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行業新聞

對瀝青路麵抗滑性能研究

發布日期:2018-12-22點擊:156

影響瀝青路麵表層抗滑性能的因素
原材料及配合比的影響
(1)礦料品質
礦料表麵微觀結構對路麵的抗滑性能有巨大的貢獻,當行車速度比較低時,這種作用會更加突出,而路麵的宏觀結構在保證高速行車時的抗滑性能則具有決定性的意義。《公路瀝青路麵設計規範》(JTGD50-2006)中提出抗滑路麵一定要使用磨光值較高的石料,同時對石料磨耗值與衝擊值提出使用要求。規範提出磨光值要求是保證路麵微觀結構要具有良好耐久性,因為石料磨光值對路麵的抗滑值影響能夠達到30-50BPN,相比較其它材料影響都大很多。
我國所具代表性集料進行試驗,了解到我國集料抗磨耗能力比較好,特別是片麻岩、安山岩、玄武岩與砂岩。集料壓碎值用來反應集料在車作用下不被壓碎的能力,它與衝擊值存在著一定對應關係,得出的關係式為:
Y=6.92+0.65X(n=23,r=94,s=1.3)式中:X為集料衝擊值(%);Y為集料壓碎值(%)
(2)天然瀝青結合料
瀝青品質對路麵抗滑也有影響。瀝青種類中我們可知,煤瀝青的路麵摩擦係數比較高,石油瀝青次之。在路麵混合料中當瀝青的年度特別低時候,很容易自由流動而形成光麵,從而危及交通安全,當瀝青的含鈉量比較高時候,其溫度敏感性比較差,夏天會容易泛油,冬天也會容易開裂,同時與骨集料的年級水骨料容易發生鬆動脫落。當瀝青混合料中的空隙率比較大時,通常由於水的存在與環境因素的作用導致瀝青從礦料表麵發生剝落,或瀝青過早老化,使抗滑表層的壽命縮短。
因而,抗滑表層應采用重交通道路石油瀝青,特殊情況下應考慮對瀝青進行改性,以更好提高某一方麵的性能,選用標號和瀝青種類一定要結合工程所在地的氣候溫度情況。
對於一定級配的礦料組成,存在著與之對應最佳瀝青用量。當實際用量很大時,會產生顆粒間粘附性差,很容易產生相對滑移,可導致結構穩定性比較差,特別是在高溫季節,當車輪荷載作用下會容易產生擁包、車轍等各種變形的破壞,從而高速行車刹車製動的效率會相對降低與慣性增大,車輛會發生不易控製情況,導致事故的危險性上升;因為車輪荷載壓密作用,路麵表層多餘自由瀝青會被擠出到,一方麵會使混合料空的隙率產生下降,降低路麵宏觀構造深度。另一方麵,瀝青膜使原先裸露集料被裹覆,使集料表麵凹槽會被填平,因此間接使路麵微觀構造特性降低了,因此路麵摩擦係數也會降低,這些對路麵抗滑性能產生不利的影響。特別小瀝青用量盡管不會減少路麵宏觀構造和微觀構造,但容易因為集料間粘結力差形成剝落、鬆散等病害,路麵耐久性差與表麵狀況,不可以滿足行車舒適性要求。
(3)礦料形狀的影響
瀝青路麵就是礦粉填料與細粗集料,被那些瀝青薄膜所包裹粘結壓實後組成粘彈性的結構層。此時細、粗集料會裸露在表層形成路麵宏觀與微觀構造,所以,路麵礦料形狀與級配影響抗滑表層集料相互間距、尺寸大小、裸露程度,從而影響路麵抗滑能力大小,通過實踐可知,在修高等級瀝青抗滑表層的時候,集料要求堅硬,有棱角,形狀近最好似立方體。
(4)級配影響
傳統連續型密級配瀝青混凝土(例如AC)是種密實一懸浮的結構,表麵光滑,空隙率小,因此使路麵紋理細,摩擦係數和構造深度都較小;嵌壓式結構就是把抗滑表層和密水層很好結合起來一種特殊結構,就是砂粒式瀝青混凝土壓入5~15mm抗滑性能比較好碎石,這種結構因為宏觀構造好,耐久性好,因為抗滑石料隻是用在嵌壓,所需數量少,所以在缺乏抗滑石料地區,可以成為比較經濟抗滑表層類型,最近發展起來的多空性排水路麵(如OGFC)屬於一種骨架-空隙的結構,強度較高的集料間通過相互嵌擠作用而形成穩定的結構骨架,借助於粘結性能良好結合料形成整體,這樣結構的空隙率大,可消除或者減薄水膜的厚度,降低高速行車發生的“水漂”機會,同時粗糙表麵擁有比較大宏觀構造與微觀構造,所以抗滑性能會比較好;目前,還有有斷級配密實型的瀝青混凝土(例如SMA),此種瀝青混合料空隙率不是太大,一般情況下小於5%,因為對石料要求高,集料間相互接觸形成種骨架結構,宏觀構造比較大,所以路麵結構穩定性較好(特別是高溫性能),抗滑水平處於比較高的層次。
施工技術
為了保證瀝青路麵在使用過程中具有比較好的耐久性,一定要保證混合料施工過程中充分壓實。不然,當在行車的反複碾壓作用下,使路麵進一步嵌擠密實、空隙率降低、路麵構造深度減少,會使原來獲得的較高的抗滑能力快速衰減,同時,在此過程容易造成路麵浸水破壞,從而直接影響路麵耐久性。
汙染性滑溜
汙染性滑溜就是指路肩粘土後帶入路麵以後,當車輪荷載揉搓作用時會形一層中間的介質,幹燥時它能和路麵粘很牢固。潮濕路麵輪胎接觸界麵會形成一層薄層。汙染性滑溜值月變化研究可發現,它會使路麵抗滑水平降低16~25BPN,也就是說即使原來路麵微觀、宏觀構造都很好,擺值可達到50BPN以上,但當受到粘土汙染後,擺值僅為25~34BPN,很容易造成雨天交通事故。
本文分析了道路抗滑性能和與之相關的因素,並分析了各種因素的作用機理。利用瀝青路麵抗滑模擬試驗機對變換粗集料種類、級配形式對瀝青抗滑衰變衰減規律進行研究。主要結論如下:
(1)影響瀝青路麵抗滑的因素很多,要不斷優化創新目前瀝青路麵抗滑技術是提高路麵抗滑能力的客觀要求
(2)集料的種類對抗滑性能衰減規律的影響非常明顯。相同瀝青用量條件與級配下,不同種類集料的表麵微觀構造與棱角性是混合料抗滑指標初值產生差異主要原因;集料的磨光值、磨耗對衰減過程構造深度與擺值影響特別大,值大小和其主要礦物成分硬度與分布均勻性有關。
(3)瀝青混合料的抗滑性能的衰減一般規律體現在:衰減的初期性能指標會降低比較快,混合料壓密變形是這種變化主要原因;然後衰減速度慢慢變小,到差不多穩定時候,車輪對路麵的磨光和磨耗是抗滑性能衰減主要原因。

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