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知识 | ***佳油石比,有没有***佳?

作者: 发布时间:2019-05-22 浏览次数:58
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沥青是将沥青混合料结合在一起的粘结剂,确切的说是混合料的“筋”,因此沥青的重要性不言而喻。但是沥青并非一种***的材料,它有效的工作温度低,而且对温度的敏感性较大,因此***佳沥青用量的确定就显得***关重要。

 

我国目前采用马歇尔法进行沥青混合料配合比设计,其中关键一个环节即为***佳油石比的确定,有没有想过:我们所得到的***佳油石比,真的是***佳吗?

 

根据沥青在混合料中的作用,沥青用量的决定原则应该是: 使混合料具有***佳的抗变形能力,但同时具有足够的抗裂能力, 抗老化性能及疲劳耐久性。

 

我国现行确定***佳油石比的方法

 

在油石比确定环节,行业标准JTG F40 规定以油石比或沥青用量为横坐标,以马歇尔试验的各项指标为纵坐标绘图,根据曲线及规范规定标准确定***佳油石比(沥青用量),基本流程如下(不包括具体细节,更多详细内容请参考JTG F40-2004规范附录B)。

 

前置工作:

 

已经得到一组初选级配

 

已经完成油石比预估

 

1)试验

 

采取初选级配,以预估的油石比为中值,按一定间隔(对密级配沥青混合料通常为0.5%,对沥青碎石混合料可适当缩小间隔为0.3%0.4),取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件,进行指标测试,并绘制指标(纵坐标)-油石比/沥青用量(横坐标)曲线。

 

2)确定OAC1

 

根据毛体积密度、稳定度、空隙率、VFA的曲线,分别选择密度***大值、稳定度***大值、目标空隙率(或中值)、沥青饱和度范围的中值对应的油石比(沥青用量)为a1a2a3a4,如下图所示。

 

201894153130463.jpg

OAC1=(a1 a2 a3 a4)/4

 

3)确定OAC2

 

对比除VMA外的各项指标与规范设计要求,确定沥青用量范围OACminOACmax,如下图粉色竖线即为***大、***小值,其中***大值由VFA得到,***小值由空隙率得到。

201894153144465.jpg

OAC2=(OACmin OACmax)/2 

 

(4)确定***佳油石比OAC

 

OAC=(OAC1 OAC2)/2

 

马歇尔法确定***佳油石比的缺陷

 

沥青用量越大混合料抗裂性能越好,但是混合料抗变形能力不一定越好。与沥青本身的高低温矛盾一样,这又是一对很难协调的矛盾。具有***大抗变形能力的***佳沥青用虽适合抗车辙变形要求高的南方地区,但不一定适合抗裂能力要求高的北方地区。在***佳油石比计算时,没有考虑到气候、地理条件的差异,南北方完全按照相同的设计方法进行,这显然是不科学的。

 

《沥青混合料粘弹性力学及材料学原理》一书中提到,混合料的抗压强度是一条抛物线,而抗拉强度则是直线(如下图所示),如果油石比选择能够让抗压强度符合,那么抗拉强度则超出合格范围,反之亦然。

201894153153424.jpg

Superpave能解决问题吗?

 

Superpave采用了旋转压实法成型,在更大程度上,把混合料性能提高的重任强加于沥青,对于沥青来说,这显得有些无法承受。同样,Superpave也没有考虑到不同气候条件下沥青用量的区别,因此对于***佳沥青用量的设计方法,仍然有待改善。

 

部分内容摘自:《沥青混合料粘弹性力学及材料学原理》、《公路沥青路面施工技术规范》。


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