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标题	大粒径沥青稳定碎石基层路用性能研究
范文	陈大华?? 摘 要：为研究大粒径沥青稳定碎石的路用性能，依据实体工程的原材料，在测试其技术指标的基础上，进行了大粒径沥青稳定碎石混合料的配合比设计，并测定了其高低温性能指标、水稳定性指标和疲劳性能指标。结果表明：所设计的大粒径沥青稳定碎石混合料的动稳定度、劈裂抗拉强度、浸水马歇尔流值和稳定度、冻融劈裂抗拉强度及疲劳寿命指标均满足规范要求，研究成果为大粒径沥青稳定碎石用于基层提供了技术参考。 关键词：道路工程；大粒径沥青稳定碎石；基层；路用性能 中图分类号：U416.21 文献标志码：B Study on Road Performance of Large Stone Asphalt Treated Base CHEN Da- hua （Taian Highway Bureau， Taian 271000， Shandong， China ） Abstract： In order to study the road performance of large size asphalt stabilized macadam， its mix design was conducted based on testing the technical indices of raw materials of a construction project. The high and low temperature performance， water stability and fatigue performance were measured. The results show that the dynamic stability， splitting tensile strength， immersion Marshall stability and flow value， freeze- thaw splitting tensile strength and fatigue life indicators of large size asphalt stabilized macadam all meet the standard requirements. And the research results provide a technical reference for the large size asphalt stabilized macadam used in base course. Key words： road engineering； large size asphalt stabilized macadam； base； pavement performance 0 引 言 半刚性基层具有强度高、承载能力大、稳定性强等特点，加上其结构、材料设计及施工技术成熟，已被广泛应用于中国高等级公路沥青路面。然而，有越来越多的应用实例暴露出半刚性基层的劣势，即该基层会引起反射裂缝，严重影响道路使用寿命和服务水平。鉴于此，研究者们提出了以大粒径沥青稳定碎石作为柔性基层的设计理念，该类型基层可有效解决半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题，并延长高等级公路沥青路面的服务年限，提高行车舒适性，降低使用寿命内的养护费用[1- 4]。 本文结合实体工程的原材料性质，通过室内试验进行大粒径沥青稳定碎石配合比设计，并分析其混合料的高低温性能、水稳定性和疲劳性能，以便为相关实体工程提供借鉴。 1 原材料及配合比 1.1 沥青 本文根据国内高速公路对原材料的要求，并结合实体工程的材料来源，采用韩国SK AH- 70道路石油沥青配制大粒径沥青稳定碎石混合料，其技术要求见表1。在每一批沥青进场后，需进行取样测试，确保沥青各项指标的真实性，要求测试结果必须符合《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）的规定。 1.2 粗集料 粗集料采用石灰岩集料，要求具有良好的棱角性、密度、坚固性、与沥青的粘附性等物理化学指标，符合规范要求[5]。粗集料各项指标的规范值和试验值见表2。 1.3 细集料 细集料可采用机制砂或天然砂，相关技术指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求。本文采用的细集料技术指标见表3。 1.4 大粒径沥青稳定碎石配合比 大粒径沥青稳定碎石混合料配合比设计步骤为：初选配合比、沥青用量，成型马歇尔试件；测试其马歇尔稳定度、流值及体积指标，初步确定最佳沥青用量；进行高低温性能和水稳定性室内测试[6]，检测各指标是否满足规范要求，并最终确定其配合比（表4）。 2 性能测试及结果分析 2.1 高温稳定性 采用车辙试验对大粒径沥青稳定碎石混合料的高温性能进行室内试验测试，试件的标准尺寸为300 mm×300 mm×50 mm，但由于大粒径沥青稳定碎石混合料的最大公称粒径（31.5 mm）较大，在车辙试验时应将试件的厚度适当增大[7]，本试验试件的厚度为100 mm。试验温度为60 ℃，施加的轮压为0.7 MPa，碾压速度为42 次·min-1，以动稳定度指标表征大粒径沥青稳定碎石混合料的抗车辙能力，试验所测的动稳定度为2 435次·mm-1。 现行沥青路面施工规范中规定面层沥青混合料的动稳定度不低于800 次·mm-1，用于基层的大粒径沥青稳定碎石混合料的动稳定度远大于要求值，说明该柔性基层具有较好的高温稳定性。 2.2 低温抗裂性 本文采用劈裂抗拉强度表征沥青稳定碎石混合料的低温性能。通过测试不同温度下混合料的劈拉强度，分析沥青稳定碎石混合料的抗拉性能随温度变化的规律。 根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）的要求进行试验[8]，成型的圆柱形试件尺寸为152.4 mm×95.3 mm，试验温度分别为-15 ℃、-5 ℃、0 ℃、5 ℃和15 ℃，试验结果见表5。 由表5可以看出：随着温度的升高，沥青稳定碎石混合料的劈裂抗拉强度逐渐减小，温度在0 ℃以下时，劈裂抗拉强度受温度影响较小，0 ℃的劈裂抗拉强度仅比-15 ℃减小0.29 MPa，降低了8.5%；高温时劈裂抗拉强度的变化较大，15 ℃的劈裂抗拉强度比0 ℃减小了1.31 MPa，降低41. 7%，下降幅度较大。这说明温度对大粒径稳定碎石抗裂性能的影响较大。 2.3 水稳定性 本文采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价大料径沥青稳定碎石混合料的水稳定性。浸水马歇尔试验按照《公路工程沥青和沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）的要求进行，试件直径为 152.4 mm，高度为 95.3 mm。成型2组试件，其中一组试件在60 ℃水浴中放置45 min，测定其稳定度和流值，另一组试件在 60 ℃水浴中恒温放置48 h，测定其稳定度和流值，试验结果见表6。 进行冻融试验时，将成型的8个试件分成2组，将其中一组试件进行真空饱水，在-18 ℃条件下放置16 h，取出后放入60 ℃水中浸泡24 h，然后将两组试件浸入25 ℃水中2 h，测定其劈裂强度，试验结果见表7。 由表6、7可以看出，浸水后沥青混合料的稳定度有所降低，下降幅度为26.9%，经冻融循环后的混合料劈裂抗拉强度下降幅度较大，为41.7%。本文沥青稳定碎石混合料的水稳定性均满足规范要求。 2.4 疲劳性能 沥青稳定碎石基层的疲劳性能试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）进行，对混合料采用轮碾压实并切割成小梁成型试件[9- 10]，小梁尺寸为50.0 mm×63.5 mm×381.0 mm。在15 ℃下，利用UTM万能试验机，以常应力三分点半正弦波的形式加载，加载频率为10 Hz，应力比分别为0.3、0.4、0.5、0.6，弯曲疲劳试验结果见表8。 由表8可以看出，随着荷载应力比的增大，沥青稳定碎石的疲劳寿命呈减小的趋势，且本文所研究的沥青稳定碎石的疲劳性能满足要求，可用于高等级公路的基层。 3 结 语 通过车辙试验、劈裂试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和弯曲疲劳试验分别测试了大粒径沥青稳定碎石混合料的动稳定度、劈裂抗拉强度、稳定度、流值、疲劳寿命等指标，所测结果均满足作为基层的要求，可为类似条件下大粒径沥青稳定碎石用于基层工程提供技术参考。 参考文献： [1] 周 俊，刘定涛，张义朋，等.大粒径沥青碎石基层路面力学性能试验研究[J].武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2010，34（6）：1217- 1220. [2] 方美红，祝建华，应萧红.大粒径沥青稳定碎石基层施工技术[J].公路与汽运，2008（3）：118- 120. [3] 廖志高，江慧娟，吴继峰.沥青稳定碎石铺筑层竖向离析分析及对策[J].筑路机械与施工机械化，2007，24（8）：19- 21. [4] 何兆益，张政国，黄 刚.沥青稳定碎石混合料设计方法对比试验研究[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008，27（6）：1071- 1076. [5] 江晓霞，沙爱民.超大粒径沥青混合料的成型方法[J].长安大学学报：自然科学版，2012，32（4）：7- 11. [6] 邹太平.大粒径密级配沥青混凝土路用性能浅析[J].筑路机械与施工机械化，2013，30（11）：67- 70. [7] 朱洪洲，唐伯明，高 爽，等.沥青稳定基层ATB25混合料疲劳试验研究[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008，27（6）：1067- 1070. [8] 安建国.大粒径沥青混合料配合比设计及施工工艺监控[J].筑路机械与施工机械化，2013，30（12）：70- 75. [9] 贾水彩，邵晓广.沥青稳定碎石抗疲劳性能研究[J].石油沥青，2012，26（3）：4- 8. [10] 贾锦绣，韩 森，徐鸥明.沥青稳定碎石混合料的抗剪性能[J].长安大学学报：自然科学版，2009，29（3）：23- 26. [责任编辑：王玉玲]
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