價(jià)

劈裂試驗(yàn)是用于測定瀝青混合料在規(guī)定溫度和加載速率時(shí)劈裂破壞或處于彈性階段的力學(xué)性質(zhì)，亦可供瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)及評價(jià)瀝青混合料低溫抗裂性能時(shí)使用。

將拌制好且放置兩周時(shí)間的冷補(bǔ)瀝青混合料，通過雙面各擊實(shí)75 次成型試件，將試件置于25 ℃室溫中放置6 h。按照規(guī)范中瀝青混合料劈裂試驗(yàn)（T 0716—2011）的方法與步驟進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

表4 劈裂試驗(yàn)結(jié)果

由表4 可知，自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料的劈拉強(qiáng)度較某國產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的劈拉強(qiáng)度高，破壞拉伸應(yīng)變較低。

1.4 抗壓回彈模量試驗(yàn)方法及評價(jià)

抗壓回彈模量也作為瀝青混合料設(shè)計(jì)的重要參數(shù)， 靜態(tài)模量通常采用單軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行測定，單軸壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度一般為15 ℃和20 ℃，加載速率為2 mm/min， 對瀝青混合料試件進(jìn)行一次加載至破壞時(shí)的最大應(yīng)力即為抗壓強(qiáng)度。采用冷補(bǔ)瀝青混合料試件是在最佳瀝青用量條件下采用靜壓成型尺寸100 mm×100 mm 的圓柱體試件，按照規(guī)范[4]中的試驗(yàn)方法分別測定15 ℃和20 ℃時(shí)的抗壓回彈模量，試驗(yàn)方案如表5 所示，試驗(yàn)結(jié)果如表6 所示。

由表6 可知，自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料15 ℃和20 ℃的抗壓強(qiáng)度均高于某國產(chǎn)冷補(bǔ)瀝青混合料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)瀝青混合料E 的抗壓強(qiáng)度，15 ℃和20 ℃的抗壓回彈模量均高于某國產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的抗壓回彈模量； 同種冷補(bǔ)瀝青混合料條件下，抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量均隨著溫度的升高而降低。

1.5 低溫工作度試驗(yàn)方法及評價(jià)

生產(chǎn)好的冷補(bǔ)瀝青混合料需要將其用塑料袋密封保存，使用時(shí)打開包裝使用，因此為保持材料具有良好的使用性能需保持正常的松散狀態(tài)，為模擬冷補(bǔ)瀝青混合料的實(shí)際工作情況，將制作好的冷補(bǔ)瀝青混合料用塑料袋密封好，放進(jìn)-10 ℃的冰箱中24 h，然后用鐵鏟拌合[5]，參照表7 的標(biāo)準(zhǔn)對冷補(bǔ)瀝青混合料的工作度進(jìn)行評定，試驗(yàn)結(jié)果如表8 所示。

表5 抗壓回彈模量試驗(yàn)方案

表6 單軸壓縮抗壓回彈模量試驗(yàn)結(jié)果

表7 冷補(bǔ)瀝青混合料低溫工作度判定參考標(biāo)準(zhǔn)

表8 冷補(bǔ)瀝青混合料低溫工作度試驗(yàn)結(jié)果

表9 冷補(bǔ)瀝青混合料性能技術(shù)要求

從表8 可以看出， 冷補(bǔ)瀝青混合料的低溫工作度較好，均達(dá)到4 級，有良好的低溫工作性能。

2 冷補(bǔ)瀝青混合料性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)大量的冷補(bǔ)瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合冷補(bǔ)瀝青混合料的實(shí)際情況，提出冷補(bǔ)瀝青混合料的性能技術(shù)要求，如表9 所示。

3 結(jié)論

（1）結(jié)合冷補(bǔ)瀝青混合料的使用條件，提出采用40 ℃的車轍試驗(yàn)評價(jià)冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，車轍試驗(yàn)結(jié)果表明，自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料的抗車轍性能優(yōu)于某國產(chǎn)冷補(bǔ)料D 和進(jìn)口冷補(bǔ)料E 的抗車轍性能。

（2）通過單軸靜載蠕變試驗(yàn)對冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫性能進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，結(jié)果表明，自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料具有優(yōu)良的耐高溫性能。

（3）對冷補(bǔ)瀝青混合料進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和抗壓回彈模量試驗(yàn)，為冷補(bǔ)瀝青混合料設(shè)計(jì)參數(shù)的選取提供原始數(shù)據(jù)。

（4） 采用-10 ℃的低溫工作度試驗(yàn)驗(yàn)證冷補(bǔ)瀝青混合料在低溫條件下的工作性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，自主研發(fā)的冷補(bǔ)瀝青混合料在-10 ℃條件下具有良好的低溫工作性能。

（5）通過大量試驗(yàn)提出冷補(bǔ)瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)及要求。