要害词：钢桥面铺装 | 高弹改性沥青 | 改性沥青混淆料SMA10 | 路用性能 | 比照剖析
钢桥面铺装是直接铺设在钢桥面板上 ，与钢桥面结构配合承重的结构物[1] 。研究批注 ，钢桥面铺装层zui大拉应力或拉应变均泛起在铺装层外貌 ，其疲劳裂痕生长纪律是由上面层向下面层扩展 ，这差别于通俗的沥青混淆料路面[2] 。因此 ，钢桥面铺装上面层质料需要具有优异的抗裂性能 。SMA混淆料因优异的性能 ，被普遍用于钢桥面铺装工程的上面层 。现在 ，海内应用规模zui大的钢桥面铺装计划是“下面层浇注式沥青混淆料GA10＋上面层改性沥青混淆料SMA”[3-5] 。
用于改性沥青混淆料SMA的连系料主要分为高粘改性沥青和高弹改性沥青[6] 。在我国公路建设早期 ，常接纳高粘改性沥青 ，但其混淆料SMA抗裂性缺乏 ，桥面铺装泛起了一定的开裂病害[7] 。理论研究与工程实践证实 ，高弹改性沥青混淆料SMA具有优异的抗裂性能[5 ，8-9] ，钢桥面铺装层很少泛起开裂病害 。近年来 ，海内大跨径钢桥面铺装上面层混淆料多接纳高弹改性沥青混淆料SMA[4 ，10-13] ，如重庆朝天门长江大桥、安徽马鞍山长江大桥、武汉沌口长江大桥、武汉青山长江公路大桥、福建平潭海峡大桥、沪苏通长江公铁大桥主航道桥等重大重点工程 。
沥青连系料种类对混淆料的性能有决议性影响 ，对连系料的选摘要综合思量各方面性能 。李睿等[14]研究批注 ，相比通俗SBS改性沥青混淆料 ，高弹改性沥青混淆料的低温性能和疲劳性能优异 ，且混淆料的性能与连系料的性能效果一致 。王民等[15]比照剖析了差别沥青连系料的浇注式沥青混淆料的性能 ，效果批注 ，混淆料的性能与其连系料类型保存一致性 。欧阳男[16]研究了高弹改性沥青和复合改性沥青对浇注式沥青混淆料性能的影响 ，效果批注高弹改性沥青混淆料的高温稳固性和疲劳性能更优 ，但复合改性沥青混淆料施工和易性更好 。在此 ，本文选择4种高弹改性沥青和1种高粘改性沥青 ，在相同条件下成型混淆料SMA10 ，剖析评价混淆料的路用性能及其与连系料手艺性能指标间的联系 ，为后续工程运用中连系料的选择以及沥青混淆料性能的改善提供参考依据 。
连系料性能剖析
选择4种高弹改性沥青(划分记为改性沥青A、改性沥青B、改性沥青C和改性沥青D)和高粘改性沥青(记为改性沥青Ｅ) ，其手艺指标检测效果见表1 。
从表1可以看出 ，高弹改性沥青的综合性能显着优于高粘改性沥青 。4种高弹改性沥青的手艺指标不尽相同 ，针入度(25℃)为65~78(0.1mm) ，软化点均高于90℃ ，延度(5℃)均大于1250px ，旋转粘度(175℃)为650mPa·s~720mPa·s ，弹性恢复率均大于97％ ，与集料的粘附性品级均为5 ，残留针入度比均大于70％ ，残留延度均大于750px 。其中改性沥青A具有zui大的高温粘度、残留针入度比及zui高的软化点 ，体现出更好的高温性能和抗老化性能；改性沥青C具有zui大的低温延度、弹性恢复率和针入度 ，体现出更优异的低温性能；而改性沥青B和改性沥青D的各项手艺指标居中 。
连系料的手艺指标对混淆料的路用性能有较大影响 ，进一步研究混淆料SMA10的路用性能 ，并剖析混淆料性能与连系料手艺性能指标的联系 。
混淆料性能剖析
原质料选择
粗集料和细集料均接纳玄武岩 ，矿粉接纳石灰岩矿粉 ，纤维接纳聚酯纤维 。原质料的手艺指标检测效果见表2~表5 。
配合比及试验要领
凭证矿料筛分效果 ，改性沥青混淆料SMA10的级配设计见表6 。改性沥青混淆料SMA10用连系料接纳改性沥青A、改性沥青B、改性沥青C、改性沥青D和改性沥青E ，油石比接纳6.0％ ，聚酯纤维用量为混淆料总质量的0.25％ ，拌和温度为180℃ ，拌和时间为180s 。在此条件下拌制5种改性沥青混淆料SMA10 ，划分成型马歇尔试件、高温车辙试件、低温三点弯曲试件和四点弯曲疲劳试件 。凭证JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混淆料试验规程》中的测试要领 ，举行改性沥青混淆料SMA10的性能试验 ，系统评价其路用性能 。
力学性能
马歇尔稳固度可作为混淆料力学强度的评定指标 。对改性沥青混淆料SMA10举行马歇尔试验 ，试验温度为60℃ ，效果见表7 。
从表7可知 ，5种混淆料SMA10的逍遥率和马歇尔稳固度均知足手艺要求 。高粘改性沥青混淆料SMA10的马歇尔稳固度大于高弹改性沥青混淆料SMA10 ，说明高粘改性沥青混淆料SMA10具有更高的力学强度 。针对高弹改性沥青混淆料SMA10而言 ，SMA10-A的马歇尔稳固度zui大 ，厥后依次为SMA10-B、SMA10-D和SMA10-C 。高弹改性沥青A的软化点和高温粘度均高于高弹改性沥青B、C和D ，这批注高弹改性沥青混淆料SMA10的力学强度与沥青连系料的软化点和高温粘度有亲近的关联 。
高温性能
钢桥面铺装要求混淆料具有优异的高温性能 。对改性沥青混淆料SMA10举行车辙试验 ，试验温度为60℃和70℃ ，效果见表8 。
从表8可知 ，相同试验温度下 ，4种高弹改性沥青混淆料SMA10的动稳固度要低于高粘改性沥青混淆料SMA10 ，且车辙深度更大 ，说明高弹改性沥青混淆料SMA10的高温性能较高粘改性沥青混淆料SMA10差 ，但完全知足手艺要求(夏炎热区70℃动稳固度≥3000次/mm ，夏凉区60℃动稳固度≥3000次/mm) 。4种高弹改性沥青混淆料SMA10的动稳固度巨细顺序为：SMA10-A＞SMA10-B＞SMA10-D＞SMA10-C ，与马歇尔稳固度的纪律一致 ，即力学强度高的混淆料SMA10 ，其高温性能同样优异 。效果批注 ，高弹改性沥青混淆料SMA10的高温性能与沥青连系料的软化点和高温粘度有显着的相关性 ，即软化点和高温粘度越高的高弹改性沥青 ，其混淆料SMA10具有更优的高温稳固性 。据此 ，针对高温重载地区 ，可优先接纳高弹改性沥青A 。
低温性能
钢桥面铺装要求混淆料具有优异的低温性能 。对改性沥青混淆料SMA10举行低温弯曲大梁试验 ，试件尺寸为300mm×100mm×50mm ，试验温度为-10℃ ，效果见表9 。
从表9可知 ，5种改性沥青混淆料SMA10的低温抗弯应变均大于6000 ，知足手艺要求 。其中 ，高弹改性沥青混淆料SMA10的低温抗弯应变为10000~11320 ，显着高于高粘改性沥青混淆料SMA10的7813 。高弹剂的掺入使得改性沥青混淆料的低温变形能力大大增强 ，可遭受更高极限应变 ，解决了钢桥面铺装混淆料SMA10的开裂问题 。4种高弹改性沥青混淆料SMA10的低温抗弯应变巨细顺序为：SMA10-C＞SMA10-D＞SMA10-B＞SMA10-A ，这与沥青连系料的低温延度和弹性恢复率巨细顺序一致 ，批注高弹改性沥青混淆料SMA10的低温抗裂性同沥青连系料的低温延度和弹性恢复率具有较好的相关性 。低温延性越好的高弹改性沥青 ，其混淆料SMA10具有更佳的低温抗裂性 。据此 ，针对严寒地区 ，可优先接纳高弹改性沥青C 。
水稳固性能
混淆料水稳固性能的优劣同样关乎钢桥面铺装的服役状态 。对改性沥青混淆料SMA10举行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验 ，效果见表10 。
从表10可知 ，5种改性沥青混淆料SMA10的浸水残留稳固度均大于90％ ，其顺序为：SMA10-D＞SMA10-C＞SMA10-E＞SMA10-B＞SMA10-A ，冻融劈裂强度比均大于85％ ，其顺序为：SMA10-B＞SMA10-D＞SMA10-E＞SMA10-C＞SMA10-A 。整体而言 ，5种改性沥青混淆料SMA10的水稳固性能相差不大 。
5种沥青连系料与集料具有优异的粘附性(粘附品级均为5) ，因此其混淆料SMA10的水稳固性能优异 ，能有用对抗水的侵蚀 。
疲劳性能
钢桥面铺装疲劳问题一直是天下性难题 。对改性沥青混淆料SMA10举行四点弯曲疲劳试验 ，试验温度为15℃ ，效果见表11 。
从表11可知 ，相同条件下 ，高弹改性沥青混淆料SMA10的劲度模量为1900mPa~2300mPa ，显着小于高粘改性沥青混淆料SMA10的3275mPa 。
爆发疲劳时高弹改性沥青混淆料SMA10变形能力较大 ，疲劳寿命提高20倍左右 ，因此其疲劳性能更为优异 。4种高弹改性沥青混淆料SMA10的疲劳次数巨细顺序为：SMA10-C＞SMA10-D＞SMA10-B＞SMA10-A ，这与沥青连系料的低温延度和弹性恢复率巨细顺序一致 ，延展性越好的高弹改性沥青 ，在重复弯曲历程中 ，能吸收较多的弯曲应变能 ，阻止混淆料SMA10的开裂 。试验效果批注 ，高弹改性沥青混淆料SMA10的疲劳性能同沥青连系料的低温延度和弹性恢复率具有较好的相关性 。针对疲劳耐久性要求较高的工程 ，可优先接纳高弹改性沥青C 。
结论
本文针对4种高弹改性沥青混淆料SMA10及高粘改性沥青混淆料SMA10睁开研究 ，主要得出以下结论：
1)4种高弹改性沥青混淆料SMA10的低温性能和疲劳性能显著优于高粘改性沥青混淆料SMA10 ，而力学性能和高温性能则略差于高粘改性沥青混淆料SMA10 。
2)高弹改性沥青混淆料SMA10的路用性能与其连系料的性能亲近相关 。相同条件下 ，软化点和高温粘度越高的连系料 ，其混淆料SMA10的力学性能和高温性能越优异；低温延度和弹性恢复率越大的连系料 ，其混淆料SMA10的低温性能和疲劳性能更佳 。4种高弹改性沥青与集料的粘附性优异 ，其混淆料SMA10均体现出优异的水稳固性能 。4种高弹改性沥青混淆料SMA10的性能各有优劣 ，可凭证实体工程所在地的情形及设计要求举行质料选择 。
3)改性沥青的性能不是纯粹地受连系料中某项手艺指标的影响 ，是一个较量重大的综合影响的效果 。因此 ，高弹改性沥青的性能怎样影响混淆料SMA10的路用性能 ，尚有待更多的试验进一步验证 。
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全文完 宣布于《公路交通手艺》2021年12月
作者简介,刘 攀(1990-),男,四川省成都会人,硕,工程师,主要从事蹊径质料及桥面铺装等方面的研究事情
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棱柱体小梁四点弯曲试验是 2011 年交通部行业标准《公路工程沥青及沥青混淆料规程》增添的评价沥青混淆料疲劳性能和丈量劲度模量的很是主要的试验要领 。该要领可以在 DTS 多功效动态试验系统中举行 ，也可以使用单独式系统 ，搭配温控情形箱举行试验 。尤其关于试验使命量较量大的单位 ，由于疲劳试验可能一连的时间较量长 ，几小时到几天、甚至几周 ，以是配备一套单独式的沥青混淆料疲劳试验系统是很是有须要的 。
意大利matest-澳大利亚Pavetest气动伺服四点弯曲疲劳试验机 (4PB) 是接纳数字控制高性能伺服阀 ，提供高达60Hz的准确加载波形的气动伺服试验仪 。四点弯曲疲劳试验机可加载半正弦波和正弦波 ，受控应变或受控正弦应力控制模式 ，测试多种尺寸沥青混淆料小梁的弯曲劲度/模量 。
适用规范
▍AASHTO T 321 热拌沥青混淆料重复弯曲疲劳寿命
▍ASTM D7460 热拌沥青混淆料重复弯曲疲劳损伤
▍AG:PT/T233 & ASTM 03 热拌沥青混淆料重复弯曲疲劳寿命
▍EN 12697-24 Annex D- 棱柱体试件的四点弯曲试验
▍EN 12697-26 Annex B- 棱柱体试件的四点弯曲试验 (4PB-PR)
▍T0739-2011 沥青混淆料四点弯曲疲劳寿命试验
产品特点
1.试样通过伺服电机驱动滚珠丝杠牢靠夹紧 ，可始终维持预定的夹紧力 ，并包管测试历程中试样在爆发屈服变形时仍能被一连夹紧 ，夹紧力可通过调理电机电流控制
2.两个夹紧开关在仪器前方 ，用于试样梁的左右两侧和中心侧夹紧点的夹紧和松开 ，四个试样夹紧框可实现所有加载点和反力点的旋转和横向移动
3.顶部夹紧块的标记线 ，可资助操作者在夹紧前横向对中试样梁
4.气动伺服系统使用底部气动加载作动器 ，配备高性 能气动伺服阀 ，PID 闭环控制 ，运行中的自顺应控制 ，可始终维持测试所需的应力/应变
5.薄型高性能不锈钢圆形荷载传感器 ，用于实时丈量和控制荷载 ，主轴位移传感器可实现中心加载框架的准确定位
6.试样外貌位移传感器(On-specimen LVDT)可按设定举行控制并丈量试样梁有用规模内的整体弯曲变形（而不是悬浮式的丈量部分变形的要领） ，切合相关标准的要求
7.基于 Windows 的 TestLab 软件提供的用户界面 ，简朴、效率高并切合有关国际标准
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