雙層AC13纖維瀝青混合料在橋面維修中的應(yīng)用

以江西省瑞金至尋烏高速公路bp1標(biāo)段為工程背景，對試驗(yàn)材料與級配進(jìn)行了選擇，采用馬歇爾實(shí)驗(yàn)對最佳瀝青用量進(jìn)行了確定，最后對瀝青混合料路用性能進(jìn)行了分析。

目前,我國建成高速公路主要采用瀝青路面結(jié)構(gòu),盡管目前瀝青路面技術(shù)得到長足發(fā)展,但關(guān)于路面抗滑方面的技術(shù)研究尚未得到足夠重視。文中旨在通過在ac-13級配設(shè)計(jì)中引入cavf法的設(shè)計(jì)思路,力求提高路面的抗滑構(gòu)造及有效骨架支撐,以保證路面功能的耐久性。

通過一系列試驗(yàn),對比玄武巖、石灰?guī)r和天然砂三種細(xì)集料對礦料級配、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性的影響規(guī)律,同時分析了10%、16%和22%三種天然砂用量的瀝青混合料的性能,最終提出針對不同等級公路的天然砂建議用量。

通過對摻加礦物纖維的sbs改性瀝青混合料的馬歇爾性能、水穩(wěn)定性能、低溫抗裂性能、高溫車轍性能和疲勞性能試驗(yàn),全方位地研究礦物纖維瀝青混合料的性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn):摻加礦物纖維后,在體積指標(biāo)接近的情況下,改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度增大;增加了礦料瀝青膜的厚度,使混合料中的結(jié)構(gòu)瀝青比例增加,改善了混合料的水穩(wěn)定能力;能夠增加瀝青混合料低溫最大彎拉應(yīng)變,增強(qiáng)其低溫抗裂性能和高溫穩(wěn)定性,動穩(wěn)定度明顯提高;能夠增大瀝青混合料的抗疲勞壽命,最大程度地延緩混合料的破壞進(jìn)程。最后對礦物纖維瀝青混合料的社會經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。

纖維瀝青混合料路面的最大優(yōu)點(diǎn)是可以防治一些特殊的路面病害，如反射裂縫、早期損害等，同時還可以改善路面的各項(xiàng)路用性能，而且通過技術(shù)性能與經(jīng)濟(jì)效益的綜合分析，表明纖維瀝青混合料與其它路面技術(shù)相比（如sma、改性瀝青、纖維格柵）又有其獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。本課題研究內(nèi)容主要包括：纖維加強(qiáng)瀝青混合料的作用機(jī)理研究；纖維及纖維瀝青青膠漿技術(shù)性能研究；

選用工程中常用的幾種纖維,結(jié)合工程應(yīng)用要求,試驗(yàn)分析了纖維的吸濕性、耐熱性,并通過網(wǎng)籃析漏試驗(yàn)、動態(tài)剪切試驗(yàn)和沉錐試驗(yàn),討論了纖維對瀝青的穩(wěn)定和吸附作用,以及纖維對瀝青混合料“加筋”效果和作用機(jī)理。研究表明有的纖維“吸附、穩(wěn)定”性能好,而有的纖維“加筋、橋接”效果好,在應(yīng)用纖維時,應(yīng)根據(jù)纖維的主要特點(diǎn)以及瀝青混合料的使用要求來選用。

礦物纖維具有優(yōu)異的材料性能，將礦物纖維添加到sma中，通過瀝青混合料合理設(shè)計(jì)，使礦物纖維改性sma具有良好的綜合性能。通過在不同工程上的應(yīng)用，證明礦物纖維瀝青混合料的應(yīng)用可提高瀝青路面的耐久性。

為了研究摻加玄武巖纖維低噪聲瀝青混合料的路用性能,根據(jù)原材料的性質(zhì),在進(jìn)行混合料配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,確定了最佳油石比和玄武巖纖維的摻量,并通過室內(nèi)試驗(yàn)測試了其高低溫性能和水穩(wěn)定性。結(jié)果表明:玄武巖纖維低噪聲瀝青混合料的最佳油石比為5.0%,纖維摻量為0.3%;摻加0.3%玄武巖纖維混合料的動穩(wěn)定度提高了14.8%;摻加玄武巖纖維后混合料的抗彎拉強(qiáng)度和最大彎拉應(yīng)變分別提高了12.4%、25.2%;摻加纖維的混合料劈裂強(qiáng)度增加了0.11mpa,提高了12%,摻加纖維的凍融劈裂強(qiáng)度比稍大。

文章將木質(zhì)纖維改性瀝青sma-13瀝青混合料與礦物纖維改性瀝青sma-13瀝青混合料進(jìn)行對比研究,從水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、低溫性能、抗疲勞性能等對比分析得出:礦物纖維在改善sma瀝青混合料的路用性能上優(yōu)于木質(zhì)纖維,并能有效降低施工成本。

5#4#3#2#1#礦粉 5#4#3#2#1#1515.036.013.04.527.54.0100.0目標(biāo) mm(%)(%)(%)(%) 31.5100100100100100100.015.036.013.04.527.54.0100.0100100100 26.589.8100100100100100.013.536.013.04.527.54.098.597.595100 197.991.4100100100100.01.232.913.04.527.54.083.1858090 162.172.2100100100100.00.326.013.04.527.54.075.3757080 13.21.448.

基于溫州地區(qū)多雨水、骨料偏酸性特點(diǎn),采用廢舊輪胎制作的橡膠瀝青混合料arac-13,較好地解決了路面裂縫、麻面、松散、坑槽、沉陷、車轍等缺陷,具有較好的環(huán)保效益和工程應(yīng)用價值。

主要討論了兩種不同ac-13型瀝青混合料ac-13c和ac-13i的配合比設(shè)計(jì)方法,并通過馬歇爾試驗(yàn)以及車轍試驗(yàn)等方法,對兩種混合料在兩個不同工程中的應(yīng)用性能加以比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ac-13c型瀝青混合料的抗車轍能力為ac-13i型的1.25倍,瀝青用量比ac-13i型的用量節(jié)約14.3%,而集料表面形成的瀝青膜比ac-13i的厚5.3%;路面芯樣圖片顯示ac-13c型瀝青混合料中的粗集料形成了更好的骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)。

為了探索廠拌熱再生ac-13瀝青混合料在省道養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用可行性,以s122鎮(zhèn)江段大修工程為實(shí)例,對廠拌熱再生ac-13瀝青混合料的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究。首先分析了舊瀝青混合料的性能,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廠拌熱再生ac-13瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì),并通過室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,最后研究成果在s122句容段大修工程中進(jìn)行了應(yīng)用。結(jié)果表明,廠拌熱再生ac-13瀝青混合料在省道養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用效果良好。

通過對現(xiàn)有嵌擠密實(shí)型混合料設(shè)計(jì)方法的比較,采用逐級填充設(shè)計(jì)法選擇了ac-13型瀝青混合料粗集料級配、采用連續(xù)密級配公式確定了其細(xì)集料級配,并按體積法原理進(jìn)行了ac-13級配的合成與調(diào)整;最后通過一系列室內(nèi)試驗(yàn)對7種13型級配曲線進(jìn)行了對比研究,驗(yàn)證了所提出的改進(jìn)型ac-13級配,給出了湖北地區(qū)ac-13型瀝青混合料級配優(yōu)化結(jié)果。

針對ac-13瀝青混合料進(jìn)行了不同試驗(yàn)條件下的疲勞試驗(yàn);分析了每次加載下的耗散能與荷載作用次數(shù)之間的關(guān)系;利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法研究了試驗(yàn)條件對總累積耗散能與疲勞壽命的影響。結(jié)果表明:總累積耗散能與疲勞壽命之間的關(guān)系與荷載作用模式有關(guān),與試驗(yàn)溫度及加載頻率無關(guān)。

為適應(yīng)高等級公路瀝青路面表面層的功能要求,對常用的ac-13型瀝青混合料,需結(jié)合氣候特點(diǎn)和交通特點(diǎn)進(jìn)行級配優(yōu)化。文中對7種ac-13級配形成的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性等使用性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,提出適用于湖北地區(qū)高等級公路瀝青路面的ac-13c型瀝青混合料的設(shè)計(jì)級配,并通過試驗(yàn)路進(jìn)行級配驗(yàn)證。

由于美國和我國篩孔的不同,基于美國篩孔體系的superpave理論并不能直接應(yīng)用于ac-16,為此詳細(xì)介紹了superpave體系在ac-16設(shè)計(jì)中應(yīng)用時需要考慮的問題,其中涉及了最大理論密度線的確定、控制點(diǎn)的調(diào)整、混合料壓實(shí)水平換算及體積特性分析等內(nèi)容。

摻加湖瀝青的sbs改性瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性和低溫延性。本文結(jié)合首都機(jī)場高速公路大修工程中,湖瀝青(tla)加sbs改性瀝青混合料在道路上面層應(yīng)用的實(shí)際情況,從材料的選用、混合料配合比設(shè)計(jì)、施工工藝等方面,探討了保證路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵控制技術(shù)。

為研究劍麻纖維對瀝青混合料的水穩(wěn)定性的影響,選用ac-13sbs改性瀝青混合料為對象進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn),測定了瀝青混合料在受到水損壞前后劈裂破壞的強(qiáng)度比,試驗(yàn)研究結(jié)果顯示摻入適量劍麻纖維能有效增強(qiáng)瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度。

為提高瀝青混凝土的低溫性能,將聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、木質(zhì)素纖維復(fù)合摻入sma瀝青混合料中做正交分析,通過劈裂試驗(yàn)和小梁彎曲試驗(yàn),對瀝青混合料低溫抗裂性能進(jìn)行研究.試驗(yàn)表明:混雜纖維瀝青混合料的低溫性能明顯高于僅加入木質(zhì)素纖維;通過極差分析和方差分析,當(dāng)聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、木質(zhì)素纖維摻量分別為0.2%,0.2%,0.3%時,瀝青混合料有最優(yōu)的低溫抗裂性能.

瀝青混凝土中摻加聚合物纖維能顯著提高瀝青混合料的路用性能、路面的抗水侵害能力、路面的高溫穩(wěn)定性,減少路面的反射裂縫。試驗(yàn)結(jié)果表明,摻加纖維后,瀝青混合料的穩(wěn)定度約提高20%左右,動穩(wěn)定度提高170%左右。而摻加聚丙烯腈纖維的性能又略優(yōu)于摻加聚酯纖維,是提高瀝青混凝土路面性能比較有效的措施。

纖維瀝青是改性瀝青的一種。外摻纖維瀝青混合料在最佳油石比下具有很好的低溫抗裂性能,而在素瀝青混合料的最佳油石比下纖維的介入同樣可以改善其低溫抗裂性能;隨著纖維劑量的增加,外摻纖維瀝青混合料低溫彎曲破壞的形式也由脆性破壞逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝云茐摹?/p>