如何精确测试沥青路面水损坏,延长公路使用寿命?
发布时间:2017-06-27

  

  根据有关研究,沥青路面的早期破坏70%以上直接或间接与路面的水稳性有关,即是由水损坏引起的。水损坏己成为我国沥青路面最严重的破坏形式之一。无论是在湿热的南方,还是寒冷的北方,在通车后不久,都不同程度出现水损害问题。因此对沥青路面水损害测试进行评价和分析,有着重大的经济和社会意义。

  

  沥青路面水损坏概述

  沥青路面的水损害是沥青路面在存在水分的条件下,在水和车辆荷载的反复作用下,沥青膜逐渐从骨料上脱落,进而出现沥青混合料松散、掉粒、逐渐发展成为坑槽,甚至会引起翻浆、唧泥等病害。常见的水损害破坏形式有:坑洞、网裂、龟裂、车辙等。

  

  残留稳定度就是反映沥青路面受水损害时抵抗剥落的能力,即水稳定性。随着高速公路的飞速发展,国内外对沥青路面的水损害问题越来越重视,对沥青路面水稳定性指标也进行了比较系统的研究。

  国内测试现状

  目前我国测定沥青路面水稳定性主要是《JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的三种方法:浸水马歇尔试验、真空饱和马歇尔试验和冻融劈裂试验。三种方法对比如下:

  

  路面真实水损坏机理是:路面在水和重复车轮荷载的双重作用下,沥青路面内部粘附力(沥青和集料)和粘聚力(沥青与沥青)被破坏。

  国内三种水稳性试验主要侧重于路面在水作用下,沥青路面内部粘附力(沥青与集料)在静态水情况下的损失,而忽视了车轮轮载压力和空隙水压力的对粘聚力(沥青与沥青)的破坏。

  粘附力破坏:由于集料对水分的吸引力比沥青大,水分可以进入沥青与集料之间,使沥青与集料表面接触面积减少,粘结力降低,从而导致沥青薄膜剥离,使集料裸露而破坏。

  粘聚力破坏:由于水分侵入,使沥青变软、粘度降低从而导致沥青内部粘聚力降低,从而导致沥青混合料整体破坏。

  

  粘附力                                                                            粘聚力

  注:灰色代表集料,黑色代表沥青

  综上可知,当前国内主要几种测试沥青路面水稳定性的方法均无法全面还原沥青路面水损坏的真实破坏机理。

  国外新技术

  美国INSTROTEK公司研发的MIST水敏感性测试仪创新性的在试件的饱和水过程中加入了动力冲刷的功能,用于模拟现场路面受到轮胎荷载作用下形成的孔隙水压力和水力冲刷现象,更符合现场路面产生水损坏的机理。试验舱内的试件将同时受到浸水、高温和循环压强三种作用,这样不仅可以使沥青和集料之间的粘附力降低而产生破坏,还可以使沥青变软,从而降低沥青内部之间的粘聚力降低而产生破坏。

  

  MIST水敏感性测试仪

  2010年研发成功并应用

  沥青路面水损坏环境模拟系统

  在美国,主要用于试验研究工具

  在美国,作为传统试验方法AASHTO T-283(TSR)的替代方法

  2013年成为ASTM规范规定测试方法,ASTM D7870

 

  MIST水敏感性测试仪原理

  Mist使用增压箱模拟路面在轮载作用下的破坏机理

  Mist使用液压泵和气动活塞模拟路面在轮载作用下的破坏机理

  沥青混合料试件放入Mist模拟仓内,盛满水

  仓盖关闭后,设置仓内温度、气压压力和气压循环次数,三个参数均可调节

  通过气压循环(有压、无压)来模拟试件内空隙水压,破坏试件内部粘附力(沥青和集料)和粘聚力(沥青与沥青)

  

  

  MIST水稳定性判断标准

  测试前后试件毛体积密度变化率<1.5%,认为水稳定性良好

  测试前后试件劈裂强度比,80%以上,认为水稳定性较好

  视觉评定

  欲了解MIST产品更多信息,欢迎联系INSTROTEK中国区独家代理服务商欧美大地。

  电话:400-700-9998

  邮箱:marketing@epc.com.hk

  

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