路面裂缝虽然对其道路的正常使用不会产生较大影响,但是引起沥青路面早起破坏的主要因素,裂缝的持续发展也会使路面产生水损害,致使路面出现坑槽、翻浆、沉陷等情况,进而降低路面的使用性能,缩短其使用寿命。对于季节性冰冻地区,由于冬季气温比较低及沥青各层之间、昼夜、季节性变化都存在一定的温度差,使得沥青表层的温度处于不断的变化之中,而产生温缩应力,长时间的反复作用就会导致路面出现裂缝,其主要表现形式为:横向裂缝和块状裂缝。不同方面的温度差是引起横向裂缝的重要原因,而快状裂缝主要是因为冬季气温比较低,且沥青混合料配合比设计过程中采用低针入度的道路石油沥青或是亲水性强的集料。因此,在季节性冰冻地区的沥青混合料配合设计过程中对其低温抗裂等指标要进行严格的控制。
沥青路面施工配合比设计要点分析
当经济允许的条件下,采用改性沥青是一种有效的改善措施。对于抑制低温出现裂缝现象,应依据沥青面层的类型特点,选取不同标号的沥青。对于北方寒冷地区,应选取针入度、延度较大,而稠度较低,其具有抵抗变形、脆硬性能较强的沥青作为结合料。矿料的级配设计分析矿料的级配设计成败对其沥青混合料起着至关重要的作用,并直接影响其沥青混合料的各项指标及其路用性能的好坏。虽然矿料的级配变化对其沥青混合料的低温抗裂性影响效果不是非常显著,但是对其高温稳定性,影响作用比较大,特别是矿料中细集料的变化情况,可能起微小的波动就会使沥青混合料的高温稳定性能产生明显的变化。所以,在工程实践当中对其矿料级配进行调整时,要结合当地的实际情况及以往的工程经验,并尽量设计的配合比曲线为骨架密实型级配,极大的提高了抗车辙及抗滑性能。
北黑高速公路实例分析
原材料的选取及评价沥青的选取及评价综合考虑其季冻区的气候特点及其他方面的因素,为平衡其沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,该高速公路所应用的SBS改性沥青是以重交通道路石油沥青AH-90为基质沥青所生产,据以往的工程实践证明SBS改性沥青混合料无论是抗车辙、抗疲劳性,还是高温稳定性、低温抗裂性、耐久性等性能都比普通的道路石油沥青有所改善,根据该项目标段的工程实际情况及要求,对其所采用的SBS成品改性沥青主要控制指标进行了试验分析,根据对试验结果的研究分析,可见所采用的SBS成品改性沥青各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中聚合物SBS类改性沥青的质量要求。集料的选取及评价集料质量(集料的粉尘含量、针片状、软石含量、压碎值、密度等各项控制指标)的好坏直接影响其沥青混合料的路用性能及其沥青的最佳用量,影响其工程造价,其次,对于所用集料的选取及机械加工也要严格的控制,将影响其矿料的级配组成、含泥量以及针片状含量等指标。北黑高速公路根据项目标段的实际情况,AC-16面层集料采用破碎机自行加工,所用粗集料为破碎机生产出的规格为:10~20mm碎石、5~10mm碎石、3~6mm碎石,而细集料为0~3mm的石屑和矿粉。混合料的级配设计在原材料质量得以保证的基础上,配合比设计过程中主要考虑的因素为如何平衡高温稳定性和低温抗裂性。目前已通车接近一年,经过冬季的冻胀及春季的春融期路面并没有明显的裂缝及车辙等病害出现,从而说明沥青混凝土的路用性能比较根据多年的施工经验、考虑到路面使用性能及施工的经济性,由表5的试验结果以油石比为横坐标,以其他指标为纵坐标绘制成图,最终可确定最佳油石比应在4.9%(即沥青用量为4.7%)左右。配合比设计的检验沥青混合料的高温稳定性检验对于沥青混合料高温稳定性进行验证时,根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG-2004)中规定,车辙试验一般在试验温度为60℃、轮压为0.7MPa条件下进行,由表7中车辙试验的结果表明,符合规范的要求。良好。
结语
季冻区由于气候条件和环境特征对其沥青路面设计具有独特的要求,兼顾高温稳定性和低温抗裂性是混合料级配设计的前提条件。在沥青混合料配合比设计过程中,从原材料的选取到最终的混合料路用性能的验证,每一环节对其各方面的工作人员都提出了严格的要求,否则将直接影响其最终混合料性能的优劣。
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