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不同沥青路面结构层沥青老化程度研究

2022-03-14李国智

黑龙江交通科技 2022年1期
关键词:针入度百分率老化

李国智

(山西吕梁环城高速公路管理有限公司,山西 吕梁 033000)

近年来,沥青路面逐渐从大量新建转向建养并举,养护份额越来越大,沥青路面的废旧混合料的应用越来越提上日程。旧沥青混合料中旧沥青的老化程度是废料再生的关键,所以旧料中旧沥青的老化研究大幅度增加。旧沥青路面中路面所用沥青有SBS改性沥青、普通沥青、橡胶沥青等,同时在使用过程中,养护单位对路面的多次养护和多次翻修,使路面的沥青混合料类型、新旧程度、性能等方面均不相同。

研究表明[1-3],不同时段修补的路面,老化程度不同,采用不同厂家的沥青和不同标号的沥青,回收沥青的针入度测试结果非常接近,但实际老化程度完全不同并差距甚远。部分学者[4]提出了老化沥青分级标准,但分析的沥青样品相对较少,尚不能对多样化的修补路面的老化程度进行合理的老化程度划分。还有部分学者[5]对含有不同SBS改性沥青的旧沥青混合料统料混合后进行试验,研究统料回收沥青的老化分级指标及分级范围。本文旨在通过宁夏京藏高速现场老化19年的沥青路面铣刨、回收,确定19年的老化对路面各层沥青的老化程度。

1 取样项目

京藏高速公路改扩建右幅某段旧路面病害严重,出现车辙、横裂、网裂、龟裂、沉降等病害,但部分路段尚未铣刨加铺,对尚未铣刨加铺的路段取样,取样层次为旧沥青路面上、下面层,回收集料、沥青,并对其分析老化程度。

2 试验方法

按照上下面层混合料分别铣刨后,采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)[6]T 0726—2011方法,分别回收各层旧沥青,测定混合料级配、沥青用量,同时对回收沥青测定针入度、软化点、60 ℃动力粘度、10 ℃延度,用于评价沥青及混合集料的级配。老化严重程度采用老化程度增加百分率表征,指老化增加(减少)的幅度与原沥青对应指标值的比值[7]。

3 试验结果及分析

该路面上、下面层分别采用A级90#克炼普通沥青、A级90#兰炼普通沥青铺筑,经19年的通车老化,取样试验结果见图1~图2,表1~表4。

图1 AC-16级配曲线图

图2 SUP-19级配曲线图

表1 上面层沥青混合料级配试验结果

表2 上面层沥青试验结果

表3 下面层沥青试验结果

表4 下面层沥青混合料级配试验结果

沥青路面老化包括路面施工过程中的短期老化和使用过程的长期老化。沥青路面上面层以针入度计,老化程度增加百分率为66.3%;以软化点计,老化程度增加百分率为50%;以60 ℃动力粘度计,老化程度增加百分率为3 923.93%;以10 ℃延度计,老化程度增加百分率为80.3%。设原沥青针入度为90(0.1 mm),则短期老化后针入度比为57%,短期老化后针入度为51.3(0.1 mm),短期沥青老化程度增加百分率为43.0%。经路面长期老化后,长期沥青老化程度增加百分率为66.3%(针入度),依据《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521—2019)[10]规定,采用回收沥青的25 ℃针入度值评价回收沥青混合料的老化程度。所以,上面层沥青已发生了较为严重的老化。

沥青路面下面层以针入度计,老化程度增加百分率为43.3%;以软化点计,老化程度增加百分率为36.4%;以60 ℃动力粘度计,老化程度增加百分率为2 252.7%,以10 ℃延度计,老化程度增加百分率为70.0%。原沥青路面摊铺后,短期老化程度增加百分率为43.0%(针入度),现经长期老化后,长期沥青老化程度增加百分率为43.3%(针入度),表明下面层沥青长期老化程度不明显。

根据沥青混合料级配试验结果表明,上面层2.36 mm筛孔、0.6 mm筛孔、0.3 mm筛孔、0.15 mm筛孔、0.075 mm筛孔超出级配范围下限,不符合级配范围要求,但总体趋势在AC-16级配范围之内。

根据沥青混合料级配试验结果表明,下面层19 mm筛孔、4.75 mm筛孔、0.075 mm筛孔超出级配范围下限,但基本符合级配范围要求,总体混合料级配较粗。

4 结 论

(1)沥青老化分为施工过程的短期老化和路面使用过程的长期老化,上面层使用19年后总的老化程度增加百分率为66.3%,即从路面摊铺碾压完成后到使用19年后,短期老化程度增加百分率为43.0%,长期老化程度增加百分率只增加23.3%,表明上面层沥青路面老化主要发生在施工过程中,施工过程中的老化占全寿命周期老化程度的65%,长期老化只占35%。

(2)下面层使用19年后总的老化程度增加百分率为43.3%,即从路面摊铺碾压完成后到使用19年后,短期老化程度增加百分率为43.0%,长期老化程度增加百分率只增加0.3%,表明下面层沥青路面老化主要发生在施工过程中,长期老化过程不明显。

(3)从上面层AC-16级配和下面层SUP-19级配来看,混合料级配基本可满足设计级配范围,但相对较粗。

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