（道路與鐵道工程專業(yè)論文）SEAM改性瀝青混合料路用性能的試驗(yàn)研究.pdf

摘要 瀝青路面是我國公路與城市道路的主要路面結(jié)構(gòu)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通密度的 增大和重型車輛日益增多，使瀝青路面受到嚴(yán)峻考驗(yàn)。許多道路建成不久，就發(fā)生了高溫 車轍變形、路表面開裂、水損害等早期病害。因此，如何改善瀝青混合料的技術(shù)性能，延 長瀝青路面的使用壽命，已經(jīng)成為廣大道路科技工作者所面臨的重大課題。 本論文采用s e a m 作為改性劑添加到瀝青混合料中，礦料級(jí)配采用a c 一2 0 c 型密級(jí)配， 制作了普通瀝青混合料和s e a m 改性瀝青混合料。根據(jù)汀蘇省的交通情況，s e a m 與瀝青的 比例選用了兩種( s e a m ：瀝青= 3 0 ：7 0 和4 0 ：6 0 ) 比例。通過室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)這三種瀝青混合 料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、水穩(wěn)定性及疲勞性能的測(cè)定，對(duì)比研究了瀝青混合料的 馬歇爾穩(wěn)定度、車轍動(dòng)穩(wěn)定度、浸水馬歇爾穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比、低溫劈裂勁度模量 和低溫破壞強(qiáng)度等參數(shù)，對(duì)三種瀝青混合料的路用性能指標(biāo)進(jìn)行了全面的試驗(yàn)，找出s e a m 對(duì)瀝青混合料路用性能的影響規(guī)律。 為了在施工中根據(jù)不同的施工條件，合理的選擇改性瀝青混合料，本論文對(duì)s b s 和 s e a m 兩種改性瀝青混合料在力學(xué)性能、施工工藝和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了對(duì)比分析，得出 兩種改性瀝青混合料各自的適用條件。 最后通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，結(jié)合有關(guān)s e a m 改性瀝青混合料的部分研究成果和與s b s 改性瀝青混合料的對(duì)比分析以及江蘇省瀝青路面的現(xiàn)狀，得出了本課題的一些結(jié)論，為 s e a m 改性瀝青混合料路面的研究和在江蘇省的推廣應(yīng)用提供參考。 關(guān)鍵詞：s e a m ；瀝青；瀝青混合料；路用性能；試驗(yàn)研究 t h el a b o r a t o r ye x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho nt h e p a v e m e n tp e r f o r m a n c e so fa s p h a l tc o n c r e t em o d i f i e db ys e a m a b s l r a c i a s p h a l tp a v e m e n ti st h em a i ns t r u c t u r ef o r mo fc h i n a sh i g h w a ya n du r b a nr o a d w i t h t h ed e v e l o p m e n to ft h en a t i o n a le c o n o m y , t h eb i g g e ro ft h et r a f f i cd e n s i t ya n dt h em o r eh e a v y v e h i c l e ，a s p h a l tp a v e m e n tf a c e ss e v e r et e s t al o to fr o a d sd e s t r u c t e d ，s u c ha s ：h i g ht e m p e r a t u r e r u t t i n g ，r o a ds u r f a c ee r a c t i n g s o ，h o wt oi m p r o v et e c h n i c a lp e r f o r m a n c eo ft h ea s p h a l tm i x t u r e ， a n dp r o l o n gs e r v i c el i f eo ft h ea s p h a l tp a v e m e n t ，i st h eb i g g e s ts u b j e c tt h a tr o a ds c i e n c ea n d t e c h n o l o g yw o r k e r sf a c e t h er e s e a r c ha d o p t e ds e a ma st h em o d i f i e r , a n dt y p e da c - 2 0 cd e n s eg r a d e da g g r e g a t e ， a n dm a d et h eg e n e r a la s p h a l tm i x t u r ea n ds e a mm o d i f e da s p h a l tm i x t u r e a c c o r d i n gt ot h e t r a f f i cs i t u a t i o ni nj i a n g s up r o v i n c e ，t h er a t i oo fs e a ma n da s p a l ts e l e c t e dt w ok i n d s ( s e a m ： a s p a l t = 3 0 ：7 0a n d4 0 ：6 0 ) t h es t a b i l i t yu n d e rh i g ht e m p e r a t u r e ，t h ea n t i - c r a c ka b i l i t yu n d e r l o wt e m p e r a t u r e ，t h ew a t e rr e s i s t e n c ea n dt h ef a t i g u ep r o p e r t ya r et e s t e df o rt h et h r e et y p e so f t h ea s p h a l tm i x t u r ei nt h el a b t h ep a r a m e t e ro ft h em a r s h e l ls t a b i l i t yo fi m p r a g e n a t e da s p h a l t m i x t u r e ，t h ef r e e z e t h a ws p l i ts t r e n g t h ，t h es t i f fm o d u l u su n d e rl o wt e m p e r a t u r ea n dt h el o w t e m p e r a t u r eb r e a k i n gs t r e n g t ha r er e a s e a r c h e db yc o m p a r a t i v e l yt e s t i n g t h et h r e et y p e so f a s p h a l tm i x t u r ea r ec o m p r e h e n s i v e l yr e s e a r c h e db yt e s t i n g t h ee f f e c tr u l e so fs e a m a r ef o u n d o u t i no r d e rt oc h o o s ear e a s o n a b l em o d i f i e da s p h a l to fd i f f e r e n tc o n d i t i o n si nt h ec o n s t r u c t i o n t h et h e s i sc a r r i e do u tac o m p a r a t i v ea n a l y s i so fs b sa n ds e a mm o d i f i e da s p h a l tm i x t u r ei n m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，c o n s t r u c t i o nt e c h n i q u e sa n de c o n o m y , t h e ng e tt h ea p p l i c a t i o no ft h e c o n d i t i o n sf o rt w ot y p e so fm o d i f i e da s p h a l tm i x t u r e o nt h eb a s e do ft h er e s u l to ft h ee x p e r i m e n ta n da n a l y s i s ，s o m er e s e a r c ho ns e a ma t h o m ea n da b r o a d ，a n dc o m p a r a t i v ea n a l y s i so fs b sa n ds e a mm o d i f i e da s p h a l tm i x t u r e ，a n d t h ep r e s e n tc o n d i t i o no fa s p h a l tc o n c r e t ep a v e m e n ti nj i a n g s up r o v i n c e ，s o m ec o n c l u s i o n sa r e d r a w no u tb ya u t h o ，w h i c hw i l lp r o v i d er e f r e n c eo nt h er e s e a r c h i n g ，e x t e n s i o na n da p p l i c a t i o n o fs e a mm o d i f i e da s p h a l tp a v e m e n ti nj i a n g s up r o v i n c e k e yw o r d s ：s e a m ；a s p h a l t ；a s p h a l tm i x t u r e ；p a v e m e n tp e r f o r m a n c e ；e x p e r i m e n t a ls t u d y i i 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本 論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做 出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意 識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文例本一) ：馬卿1 年2 月艿日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解南京林業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同 意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版( 中國科學(xué)技術(shù) 信息研究所；國家圖書館等) ，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南京林業(yè)大學(xué) 可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以匯編和綜合 為學(xué)校的科技成果，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論 文全部或部分內(nèi)容。 保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密團(tuán)。 ( 請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“ ” ) 學(xué)位論文作者( 本人簽名) ： 指導(dǎo)教師( 本人簽名) ： 砷年l 月訂日 吵口月誓自 致謝 彈指一揮問，研究生的學(xué)習(xí)已接近尾聲。兩年多的學(xué)習(xí)和生活，留下太多珍 責(zé)的回憶，即將離校之際，除了不舍之情，更多的是感激。 首先，要對(duì)我敬愛的導(dǎo)師李國芬副教授致以最深情的謝意。李老師學(xué)識(shí)廣博、 治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，無論做學(xué)術(shù)還是做人、做事，皆是言傳身教、為人師表。她不僅在學(xué) 習(xí)上對(duì)我悉心指導(dǎo)和點(diǎn)撥，在生活上對(duì)我的關(guān)心也是無微不至。在此向她表達(dá)我 最由衷的感謝和最誠摯的祝福。 真誠地感謝王宏暢、張高勤、胡亞風(fēng)老師，在論文的試驗(yàn)和寫作中給予的指 導(dǎo)和幫助；感謝土木工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心給我提供試驗(yàn)場(chǎng)所和試驗(yàn)儀器；感謝實(shí)驗(yàn) 中心各位老師在試驗(yàn)過程中給予的幫助；感謝交通土建教研室每一位老師對(duì)我的 支持與幫助。 感謝趙蘇政、曾麗娟、陳俊松、郁俊超、周扣勤、石迪等研究生在試驗(yàn)過程 中的幫助，祝福他們的明天會(huì)更美好。 感謝同宿舍的姐妹戈丹、范亞坤、秦月波等對(duì)我生活上的關(guān)心，和你們?cè)谝?起的日子是我最快樂的時(shí)光。 最后要感謝我的父母這么多年來對(duì)我的默默支持和最無私的愛，借此論文完 成之際，像他們表達(dá)我衷心的感謝和祝福，祝愿他們身體健康、幸福一生! 作者：馬青娜 二0 0 九年二月 1 緒論 1 1 瀝青路面的發(fā)展 瀝青路面的發(fā)展有著悠久的歷史，據(jù)說早在約公元前6 0 0 年，古巴比倫就有了第一條 瀝青路面，但是施工技藝很快失傳。1 9 世紀(jì)初，人們才開始用瀝青鋪筑路面。從1 8 3 5 年， 在巴黎首先出現(xiàn)了用瀝青鋪筑的人行道路面，2 0 年后，在巴黎又出現(xiàn)了用碾壓瀝青鋪筑 的路面。瀝青路面是由以瀝青材料作為結(jié)合料粘結(jié)礦料而修筑的面層與各類基層和墊層 所組成的路面結(jié)構(gòu)。由于瀝青路面使用瀝青結(jié)合料，因而增強(qiáng)了礦料間的粘結(jié)力，提高了 混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使路面的使用質(zhì)量得到提高。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面 具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨性好、振動(dòng)小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡 便、適宜于分期修筑等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。2 0 世紀(jì)5 0 年代以來，世界各 國修建的瀝青路面的數(shù)量增長迅猛。據(jù)國家交通部2 0 0 7 年1 0 月7 日發(fā)布的全國交通發(fā)展 報(bào)告統(tǒng)計(jì)，截止2 0 0 6 年底，按公路路面類型分組，各類型路面里程分別為：有鋪裝路面 9 9 6 5 萬公里，其中瀝青混凝土路面3 5 0 1 萬公里，水泥混凝土路面6 4 6 4 萬公里比。但 是在我國已修筑的高等級(jí)公路路面中根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)得到：瀝青路路面占的比例達(dá)到9 0 左右，主要原因就是瀝青路面具有上述的優(yōu)點(diǎn)，而且隨著國家國民經(jīng)濟(jì)的增長，人民生活 水平的提高及現(xiàn)代化道路交通運(yùn)輸?shù)男枰?，瀝青路面將會(huì)以其特有的性能得到更加廣泛的 應(yīng)用。 雖然我國公路建設(shè)取得了輝煌的成就，但是公路建設(shè)的質(zhì)量問題仍是影響公路建設(shè)發(fā) 展的主要因素，我國的公路建設(shè)質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家相比仍存在不小的差距。關(guān)于瀝青路面質(zhì) 量問題的影響因素是多方面的，如設(shè)計(jì)、施工、材料和管理等方面。其中材料是最關(guān)鍵的 影響因素之一。目前我國生產(chǎn)的瀝青材料還不能滿足國內(nèi)高等級(jí)公路建設(shè)市場(chǎng)的需要。主 要是由于我國大多數(shù)原油屬于低硫石蠟基和含硫中間基，以此生產(chǎn)的大部分國產(chǎn)瀝青存在 著含蠟量高、溫度敏感性大、熱穩(wěn)定性和低溫抗裂性能差、水穩(wěn)定性不夠理想、耐久性欠 佳，易使瀝青路面產(chǎn)生車轍、擁包、開裂、水損害等破壞，瀝青路面的路用品質(zhì)和使用年 限難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因而難以應(yīng)用于高等級(jí)路面。雖然近幾年，石油部門科技人員為提 高瀝青技術(shù)性能而對(duì)煉制工藝進(jìn)行了大量的研究，采用適合生產(chǎn)重交瀝青的環(huán)烷基或中間 基原油，國產(chǎn)瀝青質(zhì)量有了很大的提高。但國產(chǎn)瀝青的質(zhì)量穩(wěn)定性仍然受到許多的質(zhì)疑， 因而影響對(duì)國產(chǎn)瀝青的使用。為了滿足高等級(jí)公路的建設(shè)發(fā)展需要，我國每年仍需進(jìn)口一 定數(shù)量的國外瀝青。根據(jù)我國海關(guān)總署的統(tǒng)計(jì)，2 0 0 6 年我國進(jìn)口瀝青3 4 5 萬噸左右，按 平均單價(jià)3 2 2 9 美元噸計(jì)算聆1 ，總計(jì)花費(fèi)1 1 1 4 億美元的外匯，大大增加了公路建設(shè)的 成本。另一方面隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于交通量迅速增長，車輛大型化、超載嚴(yán)重，車 輛渠化等原因，在一些特殊路段，即使使用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)重交通瀝青或進(jìn)口瀝青，仍不能滿足 目前交通的需要，許多路面遠(yuǎn)在設(shè)計(jì)使用年限之前，便不得不大規(guī)模維修罩面，帶來了大 量直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。如何提高瀝青及瀝青混合料的路用性能，以滿足交通發(fā)展的需 要，這是我國道路工作者所面臨的重要課題。 1 因此，針對(duì)上述影響瀝青路面質(zhì)量的材料問題，在瀝青中添加各種添加劑進(jìn)行多種瀝 青改性技術(shù)的研究和探索，研制改性瀝青，改善道路瀝青的使用性能，大幅度提高瀝青路 面的力學(xué)行為，延長瀝青路面的使用壽命，具有重要意義。 1 2 改性瀝青的研究現(xiàn)狀 對(duì)瀝青進(jìn)行改性是- - i - j 較新的技術(shù)，最早是由奧地利理查得費(fèi)爾辛格集團(tuán)開發(fā)出來 的，并在最近十幾年內(nèi)逐步得到完善與發(fā)展，已在歐、美許多國家得到廣泛應(yīng)用。近年來 也為沙特、新加坡和馬來西亞等一些亞洲國家所應(yīng)用。所謂改性瀝青是指通過往瀝青中摻 加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其它填料等外摻劑( 改性劑) 或采取對(duì)瀝青 輕度氧化加工等措施，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得到改善而制成的瀝青結(jié)合料h 1 。改性 瀝青在我國最早是1 9 9 2 年用于首都機(jī)場(chǎng)高速公路，后來在廣佛高速公路、上海虹橋機(jī)場(chǎng) 和廣西柳州機(jī)場(chǎng)跑道陸續(xù)使用。其后河北、吉林、江蘇、遼寧、山東、山西、湖北、上海 和廣東等省市也先后修建了試驗(yàn)路，有些已在高速公路工程上得到了應(yīng)用。但是，在使用 過程中，發(fā)現(xiàn)很多項(xiàng)目忽視了氣候的差異，過多地參考國外的經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)了泛油等問題。 個(gè)別試驗(yàn)段甚至是失敗的。因此，鑒于我國改性瀝青路面發(fā)展還有很大的潛力，必須對(duì)其 進(jìn)行更深入的研究。 瀝青進(jìn)行改性主要有兩個(gè)方面的原因1 ：從瀝青的性能來講，它是一種對(duì)溫度很敏感 的材料，隨著溫度的變化其狀態(tài)和性能都將發(fā)生變化。溫度升高時(shí)瀝青會(huì)變軟、變稀，粘 結(jié)力下降，溫度下降時(shí)會(huì)變稠、變硬、變脆，喪失粘結(jié)力。這種性能對(duì)瀝青的使用是很不 利的，在夏季或氣候炎熱的地區(qū)，在重載的作用下瀝青路面易形成車轍；在冬季或寒冷的 地區(qū)，瀝青路面易出現(xiàn)裂縫。這些問題的出現(xiàn)，不僅使路面的使用狀態(tài)變壞，而且要大大 縮短路面的使用壽命。從客觀需要看，現(xiàn)代公路交通，特別是高速公路對(duì)瀝青路面的要求 越來越高，現(xiàn)代交通的特點(diǎn)是交通量大、載重量大、行車速度大，所以要求路面承載能力 大、耐久性好并具有良好的表面狀況。我國的石油大多屬于石蠟基，用其提煉加工出來的 瀝青一般性能較差、標(biāo)號(hào)較低，難以滿足上述要求。改性瀝青的目的就是要改善瀝青的感 溫性，提高軟化點(diǎn)，降低脆點(diǎn)，擴(kuò)大改性瀝青混凝土路面高溫不軟、低溫不裂的溫度范圍， 并具有較高的強(qiáng)度，從而大大延長使用壽命，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。自從首次 將橡膠粉加入瀝青改性以來，發(fā)展到如今，改性劑的品種越來越多，選擇范圍越來越廣。 總的來說，改性劑的不斷擴(kuò)大主要原因是道路使用者需要解決日益加劇的道路病害，而改 性劑為解決這些問題提供了途徑。常用的瀝青改性材料主要包括以下幾類。：( 1 ) 聚合物 類。包括：合成橡膠類，如s b r 、x r 等；熱塑性橡膠類，如s b s ；熱塑性樹脂類，如p e 、 e v a 等。( 2 ) 抗剝落劑，如金屬皂、有機(jī)胺和消石灰等。( 3 ) 抗老化劑，如受阻酚、受阻 胺等。( 4 ) 各類填料，如粉煤灰、硫磺、硅藻土、廢橡膠粉、各類纖維、各類塑料格柵、 土工布等。此外，人們還通過在基質(zhì)瀝青中摻加天然瀝青( 湖瀝青、巖石瀝青、海底瀝青) 及對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行半氧化處理等一系列方法來改善瀝青的技術(shù)性能，以達(dá)到瀝青改性的目 的。 2 不同的瀝青改性劑有不同的改性效果，一般來說，橡膠類改性瀝青可以提高瀝青路面 的抗低溫開裂能力和抗疲勞開裂能力；熱塑性橡膠類改性瀝青可以提高瀝青路面的抗永久 變形能力、抗低溫開裂能力和抗疲勞開裂能力；熱塑性樹脂類改性瀝青可以提高瀝青路面 的抗永久變形和抗疲勞開裂能力；各類抗剝落劑等外摻劑可以提高瀝青路面的抗水損害能 力。 從對(duì)瀝青混合料各方面性能的改性效果來看，熱塑性橡膠類改性瀝青的改性范圍比較 全面，其中以s b s 改性瀝青的改性效果最為明顯。我國交通部公路科研所曾對(duì)s b s 、s b r 、 p e 、e v a 四種改性劑的改性效果進(jìn)行比較試驗(yàn)，結(jié)果表明s b s 在高溫、低溫性能、彈性恢 復(fù)性能，感溫性等方面都有突出的優(yōu)點(diǎn)，其它改性劑的改性效果，均不如s b s 口1 。由于s b s 改性瀝青有其他改性劑無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，而且其適用范圍廣，國內(nèi)來源方便，在我國，s b s 改性瀝青已成為我國改性瀝青發(fā)展的主要方向。其在北京一昌平高速公路、首都機(jī)場(chǎng)高速 公路、北京平安大橋、巖石大橋、廣東虎門大橋、河北保定軍用機(jī)場(chǎng)跑道、北京機(jī)場(chǎng)東跑 道等多處工程應(yīng)用上均得到業(yè)內(nèi)人士好評(píng)。 1 3s e a m 的特性、優(yōu)點(diǎn)和國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì) 1 3 1s e a m 的主要特性及其優(yōu)點(diǎn) s e a m 是s u l p h u r e x t e n d e da s p h a l tm o d i f i e f 的縮寫睛1 ，意為“硫磺硬化瀝青改性劑”， s e a m 主要成分為硫磺，又名硫磺稀釋瀝青摻和劑，其硫磺含量為9 9 4 ，另摻有微量煙 霧抑制劑和增塑劑，其熔點(diǎn)為l1 5 。c ，閃點(diǎn)為2 0 7 。c ，沸點(diǎn)為4 4 4 6 。c ，相對(duì)密度( 水= 1 ) 為2 0 0 ，呈灰黑色顆粒，直徑為2 m m 。硫磺作為化學(xué)用品被用在醫(yī)藥、火藥、煙熏以及制 作硫酸，目前被用在混凝土中抗腐蝕以及被用在瀝青混合料中，溶解在瀝青混合料中的分 散的硫磺最終凝聚形成結(jié)晶和網(wǎng)格狀。s e a m 既是一種膠結(jié)料添加物，又是一種瀝青混合 料改性劑。 與常規(guī)瀝青混合料相比，s e a m 改性瀝青混合料具有以下優(yōu)點(diǎn)： ( 1 ) s e a m 中的硫磺使瀝青混凝土結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。在7 0 以下硫磺是固體，隨著時(shí)間的增 長與瀝青部分化學(xué)結(jié)合形成結(jié)晶，從而使結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，穩(wěn)定度提高。尤其改善高溫穩(wěn)定性比 較明顯，同一級(jí)配的混合料比s b s 改性瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度要高很多，是不改性混合料的 3 倍以上，而且不會(huì)產(chǎn)生泛油現(xiàn)象舊1 。 ( 2 ) s e a m 瀝青混合料路面，在不降低低溫抗裂性的前提下，不但提高了路面的強(qiáng)度 和高溫穩(wěn)定性，也提高了瀝青路面抗水損害的能力，增強(qiáng)了瀝青混合料的耐久性，從而延 長了瀝青路面的使用壽命。 ( 3 ) s e a m 瀝青混合料降低了瀝青的消耗，與同樣的改性瀝青相比可以節(jié)省建筑成本 和能源。殼牌全球?yàn)r青業(yè)務(wù)副總裁愛格博特沃德曼( e g b e r t v e i d m a n ) 先生指出u 州：瀝 青混合料中添加s e a m ，能使混合料中瀝青用量減少3 0 4 0 ，緩解公路工程施工旺季因 瀝青供應(yīng)不足而出現(xiàn)影響施工進(jìn)度的問題，減少公路建設(shè)對(duì)瀝青材料的依賴。 3 ( 4 ) s e a m 瀝青混合料節(jié)約能源。因?yàn)榱蚧鞘篂r青粘度降低，硫磺在7 0 左右開始軟 化變?yōu)槟z狀體，至1 1 5 左右完全液化，所以與瀝青相容后使瀝青的粘度降低，使混合料 變得容易拌和、容易攤鋪和碾壓，因此可以降低拌和溫度。其拌和溫度比一般瀝青混凝土 要低1 5 左右，節(jié)省了燃料費(fèi)用。實(shí)踐表明，拌和溫度在1 3 5 1 4 5 最好。另外，有 資料報(bào)道n 副，通常普通瀝青混合料在碾壓時(shí)，需要6 到8 遍碾壓工序完成的壓實(shí)度，而 s e a m 瀝青混合料只要3 到5 遍的工序即可達(dá)到同樣要求，減少了碾壓設(shè)備的固定投入。 ( 5 ) s e a m 瀝青混合料存儲(chǔ)及運(yùn)輸方便。s e m a 改性劑顆粒為固態(tài)堆存，無需罐儲(chǔ)、桶 裝、不會(huì)滲油、污染環(huán)境，并且可以大幅度節(jié)約儲(chǔ)存、運(yùn)輸中的能源消耗，降低施工成本。 ( 6 ) 路面抗壓陷性能好，特別適合于高負(fù)荷公路、交通繁忙的十字路口、公共汽車 線路等n 引。 ( 7 ) s e a m 可以提高低質(zhì)量石料和高含蠟量瀝青混合料的路用性能，這就給只有低質(zhì) 量石料和瀝青含蠟量高的地區(qū)修建公路提供了另一種選擇。 ( 8 ) s e a m 的改性瀝青比s b s 在經(jīng)濟(jì)上有很大優(yōu)勢(shì)。有資料表明n 制，使用s e a m 瀝青 鋪路比使用s b s 改性瀝青鋪路成本降低約3 0 。 在中國，由于國土面積廣闊，氣候條件比較復(fù)雜；瀝青的質(zhì)量也各異，特別是有些國 產(chǎn)瀝青含臘量較高，導(dǎo)致了路面的許多病害，無法適應(yīng)高速公路的使用需要。高速公路所 需瀝青混合料只能依靠進(jìn)口或改性；還有一些地區(qū)，當(dāng)?shù)氐氖腺|(zhì)量不盡人意，較長的運(yùn) 輸距離又使優(yōu)質(zhì)的石料無法經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸?shù)礁鞯?，由此得到較差的混合料質(zhì)量，又進(jìn)一步嚴(yán) 重地影響了路面的工作性能和壽命。在瀝青混合料中添加s e a m 則可以在許多方面明顯提 高普通瀝青混合料的質(zhì)量，改善瀝青混合料的強(qiáng)度，使其路用性能可以和s b s 瀝青混合料 相媲美。 1 3 2 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) s e a m 技術(shù)是在北美s e a 技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的新型低嗅環(huán)保型專利瀝青混合料添加劑 產(chǎn)品n 5 1 副。在技術(shù)原理和早期的s e a 技術(shù)基本相同。但使用中的環(huán)保性能和路面性能上比 早期的s e a 得到較大提高。北美的s e a 技術(shù)在1 9 7 0 年代末和1 9 8 0 年代初，得到了廣泛使 用。僅僅在美國，就鋪筑了約2 0 0 0 英里的車道長度，在加拿大也有相當(dāng)?shù)氖褂胾7 1 。在1 9 8 0 年代中期，s e a 的原料價(jià)格飛漲，s e a 技術(shù)不再經(jīng)濟(jì)，不再適用于建設(shè)道路。在上個(gè)世紀(jì) 9 0 年代，美國聯(lián)邦公路局使用了早期的s e a 技術(shù)的公路項(xiàng)目( 在運(yùn)行了1 0 年到2 0 年后) 進(jìn)行了調(diào)研。 對(duì)s e a 技術(shù)的長期路用性能進(jìn)行了評(píng)估，并得出結(jié)論： ( 1 ) 使用低添加量的s e a 技術(shù)的路面性能與普通瀝青路面性能相當(dāng)，s e a 的使用可 以節(jié)約一些瀝青，但不對(duì)瀝青路面的長期壽命有影響。 ( 2 ) 使用適當(dāng)添加量的s e a 的路面性能比普通瀝青路面有一定的提高，路用壽命延 長。因此，實(shí)踐證明了s e a 技術(shù)的可靠性。s e a m 專利技術(shù)在2 0 0 0 年左右從s e a 早期技術(shù) 4 的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在使用時(shí)伴隨產(chǎn)生的氣味和不良?xì)怏w大大降低，s e a m 的使用方便 程度大大提高，改性性能穩(wěn)定。 s e a m 瀝青路面在美國和加拿大等國家的應(yīng)用，成功顯示了其使用的優(yōu)越性。1 9 7 5 年， 在美國的得克薩斯州鋪筑了第一條試驗(yàn)路。1 9 7 7 年，在美國的內(nèi)華達(dá)鋪筑了第二條試驗(yàn) 路。1 9 8 2 年建設(shè)的t r a n s c a n n a d a h w y ，b r o o k s ，a l b e r t a ，使用1 2 年后路面的車轍深度只 有1 1 1 m m ，而普通瀝青的路面車轍深度為2 1 6 m m 。1 9 8 3 年建設(shè)的加拿大b c h w y # 2 9 ，從 c h e t w y n d 到t u m b e r r i d g e 的路段，使用1 8 年后，橫向裂縫只有2 6 道k m ，車轍深度小于 l o m m 。美國的試驗(yàn)顯示，s e a m 瀝青路面出現(xiàn)的橫向裂紋比常規(guī)瀝青路面少。 目前世界原油價(jià)格波動(dòng)較大，供應(yīng)不足的情況常有發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致了瀝青的供應(yīng)短缺 和路面造價(jià)成本增大。世界許多地區(qū)硫磺價(jià)格反而又比較低廉，長期供應(yīng)豐富，使得硫磺 成為一種生產(chǎn)高質(zhì)量的低成本公路建設(shè)材料的添加劑n 引，并且在過去的2 5 年中，北美道 路研究者對(duì)利用s e a m 作為瀝青改性劑來強(qiáng)化和部分代替瀝青作為公路建筑材料進(jìn)行了許 多研究。而國際硫研究所是世界專業(yè)硫研究機(jī)構(gòu)，他們?cè)? 0 0 3 年4 月發(fā)表文章中對(duì)s e a m 瀝青公路材料的前景非常看好u 9 i 。 2 0 0 0 年中國開始引入s e a m 改性瀝青混合料，并在一些公路上進(jìn)行了鋪筑試驗(yàn)，具體 應(yīng)用的路段如下：2 0 0 2 年，在天津利用s e a m 改性瀝青混合料成功鋪筑了津沽公路、津榆 公路；同年，s e a m 技術(shù)用于北京1 1 0 舊線一運(yùn)煤專線的大修試驗(yàn)段，幾年后經(jīng)過重車的 考驗(yàn)，路面基本沒有車轍。2 0 0 3 年，s e a m 技術(shù)用于陜西的西( 安) 寶( 雞) 高速公路的大修 試驗(yàn)段。經(jīng)過幾年的運(yùn)營，效果良好；同年，s e a m 技術(shù)也在黑龍汀哈爾濱到尚志市干線 公路的立交聯(lián)絡(luò)線應(yīng)用，取得了很好的效果。2 0 0 5 年，s e a m 技術(shù)用于云南安( 寧) 楚( 雄) 高速公路的新材料試驗(yàn)段，目前使用效果良好；同年，s e a m 技術(shù)用于內(nèi)蒙古自治區(qū)海( 拉 爾) 牙( 克石) 一級(jí)公路的新材料試驗(yàn)段心們。 實(shí)踐表明，s e a m 改性瀝青混合料有很好的路用性能，有很好的應(yīng)用前景。江蘇省對(duì) s e a m 用于瀝青混合料改性方面的研究非常少。江蘇省地處中原地區(qū)，一年四季溫差較大， 夏季溫度較高，雨水多。本論文研究目的就是研究s e a m 改性瀝青混合料在江蘇的路用性 能，為s e a m 改性瀝青路面在江蘇的推廣、應(yīng)用提供依據(jù)。 1 4 本論文的研究目的與意義 目前，我國仍處于公路建設(shè)大發(fā)展時(shí)期，隨著多條高等級(jí)公路的陸續(xù)投入使用，其交 通量及軸載的日益增加，不少高等級(jí)公路路面功能正逐步退化，有的僅2 3 年就出現(xiàn)早 期破壞，使用壽命大大降低。其中瀝青路面水損害成為公路的嚴(yán)重病害之一。由于在公路 投入營運(yùn)后，這種病害來得快，發(fā)生早，因而在近幾年瀝青路面設(shè)計(jì)研究中已給予了足夠 的重視。在季節(jié)性冰凍地區(qū)和多雨潮濕地區(qū)，瀝青路面更易產(chǎn)生松散、坑槽等水損害破壞 形式心。在高溫季節(jié)，大型車輛及超載路段，車轍已成為瀝青路面最嚴(yán)重的破壞形式之一。 瀝青路面低溫裂縫也普遍存在。 為了減輕瀝青路面這些病害，滿足高速行駛的舒適性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，就必須改善 5 和提高瀝青混合料的路用性能，從而提高道路的使用性能。這種使用性能包括瀝青路面的 低溫抗裂性能、高溫性能和表面性能。然而上述瀝青混合料的性能要求往往相互矛盾。為 了提高高溫抗車轍能力，盡量多采用粗集料，減少用油量，采用較稠瀝青，但這種混合料 易產(chǎn)生低溫開裂。而提高低溫抗裂性能，則要求增加用油量，采用較密級(jí)配集料，較稀的 瀝青，但其易出現(xiàn)車轍、泛油、擁包?，F(xiàn)代公路要求高質(zhì)量、長壽命，對(duì)開發(fā)新材料提出 了更高的要求。從大量路面結(jié)構(gòu)損壞原因的調(diào)查分析來看，瀝青及其混合料的品質(zhì)不高是 主要原因之一。要解決這一問題，必須從改善瀝青路面性能和改善瀝青混合料的性能以及 配合比設(shè)計(jì)來著手。 s b s 改性瀝青雖然具有其它瀝青無可比擬的優(yōu)越性，但是其造價(jià)昂貴，生產(chǎn)工藝復(fù)雜， 在我國僅僅適用于一些高等級(jí)公路的中、上面層以及一些特殊工程，還難以大規(guī)模推廣、 應(yīng)用。有研究發(fā)現(xiàn)，s e a m 改性瀝青混合料可以改善瀝青混合料各方面的性能，并且比s b s 經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用s e a m 改性瀝青混合料有很大的優(yōu)越性。 本論文目的就是研究s e a m 改性瀝青混合料的路用性能，為s e a m 改性瀝青路面在江蘇 省的推廣、應(yīng)用提供依據(jù)。 1 5 本論文的主要內(nèi)容 本論文將s e a m 作為改性劑，制備改性瀝青混合料。通過試驗(yàn)手段，對(duì)s e a m 改性瀝青 混合料的路用性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。通過參考s e a m 改性瀝青混合料在中國的應(yīng)用以及s e a m 的應(yīng)用指南，發(fā)現(xiàn)s e a m 最適于應(yīng)用于瀝青路面的中面層，故本論文瀝青混合料礦料級(jí)配 型式擬采用a c - 2 0 c 型( 石灰?guī)r) 密級(jí)配瀝青混合料，粗、細(xì)集料采用鎮(zhèn)江茅迪石料有限 公司生產(chǎn)的石灰?guī)r石料，礦粉采用南京湯山礦粉有限公司生產(chǎn)的礦粉，s e a m 采用北京利 安隆公司生產(chǎn)的改性劑顆粒，瀝青為韓國s k - 7 0 # 道路石油瀝青。同時(shí)結(jié)合地域特點(diǎn)，討 論s e a m 改性瀝青混合料在江蘇省瀝青路面中的應(yīng)用價(jià)值。因此，試驗(yàn)有針對(duì)性地選取材 料、級(jí)配，選取的材料、級(jí)配都是在江蘇省內(nèi)瀝青路面工程中常用的。本論文的主要內(nèi)容 包括： ( 1 ) 原材料試驗(yàn)：包括粗、細(xì)集料、礦粉基本性能試驗(yàn)和瀝青的三大指標(biāo)試驗(yàn)。 ( 2 ) 配合比設(shè)計(jì)：包括普通瀝青混合料和s e a m 改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。 ( 3 ) 普通瀝青混合料和s e a m 改性瀝青混合料的路用性能試驗(yàn)：包括高溫穩(wěn)定性、低 溫抗裂性能、水穩(wěn)定性及疲勞性能試驗(yàn)。高溫性能以馬歇爾試驗(yàn)穩(wěn)定度、車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn) 定度為主要評(píng)定指標(biāo)；低溫性能以劈裂試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和破壞勁度模量以及彎 曲試驗(yàn)的破壞強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和破壞勁度模量為主要評(píng)定指標(biāo)；水穩(wěn)定性以浸水馬歇爾試 驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度和劈裂凍融試驗(yàn)的劈裂強(qiáng)度比作為評(píng)定指標(biāo)；疲勞試驗(yàn)以劈裂疲勞和小梁 彎曲疲勞得到的疲勞作用次數(shù)為主要評(píng)定指標(biāo)。 ( 4 ) 對(duì)s e a m 改性瀝青混合料的高、低溫性能、水穩(wěn)定性及疲勞性進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)， 找出改性劑s e a m 對(duì)瀝青混合料性能的影響規(guī)律。 ( 5 ) s e a m 改性瀝青混合料有其自身的優(yōu)越性，而s b s 改性瀝青混合料在當(dāng)前瀝青路 6 面中應(yīng)用廣泛。但是，每種混合料都有它自己的最突出的優(yōu)越性。為了得出每種改性瀝青 混合料的適用范圍，將這兩種不同類型的改性瀝青混合料分別在力學(xué)性能、施工工藝以及 經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行比較，得出各自的適用范圍。 2 試驗(yàn)方案、試驗(yàn)方法及原材料性質(zhì) 2 1 試驗(yàn)方案 本試驗(yàn)采用s e a m 作為瀝青混合料的改性劑，按兩種摻加量( s e a m ：瀝青= 3 0 ：7 0 ， s e a m ：瀝青= 4 0 ：6 0 ) 制備改性瀝青混合料。采用s e a m ：瀝青= 3 0 ：7 0 和s e a m ：瀝青= 4 0 ：6 0 兩種比例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。這是因?yàn)椋簊 e a m 與瀝青混合時(shí)的重量比可以從3 0 s e a m 7 0 瀝青到5 0 s e a m 5 0 瀝青。1 ) 按重量比5 0 s e a m 5 0 瀝青組合：這種比例的瀝青混凝土是 一種“全剛性”的瀝青混凝土，具有非常強(qiáng)的抗車轍能力，但是柔性較低，適用于高強(qiáng)度 的路面結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是：粘結(jié)料硬化較早，混合料操作時(shí)間較短，拌和溫度需在建議的最 高溫度下( 1 5 09 c ) 拌和，并快速壓實(shí)到所需密度。因此，其煙霧排放較大。2 ) 按重量比 4 0 s e a m 6 0 瀝青組合：這種比例的瀝青混凝土是一種“半剛性”的瀝青混凝土，具有較 強(qiáng)的抗車轍能力，同時(shí)又能保持足夠的柔性和較好的疲勞性能。適用于較強(qiáng)的路面結(jié)構(gòu)。 其特點(diǎn)是：可按常規(guī)混合料的壓實(shí)方式壓實(shí)，且拌和溫度在1 4 0 左右，混合料煙霧較少。 3 ) 按重量比3 0 s e a m 7 0 瀝青組合：這種比例的瀝青混凝土是一種“軟”的瀝青混凝土， 其性能與常規(guī)瀝青混凝土相似，路面性能略好一些，其特點(diǎn)是：與常規(guī)瀝青混凝土相比， 可以用較少的壓實(shí)工作量得到最佳密實(shí)度，同時(shí)可以節(jié)約瀝青的費(fèi)用 2 2 o 根據(jù)s e a m 的使 用指南和國外的使用經(jīng)驗(yàn)心引，在瀝青中摻加3 0 - 4 0 的s e a m 用于瀝青路面的中面層是最 理想的，故本試驗(yàn)采用s e a m ：瀝青= 3 0 ：7 0 和s e a m ：瀝青= 4 0 ：6 0 兩種t ：t , f f 【j 進(jìn)行對(duì)比試 驗(yàn)。 s e a m 顆粒的密度約是瀝青密度的2 倍，將s e a m 改性劑顆粒直接加入瀝青中不能混合 均勻，混合以后會(huì)很快地分離沉淀，所以不能將其做成液態(tài)的改性瀝青使用；通常采用直 接將s e a m 顆粒投放到瀝青混合料中，在骨料的剪切作用下就能達(dá)到改性的目的。因此， 試驗(yàn)主要進(jìn)行混合料的試驗(yàn)，即普通瀝青混合料和s e a m 改性瀝青混合料的對(duì)比試驗(yàn)。 粗集料、細(xì)集料均采用鎮(zhèn)江茅迪石料有限公司生產(chǎn)的石灰?guī)r石料，填料采用南京湯山 礦粉有限公司生產(chǎn)的礦粉。瀝青混合料的級(jí)配類型為a c 一2 0 c 型密集配瀝青混合料。瀝青 混合料試驗(yàn)包括馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、低溫劈裂試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、 劈裂凍融試驗(yàn)、劈裂疲勞和小梁彎曲疲勞試驗(yàn)。通過試驗(yàn)結(jié)果分析評(píng)價(jià)s e a m 對(duì)瀝青混合 料路用性能的改善效果。 具體的試驗(yàn)方案如圖2 1 所示： 8 圖2 - 1 技術(shù)方案流程圖 f i g u r e 2 - 1f l o wc h a r to ft e c h n i c a ls c h e m e 2 2 試驗(yàn)方法 2 2 1 瀝青混合料試件成型方法 ( 1 ) 混合料的拌和 1 ) 拌和溫度 對(duì)于普通瀝青混合料，瀝青的加熱溫度為1 6 0 c ，礦料加熱溫度為1 7 5 ，瀝青混合 料拌和溫度為1 6 5 。s e a m 改性瀝青混合料的拌和溫度為1 4 5 。c 。這是因?yàn)椋簱郊觭 e a m 后，由于s e a m 的熔點(diǎn)只有1 1 5 。c ，在與瀝青混合以后，將瀝青的粘度降低，容易操作， 不需要普通瀝青那樣的高溫，一般在1 3 5 1 4 5 。c 為好，炎熱的夏天低一些，氣溫低時(shí)可以 稍微高一些，但不要超過1 5 0 。c ，超過以后要釋放硫化氫、二氧化硫等有害氣體，有煙霧 和刺鼻氣味，尤其硫化氫對(duì)人是有害的；不超過就不會(huì)釋放或釋放濃度很低，不會(huì)超過環(huán) 保允許的濃度，不會(huì)達(dá)到引起刺激的濃度。經(jīng)試驗(yàn)該改性劑在1 5 0 。c 以下不產(chǎn)生有害氣體。 9 因此，對(duì)于s e a m 改性瀝青混合料，礦料和瀝青的加熱溫度為1 5 0 c ，主要考慮試驗(yàn)時(shí)， 它會(huì)下降2 3 ，不會(huì)高于1 5 0 。 2 ) 改性劑添加方法 拌和時(shí)s e a m 改性劑顆粒直接投入瀝青混合料中而不需要加熱。 3 ) s e a m 改性瀝青混合料的加料順序和攪拌時(shí)間 先將瀝青和集料單獨(dú)加熱到1 4 5 。c ，再加入攪拌鍋里，同時(shí)為了能夠使s e a m 熱融充 分并可以均勻地分散到混合料里，也將s e a m 加入到鍋里一起攪拌，攪拌時(shí)間為9 0 秒；第 一次攪拌完再加入礦粉，進(jìn)行第二次攪拌，同樣攪拌時(shí)間為9 0 秒，使混合料達(dá)到充分均 勻的狀態(tài)。攪拌完后，為了保證擊實(shí)時(shí)的粘度不宜過大或過小，擊實(shí)的溫度設(shè)在1 3 5 5 左右。 ( 2 ) 試件成型 本試驗(yàn)主要的成型試件是馬歇爾試件和車轍板試件，其成型過程如下： 1 ) 馬歇爾試件 將預(yù)先加熱到1 2 0 。c 左右的試模從烘箱里取出，在試模內(nèi)壁上涂上黃油，再將拌好的 瀝青混合料均勻裝入試模中，插入溫度計(jì)至混合料中心附近，檢查混合料溫度是否滿足擊 實(shí)溫度要求。待混合料溫度達(dá)到要求的擊實(shí)溫度后，將試模連同底座一起放在擊實(shí)臺(tái)上固 定，進(jìn)行擊實(shí)。采用馬歇爾方法確定最佳瀝青用量時(shí)，試件雙面擊實(shí)7 5 次；試件擊實(shí)完 后，量取試件高度，如高度不符合要求時(shí)，試件應(yīng)作廢，并調(diào)整試件的混合料質(zhì)量，以保 證高度符合6 3 5 1 3 m m 的要求。卸去套筒和底座，將裝有試件的試模橫向放置冷卻至室 溫后( 不少于1 2 h ) ，置脫模機(jī)上脫出試件，至此試件成型完成。將試件存放好以備試驗(yàn)時(shí) 用。做s e a m 改性瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)時(shí)，馬歇爾試件均為雙面擊實(shí)7 5 次；進(jìn)行 凍融劈裂試驗(yàn)時(shí)，所用馬歇爾試件按規(guī)范要求雙面擊實(shí)5 0 次。 2 ) 車轍板試件 根據(jù)已確定的礦料級(jí)配和最佳瀝青用量，按馬歇爾法確定的毛體積密度，用輪碾法成 型3 0 0 m m 3 0 0 m m 5 0 m m 的車轍板。成型時(shí)應(yīng)對(duì)瀝青混合料裝模后立即碾壓，一般碾壓次 數(shù)為往返1 2 次，碾壓至混合料與試模平齊，保證碾壓密實(shí)度達(dá)到馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)密度的 】0 0 + 】。 2 2 2 路用性能試驗(yàn)方法 ( 1 ) 瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn) 馬歇爾試驗(yàn)是瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的主要試驗(yàn)方法，按照我國公路工程瀝青及瀝青 混合料試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)。將成型的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件( 直 徑1 0 1 6 2 5 m m ，高6 3 5 1 3 m m ，雙面各擊實(shí)7 5 次) 置于6 0 1 的恒溫水槽中保溫3 0 - - 4 0 m i n 。然后，把試件置于馬歇爾試驗(yàn)儀上，以5 0 5 m m m i n 的速度加荷，至試驗(yàn)荷載達(dá) 到最大值，此時(shí)的最大荷載即為穩(wěn)定度m s ，以k n 計(jì)，準(zhǔn)確至0 0 1 k n ：相應(yīng)于荷載最大值 時(shí)的變形( 經(jīng)過原點(diǎn)修正) 為流值f l ，以m i l l 計(jì)，準(zhǔn)確至0 1 m m 。 ( 2 ) 瀝青混合料的車轍試驗(yàn) 1 0 根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)確定的礦料級(jí)配、最佳瀝青用量及瀝青混合料密度，用輪碾儀制成 3 0 0 m m 3 0 0 m i n x5 0 m m 板塊狀試件，成型時(shí)普通瀝青混合料碾壓溫度為1 5 0 ，s e a m 改性 瀝青混合料的碾壓溫度為1 4 5 ( 2 ，碾壓次數(shù)控制到混合料與試模齊平為止，試件成型密度 達(dá)到馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度1 0 0 4 - 1 ，并連同試模一起在室內(nèi)靜置1 2 h 以后脫模，方可進(jìn)行車轍 試驗(yàn)。 ( 3 ) 低溫抗裂性試驗(yàn) 本試驗(yàn)主要采用劈裂試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和破壞勁度模量以及彎曲試驗(yàn)的破壞 強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和破壞勁度模量為主要評(píng)定指標(biāo)來評(píng)價(jià)普通和s e a m 改性瀝青混合料的低 溫抗裂性能。 1 ) 劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)是對(duì)規(guī)定尺寸的圓柱體試件，通過一定寬度的圓弧形壓條施加荷 載，將試件劈裂直至破壞的試驗(yàn)。其目的是測(cè)定瀝青混合料在規(guī)定溫度和加載速率時(shí)劈裂 破壞或處于彈性階段的力學(xué)性質(zhì)。所用的試件是用馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法成型的，采用直徑為 由i 0 1 6 0 2 5 m m 試件，高度為6 3 5 1 3 m m ，一般采用試驗(yàn)溫度一2 0 + 2 0 及加載 速率5 0 m m m i n 。劈裂抗拉強(qiáng)度r t ，破壞拉伸應(yīng)變s ，破壞勁度模量s t 分別按下式計(jì)算： r r = 0 0 0 6 2 8 7 p r h ( 2 1 ) s r = x7 ( o 0 3 0 7 + o 0 9 3 6 ) ( 1 3 5 + 5 ) ( 2 - - 2 ) s r = 弓( 0 2 7 + 1 0 u ) ( h x r ) ( 2 - - 3 ) x r = 耳( o 1 3 5 + o 5 ) ( 1 7 9 4 一o 0 3 1 4 ) ( 2 - - 4 ) 式中：瓜劈裂抗拉強(qiáng)度，m p a ； 占，破壞拉伸應(yīng)變； s ，破壞勁度模量，m p a ； 泊松比； 只試驗(yàn)荷載的最大值，n ； h 試件高度，m i l l ； 丘試件相應(yīng)于最大破壞荷載時(shí)的水平方向上的總變形，m i l l ； j r 試件相應(yīng)于最大破壞荷載時(shí)的垂直方向上的總變形，m i l l 。 盡管有計(jì)算泊松比的計(jì)算方法，但在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，由于水平變形往往測(cè)量不準(zhǔn)確，通 常采用假定柏松比u 的方法，由實(shí)測(cè)的垂直變形及u 反算水平變形，再求取勁度模量s t 。 我國公路工程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程雎們( j t j 0 5 2 - 2 0 0 0 ) 規(guī)定的不同試驗(yàn)溫度下 的泊松比按表2 1 取用。 表2 - 1 不同試驗(yàn)溫度下的泊松比 t a b l e 2 - 1t h ep o i s s o nr a t i oi nd i f f e r e n tt e m p e r