hdpe类抗车辙剂沥青混凝土高温性能探究

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1、HDPE类抗车辙剂沥青混凝土高温性能探究　　摘要：本文采用四种HDPE类抗车辙剂（A、B、C、PR），通过车辙试验和剪切试验，研究不同抗车辙剂沥青混合料高温性能的变化规律，为工程中配合比设计提供参考依据。关键词：抗车辙剂、HDPE、高温性能、配合比中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：抗车辙剂可以显著改善沥青混合料的高温抗车辙能力，而不会对混合料的最佳沥青用量或者马歇尔指标产生明显的影响，也不会降低沥青混合料的低温和水稳定性等其它性能。由于抗车辙剂的诸多优点，它在世界上许多国家均有较为广泛的应用，但在我国还没有

2、全面更深入的研究，鉴于我国公路建设仍然保持着良好的上升态势，道路新材料的研究必然会推动交通事业快速发展，因此，深入研究抗车辙剂作用机理、抗车辙剂沥青混合料路用性能和施工工艺是非常必要的，对于开拓我国路面新材料、新技术，带动我国沥青路面的发展具有重要的现实意义[1]。本文通过对沥青混合料掺入A、B、C、PR等4种抗车辙剂的沥青混合料抗剪性能进行了对比分析，并结合车辙试验综合分析其高温稳定性。1混合料设计6级配类型：AC-16；集料、矿粉均为石灰岩；沥青为韩国蔚山SKAH-90A型道路石油沥青；A、B、C、PR（主要成分

3、HDPE）四种抗车辙剂各项指标均符合出厂要求。根据对路面车辙的调查，车辙变形主要产生在中上面层，这与我国的中上面层设计主要考虑防止透水而采用细集料较多的密级配有关。为便于进行试验结果的对比和验证，本文级配统一采用现行技术规范中的AC-16级配。表1混合料级配根据组成材料的筛分结果，拟定了接近于AC-16级配中线的合成级配曲线，并确定各档料共混比例为：1#∶2#∶3#∶矿粉=36∶21∶37∶6。表2马歇尔试验体积性质技术指标2车辙试验按照试验规程要求，对掺入A、B、C、PR等4种抗车辙剂的沥青混合料进行车辙试验，结果

4、见表3。表3各类抗车辙剂沥青混合料车辙试验结果图1掺量0.5%各类混合料动稳定度对比图图2掺量0.5%各类混合料车辙深度对比图6从表3的检验数据可以看出，4种材料配制沥青混合料的动稳定度均大于规范规定的2800次／mm的要求，其中加入抗车辙剂PR后沥青混合料的动稳定度比普通AC-16沥青混合料明显提高，远高于规范规定要求，高于其他两种材料配制的沥青混合料的动稳定度。加入抗车辙剂B后AC-16沥青混合料动稳定度达到12323次/mm，而加入抗车辙剂C后AC-16沥青混合料动稳定度也能达到了6660次/mm，认为抗车辙剂

5、对提高沥青混合料动稳定度显著有效，可见加入抗车辙剂可以明显改善沥青混合料的高温性能，提高路面的抗车辙能力。3剪切试验沥青混合料的车辙破坏可以看作是沥青混合料在剪应力作用下产生的塑性流动，剪切力的大小对路面车辙的发生至关重要，准确的地说车辙的发生与沥青混合料层中剪切力和抗剪强度的比值有关[2]。本文为了简化试验方法并有效评价沥青混合料的抗剪性能，试引入60℃纵向剪切试验，与车辙试验所不同的是，60℃纵向剪切试验能够实现混合料在高温条件下近似的纯剪切应力状态。3.1试验方法6先将标准马歇尔试件放入环境箱至选定60℃恒温至

6、少4h，以保证试件内部温度均匀，利用剪切试模在路面强度仪上对温；度为60℃标准马歇尔试件侧面正中位置以10mm/min的加载速度，施加纵向剪切力，测得试件破坏时的最大剪切破坏荷载。试验及受剪切破坏的试件断裂形态见图3。图3纵向剪切试验3.2试验原理高温纵向剪切试件破坏过程可分为三个阶段[]：第一阶段，这一阶段由于剪切试模的压头刚开始接触试件，在压力环感应到一定压力开始，从这时到压头充分接触到试件压力稳定上升时为止的这一段变形曲线为第一阶段，这一段曲线情况往往是平缓的，并不能反映试件的真实受力情况。第二阶段，从第一阶段

7、末到临界破坏阶段。这一阶段随着变形的增大，压力也逐渐增大，试件处于弹性体或者说弹性受力状态，这一阶段基本上是线形变化阶段。第三阶段，从荷载峰值到破坏卸载过程为破坏阶段。当试件受力破坏后试件的内部压应力并不完全是瞬间消失的，而是试件在达到极限荷载后发生断裂后，试件内部还有一个压力释放过程。3.3剪切试验结果6最佳沥青用量下，抗车辙剂掺量0.5%的各类混合料马歇尔试件60℃纵向剪切试验结果见表4.3，以最大破坏荷载为纵坐标绘制60℃纵向剪切试验结果柱状图4。表4.360℃纵向剪切试验结果图460℃纵向剪切试验结果结果显示

8、，各类抗车辙剂的掺入使混合料纵向剪切最大破坏荷载提高17.8%~50.5%不等，抗车辙的掺入可以明显提高混合料的高温抗剪能力。4综合分析车辙试验结果显示，加入0.5%抗车辙剂后基质AC-16沥青混合料累计变形深度明显减小，动稳定度提高数倍，尤其是掺入抗车辙剂A的沥青混合料动稳定度到达26000次/mm，甚至可以与法国专用抗车辙剂PR相媲美，统计