沥青路面检测中的沥青混合料性能分析

沥青路面检测中的沥青混合料性能分析

尹俊颖

(江苏方正工程检测有限公司 江苏 223001)

摘要：随着建筑行业的进步，人们越来越关注材料的选择。为优选沥青路面相变储能材料，采用差示扫描量热试验、热重分析试验和傅里叶红外光谱试验，测定多种相变储能材料的热性能参数、热稳定性、化学稳定性和化学兼容性，分析其应用于沥青路面的可行性。结果表明:脂肪酸、多元醇和脂肪醇在200℃时热稳定性较差，PEG(聚乙二醇)在200℃时基本无质量损失;PEG2000和SBS改性沥青混合后未发生化学反应，且高温下化学性质稳定。因此，结晶水合盐、石蜡、脂肪酸、硬脂酸和脂肪醇等相变储能材料不适用于沥青路面，而PEG可用于沥青路面。

关键词：沥青路面检测；沥青混合料；性能分析

引言

沥青混合料质量是影响路桥路面施工综合性能的重要因素，只有在施工中严格按照设计标准完成试验检测工作，才能保证路桥工程建设效果。为了有效提升沥青混合料品质，应综合考量运输距离、沥青混合料铺设速度等多方影响因素，并对沥青混合料试验检测工序实施严格管控。

1路桥工程常用沥青混合料分类

根据沥青混合料中集料的最大颗粒直径不同，可将其划分为特粗式沥青混合料、粗粒式沥青混合料、中粒式沥青混合料、细粒式沥青混合料及砂粒式沥青混合料。根据沥青构成材质的不同，可将其划分为煤沥青混合料和石油沥青混合料。根据沥青混合料矿质级配的方式，可将其划分为间歇式级配沥青料和连续级配沥青料。间歇式沥青料是在连续式级配矿料的基础上，进行混合石料级配制作，其过程并未真正意义实现粒径的连续级配，而是呈现间断的粒径情况。连续级配沥青料的原理是通过有规律的级配规则实现混合石料级配制作。根据沥青的施工温度不同，可将其划分为常温搅拌沥青混合料和热拌混合沥青混合料。常温搅拌沥青混合料是常温环境下矿物质材料同沥青稀释剂或乳化沥青混合形成的混合料；热拌混合沥青混合料是矿物质料同沥青的热混合铺设形成的混合料。

2沥青路面检测中的沥青混合料性能分析

2.1沥青附着力检测法

沥青混合料水稳性能通常指其抵御沥青膜及颗粒剥离脱落、松散的性能。利用压实法制作沥青试块骨料，采用附着力检测法验证粗骨料与沥青的附着力参数，进行沥青路桥表面水稳性检测。沥青附着力检测法可按如下步骤完成：选取试验骨料200克，控制选取骨料的粒径在9~13mm范围，用水清洗后利用烤箱烘干，烤箱设置温度控制在105℃上下。实施称样时，应将试样放入事先选取的大小合适的烧杯完成加热操作，直至温度达到试验设计要求。取出烘干加热后的骨料试块置于试验玻璃板上，将其与事先预备好的沥青混合，使沥青覆盖没过骨料，放于常温环境下冷却，时长约为1h。将盛有试块的玻璃板放于恒定水温度为80℃的水槽里，约30min处理后，可分离操作试块中的骨料与沥青材料。小心将带试块的玻璃板从恒温水槽中取出，放置于冷水中，以观测试块骨料沥青薄膜的掉落情况，并记录数据。注意操作时应控制力度，并保证不少于两个实验小组完成。通过数据验证沥青稳定性、孔隙率等参数是否满足设计标准，如果稳定性不符合标准，应重点考虑分极差的沥青混合料质量是否达标，以及是否由于矿物材料的强度不符合要求，造成矿物材料同沥青混合效果不好。查明原因后，采取必要措施，使沥青混合料满足设计稳定性需求。

2.2室内试验检测

从拌和站拌制的沥青混合料中取样，室内成型马歇尔试件、浸水马歇尔试件、10cm厚度车辙板试件等，测试有关马歇尔试件的马歇尔体积及力学指标、残留稳定度及动稳定度指标等，结果如表1所示。

表1室内试验检测结果汇总

由上述有关数据可以看出，温拌沥青混合料和普通沥青混合料的稳定度基本接近。但和普通沥青混合料相比，添加温拌剂的沥青混合料矿料间隙率更低、沥青饱和度更高，说明添加温拌剂可提升混合料的压实性能与沥青裹覆效果。添加温拌剂的沥青混合料残留稳定度较大，说明添加温拌剂可提高沥青与石灰岩集料的水稳性。通过成型车辙板试件并测试有关数据可以看出，温拌沥青混合料和普通沥青混合料的动稳定度指标基本一致，说明温拌剂的加入基本不会降低沥青混合料的耐高温性能。添加温拌剂所铺筑的ATB-30和AC-20沥青混合料，残留稳定度满足≥85%的规范要求，高温稳定性也分别满足≥1500次/mm和≥2400次/mm的规范要求。

2.3热稳定性分析

相变储能材料热重曲线如图1所示。由图1可知，52#石蜡和58#石蜡在150℃条件下开始失重，但失重程度不明显;在200℃时，52#石蜡和58#石蜡的失重率分别为2.37%和2.85%。月桂酸和硬脂酸在160℃左右开始失重，但失重程度不明显;在200℃时，月桂酸的失重率高达33.76%，硬脂酸失重率仅为4.27%。十四醇在170℃左右开始失重;在200℃时，十四醇的失重率达6.66%。新戊二醇在100℃开始失重;在200℃时，新戊二醇的失重率为99.9%。PEG2000和PEG4000在80℃开始失重，但质量损失较小，并且随着温度升高，失重率增速变缓;在200℃时，PEG2000和PEG4000的失重率分别为2.92%和1.53%。由此可知，脂肪酸、多元醇和脂肪醇均不能承受200℃的高温，石蜡和PEG能够承受200℃的高温而不分解。综上所述，相变储能材料在200℃条件下的失重率排序为:新戊二醇＞月桂酸＞十四醇＞硬脂酸＞PEG2000＞58#石蜡＞52#石蜡＞PEG4000。新戊二醇、月桂酸、十四醇、硬脂酸在200℃时会分解，石蜡会影响沥青路面的路用性能。因此，沥青路面相变储能材料建议选择能够承受200℃高温而不分解的PEG。

图1相变储能材料热重曲线

2.4沥青混合料热料仓供料比参数试验检测

在完成对沥青混合料加热温度、拌和时间加以试验确定后，可直接进行供热料试验检测。利用连续拌和设备完成拌和，利用平稳流量和直达材料供应的方法拌和混合料。对沥青混合料要求高场所如高速公路等，可采用间歇式拌和方法完成拌合，并控制相应进料用量和拌和时间。利用烘干筒进行冷料烘干后，应进行分规格操作，将混合料归至相应规格的热料仓。避免选择较短的筛子，以免造成集料筛选不彻底。值得注意的是，虽然将集料放入热料仓，但仍旧存在不能参照筛号确定级别的问题。后续再进行取样试验，以此设计出符合要求的供料比。

结语

沥青材料是工程最常用的施工建材，将其应用到道路工程建设中，不仅可有效提升路面性能，对提升车辆通过性和滤振效果也非常显著。沥青混合料质量是影响路面施工综合性能的重要因素，只有在施工中严格按照设计标准完成试验检测工作，才能保证工程建设效果。本文首先介绍工程常用沥青混合料分类，在对沥青混合料实验检测方法分析基础上，对路桥实际施工中沥青混合料试验检测方式进行研究，旨在为相关工程沥青混合料试验检测提供借鉴。

参考文献

[1]向晓东,周溪滢,李灿华,等.钢渣OGFC-13型排水沥青混合料的配合比设计及性能研究［J］.武汉科技大学学报,2013,36（06）:424-427.

[2]中华人共和国交通部.公路沥青路面施工技术规范:JTGF40-2004［S］.北京:人民交通出版社,2004.

[3]成美婷.浅析应用检测技术改善路桥沥青路面面层施工质量[J].建筑工程技术与设计,2017(7):360-361.

[4]徐昳鸣.路桥工程中沥青混合料的试验检测探究[J].建材与装饰,2019(16):60-61.