基本介紹
- 中文名：瀝青穩定度
- 外文名：asphalt stability
- 學科：建築工程
- 定義：高溫條件下能保持穩定的能力
- 方法：規範、經驗法
- 有關術語：瀝青
簡介,瀝青,影響因素,
簡介
瀝青穩定度簡單來說是指瀝青混合料在高溫條件下承受破壞荷載能力。影響瀝青混合料高溫性能的因素很多，可歸納為內在因素和外部條件內在因素主要反映在材料本身的質量上，而外部條件則主要包括氣候條件和交通條件。 當外部條件與材料的內在因素結合在一起時就會對瀝青路面產生綜合影響。
瀝青
瀝青：一類有機膠凝材料，由複雜的高分子碳氫化合物，及其非金屬衍生物的混合物組成，呈溶液溶膠、溶疑膠或凝膠物;分為地瀝青和焦油瀝青。色黑而具光澤，常溫下呈液態，半固態或固態。溶於二硫化碳、四氯化碳、苯和其他有機溶劑，加熱後能熔化而放出特殊氣味，有粘性、塑性、延展性、不透水性、耐化學侵蝕性和大氣穩定性等，是製作瀝青混凝土乳化瀝青、防水卷材、防水塗料、油膏等的原料，常用於鋪築路面、工業建築和民用建築、水利工程以及油漆工業、塑膠工業、電器絕緣、金屬和木材的防鏽防腐等。
瀝青的有關特性如下：
(瀝青)針入度：瀝青試樣在規定的溫度、時間和荷載條件下，標準針垂直貫入試樣中的深度，以1/10mm計。
(瀝青)黏(滯)度：瀝青試樣在規定的溫度下，通過規定尺寸的流孔流出規定體積所需的時間，以秒計。
(瀝青)軟化點：瀝表試樣在規定條件下測定其達到某種稠度時的溫度。
(瀝青)延度：瀝青試樣在規定的溫度和拉伸速度條件下被拉斷時的長度以cm計。
閃點：瀝青或油類按規定試驗方法加熱，液面產生的易燃氣體遇火初次出現一瞬即滅的閃火時的溫度。
(瀝青)溶解度：瀝青在規定的有機溶劑中可溶解部分的重量占原重量的百分比。
(瀝青)熱穩性：瀝青混合料成型後在高溫條件下能保持穩定的能力。
瀝青穩定碎石：瀝青混合料的一種，用瀝青和碎石拌制而成，碎石顆粒可尺寸均一，亦可適當級配。在碎石中還可加入少量礦粉，經壓實後具有一定強度，其穩定性大大增強，故稱為瀝青穩定碎石，但孔隙率較大。
嵌縫：一種處理裂縫的措施，常用漿砌片或混凝土作為嵌補材料，施工前應注意將表面風化層和碎屑清除乾淨並整理基礎，開鑿至足夠寬度且作成具有反坡的形式台階，然後進行嵌補，其特點是施工簡便易行，效果良好。
噴油：防護路基坡面的一種措施，將油質材料通過人工或機械方法噴射到邊坡坡面上以形成保護層，厚度一般不小於2cm。優點是固結強度大、效果好、施工簡便、速度快。缺點是噴油量大、成本較高。適用於易風化但尚未嚴重風化的岩石邊坡，坡度和高度不限。
撒料：一種撒布於油氈氈面防止氈面粘結的一種處理方法。分粉狀撒布料、細碎片狀撒布料和粒狀撒布料三種，細碎片狀撒布料和粒狀撒布料除能防止氈面粘結外，還能使防水層的表面起隔熱、遮光、提高油氈抗老化等性能。
噴灑機噴油、人工攤鋪撒料：指在處理瀝青穩定碎石基層時，利用噴灑機將瀝青油噴灑在路基坡面上以形成保護層防止風化，利用人工攤鋪瀝青穩定碎石，使之能牢固的粘結在瀝青油上，增加路基的抗壓強度，提高地基土的強度，從而保證基層的穩定性。是一種很有效的鋪墊地基的方法，適應於高級、次高級道路工程。
影響因素
瀝青混合料類型的影響
集料粒徑對瀝青混合料的高溫穩定性有相當的影響，實驗結果表明，在最佳瀝青用量時， 在不同粒徑的混合料中，中粒式瀝青混凝土的高溫抗車轍能力最好， 其次是細粒式， 粗粒式的反而最差。這是由於路面成型時，集料在混合料中的存在狀態完全是隨機的，但是隨著交通荷載的不斷碾壓，顆粒排列進行重分布， 並趨於穩定狀態，在這個過程中，混合料必然發生變形，這可能是集料較粗的混合料變形較大的緣故。有人認為間斷級配的瀝青混合料的高溫穩定性優於密級配瀝青混合料， 其實也不一定，據 SHRP 的研究，在通常情況下，合理的密級配混合料的高溫穩定性要優於間斷級配的混合料，只有SMA 是例外。
原材料性質
瀝青的粘度和瀝青與礦料之間的粘附性是影響瀝青混合料高溫穩定性的兩個主要因素，瀝青粘度越大，瀝青與礦料之間的粘附性越好，那么混合料的高溫穩定性越好，因此，選用粘度大的瀝青和非酸性礦料可以提高混合料的高溫穩定性和強度。較高的高溫穩定性和較高的強度會產生較高的抗車轍能力；瀝青改性是一種提高瀝青高溫穩定性的有效手段， 實驗證明， 改性瀝青混合料同標準瀝青混合料相比車轍深度有明顯減少。礦物集料的表面紋理、形狀和級配可以影響混合料的孔隙結構，即：孔隙的大小、形狀與連貫狀況以及瀝青的用量和瀝青同集料的相互作用情況，因而可以對車轍的大小表現出不同的影響。採用潔淨堅硬的碎石，硬度大、稜角尖銳的砂以及高質量的礦粉對於抵抗永久性變形十分有利。
瀝青用量
瀝青用量的多少直接影響著混合料中礦粉的骨架與嵌擠作用，對瀝青混合料的抗車轍能力起著至關重要的作用。瀝青用量過大，游離瀝青較多，便削弱了礦粉之間對高溫穩定性起決定性作用的嵌擠力，從而使混合料易於產生流動變形而形成車轍；瀝青用量過低，混合料堅硬鬆散難以壓實，也影響瀝青混合料的抗車轍能力。
礦料級配
為探討集料級配對車轍大小的影響，有關研究人員將集料分為過細級配組、細級和粗級配組三種。細級配組由 25 %天然砂和原生集料組成；過細級配組是將 2 %的礦料加到細級配組中；粗級配組是由原生集料組成， 同時進行環道試驗。結果表明：熱拌瀝青混合料在最佳瀝青含量、8 %空隙率時粗級配有較大的車轍深度，過細組配次之，細級配組車轍深度最小。單純增大礦料粒徑並不能提高路面抗車轍能力，而良好的級配卻因增加了礦料之間的嵌擠力，而提高了混合料的高溫抗車轍能力 。在 Superpave 設計方法中通過限制區來劃分適應重交通的礦料級配和適應中、輕交通的礦料級配，具有明顯意義。
空隙率
在進行瀝青混合料配合比設計時，對空隙率的選擇一般都是根據當地材質和經驗進行的。 當選擇混合料空隙率過高時，提高其密實度可增加骨料間的接觸壓力，從而提高路面抗車轍能力，相應地瀝青和礦粉用量也要增加，從而又削弱其抗車轍能力。當空隙率小於某一臨界值後，繼續減小空隙率，會使得混合料內部沒有足夠的孔隙來吸收材料的流動部分，必然造成混合料外部的整體變形，從而形成車轍。大量實驗表明： 各種級配的混合料在最佳瀝青含量時， 隨空隙率的增大車轍均有所增加。 同時證明 ：瀝青混合料的空隙率不得小於 3 %的控制值，相對而言4%是較適宜的空隙率推薦值。
荷載作用大小
試驗結果證明：車輛超載加快路面的損壞。資料表明，在不同的軸載作用下， 重軸載作用產生的車轍較輕軸載大得多 軸載超過1 倍， 其車轍要達到10 倍～ 15 倍。
荷載作用時間
在長大縱坡上坡路段，由於車輛行駛速度慢，荷載作用時間長，其車轍出現的時間比其他路段短，情況比其他路段嚴重。有資料表明: 道路交叉口停車點的車轍通常為正常行駛路段的 2 倍～ 5倍。
環境氣候
當氣溫較高時，瀝青混合料表現強度降低容易產生車轍。各種試驗均表明：路表溫度升高車轍增加快，對半剛性路面的車轍，載入試驗也證明了這一點。 這是因為瀝青粘度的大小反映了瀝青抵抗蠕變的能力，當溫度升高時瀝青粘度變小，其抵抗蠕變的能力下降，在受到外力時很容易產生永久剪下變形導致瀝青材料橫向流動而產生車轍。通過室內試驗，定量說明了瀝青混合料的不同溫度條件下的車轍變形特性，溫度升高，瀝青混合料的變形速率加快，車轍增大。當路面積水或路面結構含水量增加時，瀝青和礦料之間的粘結力在潮濕條件下會被削弱或損壞，在行車荷載和水分的聯合作用下，這種損壞會明顯加劇，從而導致瀝青路面產生較大的車轍。
