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海绵城市的兴起大力推动了我国大空隙沥青路面的发展,OGFC沥青路面则是目前应用最广泛的大空隙沥青路面。频繁的冻融循环势必影响OGFC沥青路面的使用性能,而现有的研究对OGFC沥青路面的抗冻能力涉及又较少,因此,本文研究了OGFC沥青混合料在冻融循环作用下的性能衰变规律,为OGFC沥青路面于冰冻地区的使用提供一定的参考。本文进行的主要研究及结论如下:
1.为制得低温性能优良的胶结料,通过测力延度试验,对比了SBS+HVA复合改性沥青及SBS+橡胶粉复合改性沥青的低温性能,对SBS+HVA复合改性沥青的复掺配比进行了研究。试验结果表明:SBS+HVA复合改性沥青韧性比远大于SBS+橡胶粉复合改性沥青,SBS+HVA复合改性沥青在低温下具有更好的柔韧性,低温性能更优;对SBS+HVA复合改性沥青的配比研究表明,SBS掺量为4%、HVA掺量为10%,复合改性沥青低温性能最优。
2.为研究冻融循环作用下OGFC沥青混合料劈裂性能变化规律,通过马歇尔冻融劈裂试验,对不同油石比、不同设计空隙率的混合料在不同冻融循环次数作用下的劈裂性能进行了研究。试验结果表明:前4次的冻融循环作用下,OGFC沥青混合料劈裂强度衰减明显,而后随着冻融循环次数的增多,劈裂强度下降趋势减缓并逐渐趋于稳定。最佳油石比(4.5%)的混合料各个冻融循环次数下的劈裂强度最高,残留强度比也最大。混合料设计空隙率越大,冻融循环作用对混合料劈裂性能的影响越显著,混合料抵抗冻融破坏性能越差。
3.为研究冻融循环作用下OGFC沥青混合料弯拉性能变化规律,通过小梁弯曲试验,对不同油石比、不同设计空隙率的混合料在不同冻融循环次数作用下的弯拉性能进行了研究。试验结果表明:前期的冻融循环作用下,混合料弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量下降速率较快,而后随着冻融循环次数的增多,弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量下降趋势减缓并逐渐趋于稳定。油石比的研究表明,适当的增大油石比可以提高混合料的抗冻性能。混合料设计空隙率越大,其抵抗冻融破坏的能力越弱,设计空隙率过大,混合料抗冻性能及弯拉性能将显著丧失。
4.为研究冻融循环对OGFC沥青混合料高温性能的影响,通过高温车辙试验,对不同油石比、设计空隙率的混合料在不同冻融循环次数作用下的高温性能进行了研究。试验结果表明:最佳油石比的混合料高温性能最优,增大和减小油石比都会使得混合料动稳定度降低;随着油石比的增大,混合料的动稳定度损失率减小。设计空隙率增大,混合料的动稳定度呈现先增后减的趋势,动稳定度损失率增大。
综合分析得出,适当的增大油石比可以提高混合料的抗冻性能;OGFC沥青混合料设计空隙率不宜过大,本次研究中21%设计空隙率的混合料劈裂、弯拉及高温性能均较为良好,相较而言亦展现出较好的抗冻能力;过大的设计空隙率将严重降低混合料的抗冻性能,在实际工程应用中应予避免。
1.为制得低温性能优良的胶结料,通过测力延度试验,对比了SBS+HVA复合改性沥青及SBS+橡胶粉复合改性沥青的低温性能,对SBS+HVA复合改性沥青的复掺配比进行了研究。试验结果表明:SBS+HVA复合改性沥青韧性比远大于SBS+橡胶粉复合改性沥青,SBS+HVA复合改性沥青在低温下具有更好的柔韧性,低温性能更优;对SBS+HVA复合改性沥青的配比研究表明,SBS掺量为4%、HVA掺量为10%,复合改性沥青低温性能最优。
2.为研究冻融循环作用下OGFC沥青混合料劈裂性能变化规律,通过马歇尔冻融劈裂试验,对不同油石比、不同设计空隙率的混合料在不同冻融循环次数作用下的劈裂性能进行了研究。试验结果表明:前4次的冻融循环作用下,OGFC沥青混合料劈裂强度衰减明显,而后随着冻融循环次数的增多,劈裂强度下降趋势减缓并逐渐趋于稳定。最佳油石比(4.5%)的混合料各个冻融循环次数下的劈裂强度最高,残留强度比也最大。混合料设计空隙率越大,冻融循环作用对混合料劈裂性能的影响越显著,混合料抵抗冻融破坏性能越差。
3.为研究冻融循环作用下OGFC沥青混合料弯拉性能变化规律,通过小梁弯曲试验,对不同油石比、不同设计空隙率的混合料在不同冻融循环次数作用下的弯拉性能进行了研究。试验结果表明:前期的冻融循环作用下,混合料弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量下降速率较快,而后随着冻融循环次数的增多,弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量下降趋势减缓并逐渐趋于稳定。油石比的研究表明,适当的增大油石比可以提高混合料的抗冻性能。混合料设计空隙率越大,其抵抗冻融破坏的能力越弱,设计空隙率过大,混合料抗冻性能及弯拉性能将显著丧失。
4.为研究冻融循环对OGFC沥青混合料高温性能的影响,通过高温车辙试验,对不同油石比、设计空隙率的混合料在不同冻融循环次数作用下的高温性能进行了研究。试验结果表明:最佳油石比的混合料高温性能最优,增大和减小油石比都会使得混合料动稳定度降低;随着油石比的增大,混合料的动稳定度损失率减小。设计空隙率增大,混合料的动稳定度呈现先增后减的趋势,动稳定度损失率增大。
综合分析得出,适当的增大油石比可以提高混合料的抗冻性能;OGFC沥青混合料设计空隙率不宜过大,本次研究中21%设计空隙率的混合料劈裂、弯拉及高温性能均较为良好,相较而言亦展现出较好的抗冻能力;过大的设计空隙率将严重降低混合料的抗冻性能,在实际工程应用中应予避免。