關鍵詞：瀝青路面 | 抗滑性能衰變規(guī)律 | 抗滑薄層 | 加速磨耗試驗

當前公路交通具有快速和重載的特點，除了滿足基本通行能力之外，道路交通還需兼具安全性以及適用性等。瀝青路面抗滑性能對其行車安全有著較大的影響。車輛的反復磨損容易使瀝青路面表層出現(xiàn)變形，當其變形程度較大從而磨光路面集料時，會導致路面抗滑性能受到影響。

瀝青混合料配合比

抗滑薄層對瀝青混合料的持久性有著較大的影響。為對薄層抗滑材料抗滑性能衰變規(guī)律進行研究，需先制備符合要求的瀝青混合料。在瀝青混合料表面涂抹薄層抗滑材料，再對其開展磨耗試驗。

在設計配合比時，因瀝青混合料路用性能主要取決于瀝青混合料的體積指標，因此為確保其體積指標能夠滿足要求，本文在配合比設計時采用的是篩選集料，再合成級配的方式，如圖1所示。

將篩選之后的集料再次進行劃分，瀝青混合料目標集配比例可通過集料篩孔通過率和級配曲線通過計算獲取，從而確定瀝青混料的zui佳油石比。本文以馬歇爾試驗確定瀝青混合料的zui佳油石比?；诓煌褪葪l件下開展的馬歇爾試驗所得到的力學指標確定瀝青混合料的zui佳油石比。基于篇幅所限本文將直接給出結果:AC-13瀝青混合料為5.2%的zui佳油石比，SAM-13瀝青混合料為6.1%的zui佳油石比。

抗滑薄層主要以瀝青混合料作為載體，因此對抗滑薄層進行評價，要求瀝青混合料的路用性能bi須滿足基本要求。

為對高溫下瀝青混合料的抗變形能力進行研究，本文對其開展了車轍試驗。此次車轍試驗所用儀器為室內(nèi)輪碾成型機。鑒于篇幅所限，本文將直接給出答案，從實驗結果可知，該瀝青混合料滿足高溫穩(wěn)定性要求。具體如表1所示。

為對瀝青混合料抵抗水損害性能進行研究，本文對其開展了浸水馬歇爾試驗。試驗通過測定馬歇爾穩(wěn)定儀上浸水試件與標準試件的穩(wěn)定度來評價瀝青混合料的抗水損能力。所得結果如表2所示，瀝青混合料殘留穩(wěn)定度滿足要求。

為對瀝青混合料的水穩(wěn)定性進行評價，本文以凍融劈裂試驗的方式測定期水損害前后強度的比值。在室溫條件下保存一組試件，在真空保水環(huán)境下保存另一組試件，并對其進行凍融循環(huán)，所得結果如表3所示?？芍錆M足穩(wěn)定性要求。

瀝青路面加速加載磨耗試驗

在瀝青混合料試塊表層涂抹上抗滑波薄層材料，再將在操作臺上進行固定。試驗所采取加載磨耗的儀器如圖2所示。

為研究瀝青路面抗滑性能與級配和集料之間的關系，本文以加速磨耗試驗對AC-13石灰?guī)r和玄武巖，SMA-13玄武巖開展了研究。并對比分析所得擺式摩擦系數(shù)以及構造深度的變化情況。在溫度為40°C環(huán)境下的加速磨耗試驗結果如圖3、圖4所示。

從試驗結果可知，瀝青混合料的BPN值以及構造深度值隨時間的不斷增加而逐漸變小。從圖中可知，瀝青混合料試件抗滑性能的衰變可按3個階段進行劃分，分別是快速降低，平緩下降以及穩(wěn)定階段。

(1)SMA-13玄武巖比起AC-13玄武巖而言具有更小摩擦擺值初值。從結構的角度出發(fā)，作為骨架密實型的SMA-13玄武巖材料所需的瀝青用量更多。因材料中的集料被瀝青薄膜所包裹因此瀝青用量對擺值初值有所影響。此外，AC-13表面細集料更多，因而填充了結構空隙，使顆粒間具有更強的聯(lián)系;SMA-13表面粗集料更多，因而表面深度更大，在測定擺值時儀器與其接觸面相比于AC-13混合料而言要小，固SMA-13擺值初值較小。

(2)SMA-13玄武巖比AC-13玄武巖的構造深度大。分析原因可知，SMA結構屬于骨架密實型，因此具有較多的粗集料，因此相比于密實級配型AC-13而言骨架密實型SMA-13構造深度較大。瀝青混合料在加速磨耗試驗中的壓密變形階段中，瀝青混合料內(nèi)部膠漿有所上浮，從而降低其構造深度，并且在加速磨耗時磨平了瀝青混合料的表面凸起物，從而使得細集料將其空隙填滿，進一步降低其構造深度。

(3)在相同的瀝青用量以及級配條件下，不同集料的AC-13玄武巖和石灰?guī)r具有基本一致的摩擦系數(shù)擺值和構造深度值，表明對于瀝青混合料的初始擺值級而言瀝青用量有較大的影響。AC-13玄武巖具有較大的衰變終值，AC-13石灰?guī)r具有較大的衰變速率。集料種類不同時其表面構造不同，兩種瀝青混合料具有相似的初始擺值，但隨著磨耗時間不斷增加，兩者的抗滑衰變差異也有所上升。相比于玄武巖而言，石灰?guī)r具有更大的磨耗值，試驗時集料具有更嚴重的表面磨損，因此其具有較快的衰變速率。相比于石灰?guī)r而言，玄武巖具有更大的磨光值，因此玄武巖具有更高的耐久性，故玄武巖的衰變終值較高。

綜合上述分析可知，集料磨耗值以及磨光值都會影響到瀝青混合料的抗滑衰變速度和衰變終值。

溫度對瀝青混合料加速加載抗滑衰變的影響

瀝青混合料是感溫材料中的一種，在其拌和過程中需嚴格控制溫度，并且在瀝青混合料使用時溫度也會對其性能造成影響。本文對AC-13玄武巖開展加速磨耗試驗以獲取溫度對瀝青混合料抗滑衰變的影響，結果如圖5、圖6所示。

從試驗結果可知，隨著溫度的上升，瀝青混合料試件的摩擦擺值以及構造深度的衰減率有所上升。當相同的試驗環(huán)境以及瀝青混合料條件下，試件的抗滑性能隨著不斷升高的溫度表現(xiàn)出不斷降低的趨勢。此外，對于抗滑指標的衰減規(guī)律而言，溫度變化對其并不會產(chǎn)生影響。在不同溫度下試件具有基本一致的抗滑衰減規(guī)律。為確保瀝青混合料試件具有較好的抗高溫性能，可采用60℃的試驗溫度。

瀝青路面抗滑衰變擬合分析

瀝青路面使用時的變化規(guī)律可依靠抗滑衰變過程進行反映。為研究瀝青路面抗滑性能在不同影響因素下的變化情況，本文將對數(shù)據(jù)點進行分析，以將其擬合到數(shù)學模型中。基于上述試驗結果，本文采用Asymptotic數(shù)學模型對其進行擬合，以獲取不同級配條件下瀝青混合料的抗滑衰變函數(shù)關系。在擬合時，本文引入衰變幅度以及衰變終值系數(shù)，使擬合結果與實際情況更加相符。將衰變速率以函數(shù)表示為一階導的形式，具體如圖7所示。

從上圖可知，混合料衰變前期具有較快的衰變速率，后期則是趨于平緩，zui終為0值。從衰變圖可知，小于3000次作用次數(shù)時瀝青混合料的衰變速率具有加大數(shù)值，表明其變化程度較為顯著。在車轍試件表面包裹有瀝青膠漿，在剛開始加速磨耗時瀝青膠漿有著較多的磨耗，從而使其抗滑性能指標具有較大的衰變速率值。當表面瀝青膠漿被磨耗完之后集料顯露出表面凸塊，因此在衰變后期磨耗的主要是集料，即表現(xiàn)為集料提供給瀝青混合料抗滑性能，因集料的力學性能較為良好，因此其后期表現(xiàn)出較為平緩的衰變過程。從圖中可知在級配相同時衰變前期相比于石灰?guī)r而言玄武巖衰變速率較大。瀝青能夠較好的粘附到石灰?guī)r，故玄武巖的衰變速率較大，相對而言其瀝青薄膜前期較早脫落，集料提供抗滑的時間較早。瀝青混合料的抗滑衰變速率與集料粘附性有較大的聯(lián)系，粘附性較差的集料在磨損之后會對瀝青薄膜造成影響，從而降低其抗滑指標，當繼續(xù)進行磨耗時，瀝青混合料具有zui大的表面剝落率時，由集料提供給瀝青抗滑性能，因此在后期衰變時的抗滑性能主要由集料提供。

結語

(1)從摩擦擺值初值的角度出發(fā)，SMA-13玄武巖材料小于AC-13玄武巖材料;從構造深度的角度出發(fā)，SMA-13玄武巖材料則比AC-13玄武巖材料大，表明對于瀝青混合料的抗滑性能而言級配類型也是影響因素之一。

(2)AC-13石灰?guī)r的衰變終值比AC-13玄武巖的小，AC-13石灰?guī)r的衰變速率比AC-13玄武巖的大。說明集料類型是影響瀝青混合料衰變終值以及衰變速率的因素之一。當試驗溫度為60°C時具有zui快的衰變速率，因此在推jian試驗時采用的試驗溫度為60°C。

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全文完 發(fā)布于《道路工程》2020年第4期

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