基于高温条件下高模量沥青路面聚合物的吸水性质分析.pdf

104交通科技与管理工程技术收稿日期：2023-09-21作者简介：贾兆莲（1975）,女,本科,高级工程师,从事公路工程监理、试验工作。0引言高模量沥青路面，近年来在我国公路工程中得到广泛应用。然而我国部分地区存在高温、多雨等恶劣气候环境条件，导致高模量沥青路面受到水的侵蚀损害。因此，研究高模量沥青路面在高温条件下的吸水性质1，对于提高其耐久性具有重要意义。1试验方案设计试验材料为 AC-13、AC-16 级配的沥青混合料，采用击实法制作沥青混合料马歇尔试件，分析其在高温条件下的吸水性能。试验温度为 40、60，试验方法为将成型好的马歇尔试件浸入恒温水箱中，定时取出称重，计算其表干重、空重，然后根据公式求出吸水量、含水率。吸水量为表干重减去空重，含水率为吸水量除以总的吸水量2。2高温环境下高模量沥青混合料吸水特性试验为研究高温环境下的高模量沥青混合料吸水特性，采用马歇尔试件浸水法，对不同掺量的 RA、PR.M 和BRA 沥青混合料进行吸水特性试验。试验结果表明，高温下沥青混合料的吸水率随着温度的升高而增大，且不同掺量的沥青混合料的吸水率存在差异。其中，0.4%掺量 RA 沥青混合料的吸水率最低，0.45%掺量 PR.M 沥青混合料的吸水率最高，3.5%掺量 BRA 沥青混合料的吸水率介于二者之间，以 AC-16 级配基质沥青混合料为例，其 60 时的吸水特性试验结果，见表 1；基质沥青、BRA 沥青混合料的含水率、吸水量试验结果分别见表 2、表 3。表 1AC-16 级配基质沥青混合料吸水特性试验结果（60）时间/h空重/g表干重/g吸水量/g含水率/%01 207.791 209.591.7916.240.51 207.791 211.183.3830.891.51 207.791 212.284.4840.893.51 207.791 212.805.0245.445.51 207.791 213.405.6050.909.51 207.791 214.266.4959.1715.51 207.791 215.257.4968.0522.51 207.791 216.789.0281.7930.51 207.791 217.399.5887.1544.51 207.791 218.2910.4895.3360.51 207.791 218.4910.6897.1572.51 207.791 218.6910.7899.0884.51 207.791 218.7911.0299.9096.51 207.791 218.7511.0299.90表 2沥青混合料含水率与浸水时间关系时间/h40 AC-13基质含水率/%40 AC-16基质含水率/%60 AC-13基质含水率/%60 AC-16基质含水率/%40 AC-13BRA 基质含水率/%40 AC-16BRA 基质含水率/%60 AC-13BRA 基质含水率/%60 AC-16BRA 基质含水率/%028.3442.4914.6316.1330.3340.1215.1515.190.554.0654.0740.3130.7852.5551.4340.2032.201.562.6365.3445.7240.7863.6663.1044.4940.313.574.0675.2850.0145.3375.0173.2153.7346.735.582.6381.7452.4750.7883.1080.1264.4951.129.588.3485.0260.6859.0688.6686.4472.1860.1315.591.2090.1372.7468.1591.4490.2078.2372.74基于高温条件下高模量沥青路面聚合物的吸水性质分析贾兆莲1,张璐军2（1.山西省公路局晋中分局,山西 晋中 030600;2.山西工程科技职业大学,山西 晋中 030619）摘要高温条件下，沥青混合料的含水率是影响路用性能的重要因素。为探究含水率对沥青混合料高温稳定性、路面抗滑性等的影响规律，文章通过试验分析了 40、60 温度下，三种高模量沥青混合料及基质沥青混合料的含水率与时间的关系。试验结果显示，随着温度的升高，沥青混合料的吸水量增加，达到饱和状态的耗时延长；不同级配的沥青混合料吸水量、饱和时间也有差异，AC-13级配的吸水量更多；外掺剂的加入对含水率与浸水时间的关系影响很小。关键词公路工程；高模量沥青路面；路面混合料吸水性中图分类号U414文献标识码A文章编号2096-8949（2023）22-0104-032023 年第 4 卷第 22 期105交通科技与管理工程技术从表 13 可以看出，72.5 h、60 时 BRA 沥青混合料达到 100%含水率状态，而 PR.M、RA 沥青混合料未达到。82.5 h 后吸水量基本稳定，试验误差可忽略，PR.M、RA 沥青混合料与 BRA 沥青混合料的吸水特性相似，故不作详述。3水因素试验指标的确定3.1含水率与温度的关系根据表 2 给出的沥青混合料含水率与浸水时间关系得到 60、40 下 BRA 基质沥青混合料的含水率变化，如图 12 所示，并比较两种温度下的变化情况3。如图 3所示，通过图表分析不同温度下沥青混合料的吸水特性，为水因素试验指标的确定提供依据。图 160 含水率与时间的关系图 240 含水率与时间关系图 3含水率与时间的关系根据上述图表可得出以下结论：（1）60 下，AC-13 级配 BRA 沥青混合料的含水续表 2沥青混合料含水率与浸水时间关系时间/h40 AC-13基质含水率/%40 AC-16基质含水率/%60 AC-13基质含水率/%60 AC-16基质含水率/%40 AC-13BRA 基质含水率/%40 AC-16BRA 基质含水率/%60 AC-13BRA 基质含水率/%60 AC-16BRA 基质含水率/%22.594.0693.2182.2081.6194.2193.1084.4987.1630.597.1196.5993.0187.0497.0996.4492.1894.3644.5100.098.1397.0795.22100.098.1096.7997.0760.5100.0100.098.4297.04100.0100.098.2399.0772.5100.0100.0100.099.06100.0100.0100.0100.084.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0表 3沥青混合料吸水量与浸水时间关系时间/h40 AC-13基质吸水量/g40 AC-16基质吸水量/g60 AC-13基质吸水量/g60 AC-16基质吸水量/g40 AC-13BRA 基质吸水量/g40 AC-16BRA 基质吸水量/g60 AC-13BRA 基质吸水量/g60 AC-16BRA 基质吸水量/g01.002.441.091.781.082.381.011.680.51.893.283.013.381.883.082.623.581.52.194.013.394.482.293.782.934.453.52.594.513.695.012.694.383.525.155.52.885.013.895.583.124.754.195.659.53.095.184.496.483.185.184.656.6515.53.165.495.397.493.295.385.088.0922.53.275.696.099.113.395.555.489.6530.53.365.896.889.573.495.756.1210.4544.53.486.117.2010.463.575.886.2810.7560.53.496.017.2810.653.586.016.3511.5072.53.496.017.3810.853.586.026.4511.0884.53.476.027.3811.123.576.126.4911.08106交通科技与管理工程技术率变化最大，其在 72.5 h 时就达到 100%含水率状态，而其他沥青混合料的含水率变化较小，需更长的浸水时间才能达到 100%含水率状态。（2）40 下，各沥青混合料的含水率变化很小，曲线很接近，说明温度对沥青混合料的吸水特性影响较小。（3）比较两种温度下的曲线可以看出 60 下的含水率变化比 40 下的含水率变化大，表明温度越高，沥青混合料的吸水特性越差。（4）从表 2 中可以看出，40、60 下，AC-16级配和 AC-13 级配在达到 50%、80%、100%含水率状态所需的浸水时间有明显差异，说明温度对沥青混合料含水率的影响显著。3.2含水率与级配的关系根据表 2 绘制图表，分析不同级配下沥青混合料的吸水特性4，如图 47 所示，为不同温度条件下沥青混合料的级配与含水率的关系。图 440 基质含水率与级配的关系 图 560 基质含水率与级配的关系 图 640 BRA 含水率与级配的关系 图 760 BRA 含水率与级配的关系图 47 显示了 40、60 时，BRA 与基质沥青混合料含水率、级配之间的关系，据图可知温度对沥青混合料含水率的影响远大于级配。3.3含水率与外掺剂的关系根据表 2 数据，统计分析不同外掺剂掺量下 BRA、基质沥青混合料的含水率变化情况。根据变化可以看出，温度、级配相同时，外掺剂掺量对沥青混合料的含水率影响不明显，变化曲线几乎重合，说明添加外掺剂不影响沥青混合料的吸水特性5。4结论综上所述，该文针对基质沥青、AC-13、AC-16 三种高模量沥青混合料进行了不同温度、不同级配条件下的吸水特性试验分析，得出以下结论：（1）含水率主要受温度影响。温度越高，沥青混合料含水率增加的速度越快，达到饱和状态的时间越短。级配对沥青混合料含水率的影响可忽略不计。（2）40、60 下，基质沥青混合料及 BRA 混合料的含水率与级配之间的关系曲线相似，几乎无差异，说明级配对于沥青混合料含水率的影响很小。（3）含水率与浸水时间的关系基本不受加外掺剂的影响。参考文献1 谢成,骆俊晖,刘豪斌,等.高模量沥青及沥青混合料性能研究 J.公路,2022(10):32-36.2 胡全章,李华,孟会林,等.高速公路高模量沥青路面设计研究 J.交通科技,2022(3):31-35.3 吴尧珍.高模量沥青添加剂对混合料路用性能的影响J.交通世界,2022(32):26-28.4 蔡州鹏.高模量沥青路面结构力学特性分析 J.企业科技与发展,2022(10):42-45.5 施亮.浅谈高模量沥青路面施工质量控制 J.四川水泥,2022(10):194-196.