沥青路面热再生混合料疲劳性能分析

0引言:

科技水平的不断进步,使得加大废旧沥青路面材料的利用率,是推动所处行业可持续发展的关键。然而,受市场环境因素与课题研究起步较晚等因素影响,使得沥青路面热再生混合料技术缺乏可靠性。为此,研究人员应从疲劳性能试验角度入手,来提高废旧混合料建设使用的质量效果。这样一来,道路等基础设施工程项目的建设就可走上可持续发展实践道路。

1沥青路面热再生混合料的应用现状

当前阶段,经济发展水平的不断提升,工业化进程不断加快,使得环境问题影响日趋严重。在此问题条件下,废旧沥青路面材料再生利用问题,得到了更多的关注。相关管理部门对废旧公路养护路面材料的循环利用率提出了要求,即普通公路利用率为40;国省干线公路利用率为70%;高速公路利用率为100%。而实际废旧沥青路面材料利用率仅为20%,远远低于规范要求。为此,相关人员应加大热再生混合料再生机理与新型再生剂的研究力度,即通过与先进国家采用热再生混合料技术借鉴,以提高废旧沥青路面混合料的再生效果。具体来说,就是对沥青路面热再生混合料的疲劳性能试验进行分析优化,来提高废旧沥青材料的使用效果。这样一来,道路工程建设行业就能朝着可持续发展方向迈进,进而服务于现代化经济建设的全面发展进程[1]。

2沥青路面热再生混合料疲劳性能分析的控制策略

2.1确定试件尺寸

西方发达国家,在对废旧沥青路面材料进行疲劳试验时,多采用小梁试件,经三分点加载来确定混合料疲劳性能。因此,研究人员应将采用小梁试件尺寸确定为:50.8mm×63.5mm×381mm。对于试件的制作,应先完成双层车辙板的成型,并通过马歇尔试件体积密度来对车辙板需要的热再生混合料进行计算。上述分析完成后,需将其放置于室温环境12h。如此,就可按照标准对小梁试件的尺寸进行切割。

2.2试验温度

疲劳试验温度设置的科学合理性,能够更好地保证试件体现出再生混合料的疲劳特性。经对实践研究成果进行分析,发现15℃,是可成功反映沥青粘弹塑性的关键。此外,此温度环境是我国最不利的温度,能够提高废旧沥青混合料疲劳性能试验的准确性。

2.3加载波形与频率

根据西方先进国家的研究结果,发现加载波形并不会对沥青混合料造成很大的影响。因此,室内试验人员应在接近路面真实受力的情况下进行加载波形的科研控制,以确定实际路面加载频率与车辆行驶速度之间的关系。经分析,当正弦波为加载波形,10Hz为加载频率,能够更为真实的模拟沥青路面受力情况。值得注意的是,此过程,正弦波间应插入3s间歇时间,以为后续工作开展提供便利[2]。

2.4应变水平分析

为提高小梁试件疲劳试验分析的准确性,研究人员应采用四点弯曲试验机与Automated Testing System 软件。具体过程,应采用应变加载控制模式,经借鉴Lucas-Jam研究成果。对于应变水平超出400 的数据不稳定情况,为控制小梁试件疲劳次数小且离散性大的问题,可增加应变水平数量来强化沥青路面热再生混合料疲劳性能分析准确性。

2.5疲劳试验结果分析

如图1所示，为疲劳试验双对数坐标回归结果示意图。

当RAP掺量上升,双对数回归关系的k值就增加,表示热再生沥青混合料抗疲劳性能提升。这是因为RAP表面包裹的老化沥青砂浆,不会与新沥青完全融合,而是硬度在矿料与较软沥青。如其受到外界环境的重复荷载影响,废旧沥青砂浆就会在矿料与新沥青间形成应力缓冲层。这种情况,应力吸收层起到了卸荷作用,大幅提升了热再生沥青混合料提供了抵抗重复荷载的能力。由此可判断,一定应变范围内,RAP掺量增加,会使热再生混合料疲劳性能增加。此外,RAP掺量增加,也会使回归直线斜率呈现出增大趋势,这就意味着应变水平更大条件下,热再生混合料会随着RAP掺量增加更易出现破坏。原因是,RAP中旧沥青因老化的粘弹性与脆性较大,RAP掺量增加会使最佳沥青用量下降,进而造成老化沥青砂浆融合度减小。所以,可以确定RAP掺量增加后,其所受到的情况要大于新沥青,即会出现回归曲线斜率增加趋势[3]。

3结束语:

综上所述,沥青路面热再生混合料的疲劳性能分析,需借鉴国外先进技术,通过小梁试件尺寸控制、试验温度准确控制以及应变水平调整,来强化性能效果分析的准确性。事实证明,只有这样才能将最具质量效用的废旧沥青路面混合料再次作用于工程建设,进而推动所处道路交通行业的健康稳定发展。

摘要：针对目前沥青路面热再生混合料利用率不高问题,文章从实践角度入手,分析了沥青路面热再生混合料应用现状,并提出了分析疲劳性能的控制方法。结果表明,只有在确定试件尺寸、试验温度以及加载波形与频率等因素情况下,才能保证疲劳性能试验分析准确性。

关键词：沥青路面,热再生,混合料,疲劳性能

参考文献

[1] 张健,王大明.二次就地热再生沥青混合料路用性能试验研究[J].中外公路,2017,37(06):283-287.

[2] 刘涛,孙传智,刘峰.沥青路面旧料级配对厂拌热再生混合料性能的影响[J].交通世界,2017(32):23-26.

[3] 宋朝林.基于高模量剂和Terminal blend橡胶沥青复合改性技术耐久性高RAP掺量热再生混合料性能研究[J].公路工程,2017,42(05):159-167.