沥青混合料水稳性试验方法

沥青混合料水稳性试验方法摘要:采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂及APA浸水车辙试验方法，比较了不 同级配对沥青混合料水稳性能的影响，并对3种试验方法进行了分析，并对三种 试验方法进行了比较。结果表明，APA浸水车辙实验能够很好地反映出真实路面 中水损害情况，用APA浸水车辙试验来评价。关键词:沥青混合料；浸水马歇尔试验；冻融劈裂试验；APA浸水车辙试验1引言水稳性是指水对沥青和石材形成粘结层的影响程度。因为水分使沥青与石料 的粘附能力下降，导致沥青剥离，使混合料耐久性下降，失去强度，所以有必要 对沥青混合料进行水稳性研究。混料水稳性能试验主要有：松散料试验、压实型 试验。本论文使用的是第二个试验。为方便与APA浸水车辙试验对比，首先对沥 青混合料进行常规水稳性试验，主要采用试验规程建议，并结合目前研究较多的 是浸水马歇尔法和冻融劈裂法。2沥青混合料水稳性试验方法2.1沥青混合料常规水稳性试验为方便与APA浸水车辙试验对比以及现行水稳性试验方法的对比，对沥青混 合料进行了常规水稳性测试，即：马歇尔浸水试验、冻融劈裂试验两种方法.试 验时米用改进AKT3、AK-13G、SACT3三种沥青混合料，分别米用北京路翔和重 庆美仑2种改性沥青，使沥青都能满足PG70-16等级的要求，粗细集料均采用玄 武岩。矿粉最大粒径小于0.15 mm.混合料的级配要求及合成级配见表1.浸水马 歇尔试验和冻融劈裂试验结果如表2所示（路、美分别表示采用路翔、美仑改性 沥青,下同）.表1 级配要求及合成级配表amin1卜上4l T1I, lAU J熱14a. nlaiE：®l<ai i1M.CImi.n20 nR.01IZflRQri A.rmLULU业。日LCl».aJS.DIO.Q7.D10Z ii3 $U.Sit. 114. 1i"4. fti. ftPUI.UlUt.QM.Q握曾1*0lidII HioZ l：M；卜限IriMLDMLDT4.DM.a29.*iT.O3.0-W.KH.U34. 1IL 4iJ.lbK.4-5.Q-4.1上眼KU.UW.QW.U>.QJJ.«3-1 l.l30.11IEIQ1310IQ.Q13rreHUI.D9.Ci*5.0w.a2j申in. 012. QIGOZA出Uli IIM 1Jll. IIHi11 Hid i.4衬t.4表2浸水马歇尔试验（双面击实75次）和冻融劈裂试验结果（双面击实50次）方36料类型12定度作比TSft/%Ict AK-门路K9.5H4r 22AK- 13B-7.4BXB54K- 1% 帝ST. 4蘭.44-K- 1阳英85.787. 255 AC- 13Bft79.380. 16SAC- 13 英76.7由表2可知，在SHRP中，不同沥青混合料浸水马歇尔残存稳定度达到了 75% 以上，而冻融劈裂强度比也达到了 SHRP推荐的70%以上，但是这两个试验结果之 间有很小的差距.另外，2个试验方法的水稳性评价结果并不一致，并且很难比较 3个级、2个沥青水稳性能的差异，说明浸水马歇尔试验评价方法存在不足，不 能准确地评价沥青混合料的水稳定性.2.2 APA浸水车辙试验APA浸水车辙试验，根据实际情况，主要考察油石与不同混合料、不同石比 对APA浸水车辙试验结果的影响。利用Superpave旋转压实技术，对试件进行了 加工，根据所要求的油石比值计算混合料量。测试载荷为美国ASTM推荐的45 kg, 换算轮压力为0.69 MPa，接近我国标准中标车的轮压力。相同试件成型后，在常 温下保持至少4h（25°C）,并在APA环境温度下恒温浸水6 h后进行测试，不同油 石比下的浸水车辙试验结果见表3。表3浸水车辙试验结果（空隙率为6%8%）沥青淀合料干同油仃比卩G下运fj-aowBk的 最尢车嶽变刑畑血4 m 4. J 4.5 J. 6 4 B 5 15. 35. 6AC - 1S 洞搭 I I jill.8l '2. fW2. 17.応-皿调整2M.； - 2W调幣-.?L注汇沪表示在曲佳油苕比时运仃月000 &的处大年撤变形从表3中可以看出，在中空孔隙率水平和其它试验条件相同时，8000个试件 中油石比值随油石比的增大而减小，主要是由于油膜增厚，较易发生变形。对于 同一材料，相同孔隙率、相同试样、浸水车辙等情况，应以混合料内孔隙度、沥 青膜厚度等因素为基础，确定其差别应归因于混合料内部孔隙性、沥青层厚度等 因素。从浸水车辙8 000次的最终变形的大小来看(图1),按变形值从小到大的顺序 排序为:AC-13I调整12.3冻融劈裂试验按公路沥青路面设计规范(JTJ 014-97)的规定，参照美国SHRP研究计划 的成果，对各方案中的沥青混合料进行了水稳性评价，试验结果表明，用不同等 级的沥青混合料配制的沥青混合料在最优油石比的基础上，用冻融劈裂试验检验 沥青混合料的水稳定性，并用冻融劈裂试验检验沥青混合料的水稳定性。表 4冻融劈裂试验结果沥青渦合料类型空顒率/%拣融罐裂强_度比F%AC - 131 调整 17.09X46AC - 131 调整 26.190. 2J心眉调整9.7AC - 207.791.95AC -257.0a9. os由表4可知,5种沥青混合料的冻融劈裂强度比均满足美国SHRP研究计划建议的大于70%的要求，其大小排序为AC-13调整1>AC-20调整>AC-20>AC-13I调整 2>AC-25。2.4沥青混合料冻融劈裂试验结果表明，采用马歇尔浸渍法进行冻融劈裂试验，能较好地模拟路面实际状 况，特别是在寒冷地区。它把不同类型沥青混合料的试验结果拉起了距离，从而 便于评价沥青混合料的抗水害性能，同时也适用于南方高温湿湿天气。实验结果 表明，SGC模塑是用SHRP旋压实成型的。SMA、SAC、AC这3种混合料试件分别 按照4%、 7%、 10%和13%的孔隙率成型,孔隙率偏差水平控制在±1%。其中孔隙率 为4%、7%的试件采用马歇尔击实成型，试件的直径101.6 mm,高度(63.5±1.3)mm。 孔隙率为10%、13%的试件采用旋转压实仪SGC成型，试件的直径15 cm,高度 (7.5±0.3)cm。成型过程中发现孔隙率达到13%时，试件很难成型。SMA13无法 制作试件,SAC13、AC13试件孔隙率也只能达到12%左右。每种混合料在每级 孔隙率水平下成型8个试件，分为2组进行冻融劈裂试验。另完成了 SAC13在 短期老化后和长期老化后的冻融劈裂试验。为研究不同类型沥青混合料水稳定性 随孔隙率的变化规律，分别对SMA13、SAC13、AC13这3种沥青混合料在不 同孔隙率的条件下进行冻融劈裂试验，孔隙率与TSR的关系数据见图1。图 1 SMA13、SAC13、AC13 的 TSR 与 VV 关系图从图1可知，在不同的孔隙率水平下，3种沥青混合料的水稳性优劣趋势不同， 孔隙率为4%时,其水稳性按照SMA13>SAC13>AC13递减；在孔隙率为7%时， 其水稳性按照SAC13>AC13>SMA13递减；在孔隙率为10%时，水稳性按照 AC13>SAC13>SMA13 递减；孔隙率为 13%时，SMA13 无法成型，而 SAC13 混合料水稳性较之于AC13高。结果表明，在孔隙率4%10%范围内，3种沥青混合料TSR值呈现出一致的特 征，表现为从大到小，从小到小，孔隙率7%的TSR值最低。对于3种沥青混合料, TSR值变化幅度与SMA-13值分别为：SMA-13>AC-13>SAC-13。对孔隙率超过10% 时，TSR值变化不明显。气孔率7%时，3种沥青混合料的TSR值最低，均低于 80%，并不符合规范要求，属于水稳定性最弱的孔隙率，推荐使用 7%的孔隙率对 水稳定性能进行测试。3 结论(1) 各种测试方法，如马歇尔、冻融、浸渍等不同测试方法得到的结果，通 常差别极小，这种差别可能会因实验条件、实验人员操作等因素的不同而有所改 变，因此难以对各个方案进行比较。(2) 从浸水车辙 8000 次最终变形量来看，在相同条件下，粗级配密实沥青混 合料的抗水损伤性能优于细级配沥青混合料。(3) 实验结果表明：用马歇尔法和冻融劈裂法评价水稳定性能，APA浸水车辙 试验是一种动态的、非足尺模拟试验，能较好地模拟实际路面水损伤情况，因此 APA浸水车辙试验是一种比较好的非足尺模拟试验，对混合料水稳定状况具有良 好的模拟效果。参考文献：1 李博，冯毅融雪剂对沥青混合料水稳性能的影响J.科技 风,2020(22):159+165.2 李倩倩，房建宏.混掺纤维对沥青混合料水稳性能影响的研究J.青海交 通科技,2020,32(06):84-89.