沥青混合料水稳定性的试验研究

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沥青混合料水稳定性试验方法剖析

第１（期总２ Nhomakorabea８期）０
山西交通科技
Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．
２年２月０１１
ＳＮＨＡ￣ＳＩＮＣ＆ＴＣＣＥＥＥＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＯＭＭＵＣＩＮＩＡＴＯＮＳ
沥青混合料水稳定性试验方法剖析
王云彤
（山西临汾公路分局曲沃公路段，山西曲沃０３０）４４０
的坑槽、挤变形等现象。推另有人认为闭沥青混合料水稳定性与空隙率大，
内部及集料尖部抗裂纹生成才是早期水破坏的内在
决定性因素。提高混合料表面抗裂纹生成才能从根本上解决路面早期水破坏的问题。２沥青混合料黏附性试验评价
程中，表面的集料尖端会被刺破沥青层而形成水进人的通道，对于内部的混合料，于车轮的作用，而由集料和集料之间的微弱错动而形成沥青微裂缝，使水进入形成剥落。
总之，空隙率及动水压力都是加速路面早期破坏形成的外部因素而不是决定性内部因素，混合料
效。
关键词：水稳定性；动；融；裂震冻劈中图分类号：４４Ｕ１文献标识码：Ａ
文章编号：０３２（０）１０１－２１￣－５８２１０－０７０１－－
沥青混合料的抗水损害能力是决定路面的水稳定性的根本因素，它主要取决于矿料与沥青的相互作

沥青混合料水稳定性评价方法的实验研究

ＭＡｉ一Ｘｎ‘
．
ＺＨＥＮＧｈｕａｅＣｎｆｎｇ
（．ｏｅｅｏＴａｓｏｔｔｎＥｇｅｒｇｏｇｉｎｖｒｔ，Ｓａｇａ２０９，Ｃｉ；２Ｃｌｇｆ１Ｃｌｇｆｒｎｐｒｉｎｉｅｉ，ＴｎｊＵｉｓｙｈｎｈｉ００２ｈｎ．ｏｅｅｏｌａｏｎｎｅｉａｌ
新，郑传峰
２０９２吉林大学建设工程学院，林长春１０２）００２．吉３０６
［摘要］在利用马歇尔残留稳定度来评价沥青混合料水稳定性的过程中，件的浸水条件与路面实际的浸试水条件明显不同，因此实验结果与使用效果存在很大的偏差。而用试件饱水煮沸后的劈裂强度来评价其抵抗水损害的能力，作简便、用效果明显、确度高，一种值得推广的方法。操作准是【键词］沥青混合料；稳定性；价方法；验研究关水评实［图分类号］Ｕ４４中１［献标识码］Ａ文［章编号］１０ — ２５２０）４０７ — ４文０２１０（０８０ — ０５０
～
的水稳定性不足，而混合料水稳定性不足是导致发生水损害的内因。本文在现有混合料设计方法的基
础上，设计过程中如何更加科学合理的评价沥青对混合料水稳定性做了实验研究。

国产重交沥青混合料水稳定性研究

ｆｅｅｔａｙｌｓａｅｓｕｉｄｒｚ－ｗｃｃｅｒｔｄｅ．ｅｈ
Ｋｅｒｓｈａｙｄｔｏｄａｐａｔａｐａｔｍｉｔｒｓｙｗｏｄ：ｅｖｕｙｒａｓｈｌ；ｓｈｌｘｕｅ；ｍｏｓｕｅｓｓｅｔｉｔｉｔｒｕｃｐｉｌｙ；ｆｅｅｔａｙｌ；ｉｄｒｃｅｓｌｂｉｒｚ－ｗｃｃｅｎｉｔｔｎｉｅｈｅｅ
降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从石料表面脱落，沥青混合料掉粒、松散，继而形成沥青路面的坑槽、
推挤变形等的损坏现象 …。同时水损害是导致沥青
沥青混合料所用集料为四川省公路建设常用的河卵石轧制碎石和石灰石碎石，均取自１８国道广元０段工地。石灰石的主要化学成分为ＣＣ碱性石ａＯ，是料，卵石碎石主要化学成分为ＳＯ、１，ａＯ，ｉ：０、Ｃ。为弱ＡＣ酸偏中性石料，经筛分后逐级称量回配。集料的集料
（ＭＡ）ｅｐｒｇｔｅｐｙｉｃｅｃｌｃａｃｅｚｔｎｏｓｈｌａｇｅａｎｒｃｉｓｕｄｒｔｅｉｆｅｃｆＨ，ｘｌｎｈｈｓｏｈｍｉｈｒｔｒａｏｆａｐａ —ｇｇｔｉｔａｔｎｎｅｈｎｕｎｅｏｏｉｃａａｉｉｔｒｅｅｏｌ
１原材料技术性质
１１沥青．
本文所用沥青为中海一０７＃沥青、茂名一０７＃沥青
及进口ＥＳ一０ＳＯ７＃沥青，沥青均满足Ａ一０重３种Ｈ７交通道路石油沥青的技术要求，技术ｌ其生质见表１。

开级配大粒径沥青混合料水稳定性试验研究

ａｅｂｎｒａｉｇｃｎｅｔｏｉｅｐｗｄｒｐｏｅｌ，ｂｔｉｉｅｓｓｇｙｉｃｅｓｎｏｔｎｆｍｎｏｅｒｐｒｙｕｔｓｌｓｆｅｔｙｃａｇｎｏｔｎｆａ — ｖｐａｔｅｅｔｉｓｈｌｍｉｔｒａｎｒａｅｔｅｗａｅｔｂｌｙｏｈｌ；ｃｍｎｎａｐａｔｘｕｅｃｎｉｃｅｓｈｔｒｓａｉｔｆＯＬＳｂｉｕｌ，ａｄｔｅｍｏｔｉＭｏｖｏｓｙｎｈｓ
量等条件下开级配大粒径沥青混合料（Ｓ的水稳定性。结果表明：ＯＬＭ）随着粗集料的增多、隙率的增大，空ＯＳ的水稳定性降低，当空隙率小于２时，ＬＭ且ｏ其具有良好的水稳定性；沥青用量对ＯＬＭ水稳定性的影Ｓ
ＡｂｔａｔＢｓｄｏｈｅｕｔｆｍｍｅｓｏａｇ－ｃｌａｓａｌｅｔａｄｆｅｚ－ｈｗｐｉｔｓ，ｔｅｐ — ｓｒｃ：ａｅｎｔｅｒｓｌｓｏｉｒｉｎｌｒｅｓａｅＭｒｈｌｔｓｎｒｅｅｔａｓｌｅｔｈａｔｐｒｅａｕｔｓｔｅｗａｅｔｂｌｙｏｐｎｇａｅａｇｔｎｓｈｌｍｉｅ（ｅｖｌａｅｈｔｒｓａｉｔｆｏｅ－ｒｄｄｌｒｅｓｏｅａｐａｔｘｓＯＬＳ）ｎｎｌｚｓｔｅｉＭ，ａｄａａｙｅｈｅｆｃｓｏｒｄｔｏｆｅｔｆａａｉｎ，ａｐａｔｃｎｅｔｇｓｈｌｏｔｎ，ｍｉｅｐｗｄｒｃｎｅｔａｄｃｍｅｔｃｎｅｔｏｈｔｒｓａｉｔ．ｎｏｅｏｔｎｎｅｎｏｔｎｎｔｅｗａｅｔｂｌｙｉＲｅｅｒｈｓｓｏｔａ：ｗｈｎｉｓｐｒｓｔｓｓａｌｒｔａ０，ｔｅｗａｅｔｂｌｙｏｓａｃｅｈｗｈｔｅｔｏｏｉｙｉｍｌｈｎ２ｅｈｔｒｓａｉｔｆＯＬＳｓｅｃｌｉＭｉｘｅ— ｌｎ，ａｄｉｓｒｓｓａｃｏｗａｅｅｒａｅｔｎｒａｉｇｐｒｓｔ；ｉｉｆｅｔｖｏａｏｄｗａｅａｅｔｎｔｅｉｔｎｅｔｔｒｄｃｅｓｓｗｉｈｉｃｅｓｎｏｏｉｙｔｓｅｆｃｉｅｔｖｉｔｒｄｍ—

第4.4节沥青混合料水稳定性试验检测方法

第四节沥青混合料水稳定性试验检测方法令狐采学由水引起的沥青路面损坏通称为水损坏，它是一个普通的问题，已引起世界各国的注意，道路工作者对此进行了广泛的研究，提出了许多理论方法。

就评价沥青路面水稳性方面）通常采用的方法分为两大类：第一类是沥青与矿料的粘附性试验；这类试验方法主要是用于判断沥青与粗集料（不包含矿粉）的粘附性，属于这类的试验方法有水煮法和静态浸水法；第二类是沥青混合料的水稳性试验、这类试验方法适用于级配矿料与适量沥青拌和成混合料、制成试样后，测定沥青混合料在水的作用下力学性质发生变化的程度，这类方法与沥青在路面中的使用状态较为接近。

测试方法有浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验以及冻融劈裂试验（“八五”攻关最新研究成果）。

一、沥青与矿料的粘附性试验方法1．目的和适用范围（1）沥青与矿料粘附性试验是根据沥青粘附在粗集料表面的薄膜在一定温度下，受水的作用产生剥离的程度，以判断沥青与集料表面的粘附性能。

（2）本方法适用于测定沥青与矿料的粘附性及评定集料的抗水剥离能力。

根据沥青混合料的最大集料粒径，对于大于13.2mm及小于（或等于）13.2mm的集料分别选用水煮法或水浸法进行试验，对同一种料源既有大于又有小于13.2mm不同粒径的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准，对细粒式沥青混合料以水浸法试验为标准。

2．仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：（1）天平：称量500g感量不大于0.01g。

（2）恒温水槽：能保持温度80℃±1℃。

（3）拌和用小型容器：5mL。

（4）烧杯：100mL。

（5）试验架。

（6）细线：尼龙线或棉线、铜丝线。

（7）铁丝网。

（8）标准筛9.5mm、13.2mm、19mm各1个（也可用圆孔筛：10mm、15mm、25mm代替）。

（9）烘箱：装有目动温度调节器。

（10）电炉、燃气炉。

（11）玻璃板：200mm x 00mm左右。

（12）搪瓷盘：300mm x 400mm左右。

沥青混合料水稳定性试验研究

产生化学反应，成硷土盐。硷土盐具有较强的吸生
附性能，能牢固地粘附在粒料表面而不剥落，而使从沥青不会从粒料上剥落。
１２冻融劈裂强度试验．
青混合料空隙率过大引起路面渗水、路排水系统道不完善、路面厚度偏薄、压实度不足等，这些并非但
裂强度试验结果。
表１消石灰替代部分矿粉的冻融劈裂强度试验结果
改善和提高沥青混合料的水稳定性及其他性能不甚
了解，文将通过试验来评价消石灰的作用。本
ｏ
１．４８１．５５
１．ｏｏ
１．５Ｏ
１．４０
１３２．
１消石灰的抗剥落作用
１１消石灰增强抗剥落性能的基本原理．
１．ｏ
１５．８
１２．５
１．３２
１．５２
１．２６１．Ｏ６１．５１６．５
１２．１
１．９３ｌＯＩ３１６．３１４２．１４１．
维普资讯
公
７８
与汽运
第５期
２０ｉ１Ｏ－年０月６
Ｈｉｈｙｇｗａｓ＆ＡｕｏｔｖｔｍｏｉｅＡｐｐｉａｉｎｌｃｔｏｓ
பைடு நூலகம்
沥青混合料水稳定性试验研究
张文海，范书龙
ｌＩ３１
沥青中含有少量羧酸与亚枫，使得沥青呈现弱酸性。羧酸与亚枫易附着在粒料的表面，当遇到水时，因水分子是极性物质，易与粒料中的极性分子结合，沥青从粒料表面脱落。石灰的主要成分是氧使

温拌再生沥青混合料水稳定性正交试验研究

R o a d e n g in e e r in g道路工程鬱温拌再生沥青混合料水稳定性正交试验研究黄川1,杨大田2,陈富强1(1.广西壮族自治区公路管理局，广西南宁530029;2,长沙理工大学公路养护技术国家工:程实验室，湖南长沙410114)摘要：为了评价温拌再生沥青混凝土的水稳定性•文章选取3种旧沥青f昆合料掺量〇利45 %::)V.3..种温拌剂用餐(2.%, 3.%谢4%.:)專3...种:旧沥青混合轉粒S銳成:C:〇,5 mm，5〜10 m m和1&〜'1f mm_)，进行正交设嫌.y適过冻融间:接授伸试验，按蓮;酸务析方法和IF检验法进行競i+M f v试验结果表明r3.鞠画素对TSR影响®主次胤序是温拌剩»>R A P掺量>R A P组成.随着温#剂掺量增加，水稳定性变差》同#随着RAP掺暈增水稳定性越差1RAP颗粒组成对水稳定性无显著性影响。

关键词：温拌再生沥青混合料:水稳定性:正交设计:间接拉伸试验I方差分折'中图分类号：U f l6..03文献标识码：A D O I：10.13282/j.enkl. w ecst. 2018.Q1.Q&2文章编号:1673 -487_4<2〇1.8>0_1- .O Q0_S_- .03作者简介黄川C T984—)，工_硕士，工程师，主要从 .事廳H工程.、养护工程 .建f t项目管理.n i t%,杨大田(1f73—&駕士研究要从事路基路面结构材料中亦分微績环研食工作；陈富强（1._978— )，工学博士，高级I程师，主要从事道路工裎及公 .藥予f_:牲养，护.扶术方面韵研究工_5.基金项目长沙理工大学公路养 _伊拔术国家工程实验室幵:餘基金资助项目 (*^：kf]150110)Orthogonal Experimental Study on Water S tability of W arm-mix Recycled Asphalt M ixtureHUANG Chuan'.YANG Da-tian2.CHEN Fu-qiang'(1. Guangxi Highway Administration, Nanning,Guangxi,530029；2. National Engineering Laboratory of Highway Maintenance Technology, Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hunan, 410114)In order to evaluate the water stability of warm-mix recycled asphalt concrete,this article selected three kinds of old asphalt mixture addition(15%,30% and 45%), three kinds of warm-mix agent amount(2% ,3%and 4%) and three kinds of old asphalt mixture grain-size composition (0~5 mm,5~10 mm and 10-19 mm)for orthogonal design,through the indirect freeze-thaw tensile test,it conducted the statistical analysis according to the variance analysis method and F test method.The test results showed that the influencing order of these three factors on the TSR is the warm-mix agent amount> RAP content>RAP composition .With the increase of warm-mix agent amount, the water stability becomes worse.Similarly,with the increase of RAP content,the water stability is worse.The RAP particle composition has no significant effect on the water stability.Warm-mix recycled asphalt mixture; Water stability; Orthogonal design; Indirect tensile test; Variance analysis〇引言沥青路面再:生方法经过了热拌和冷拌再生，目前出现了新拌合再生技术——温拌再生技术。

植物基生物沥青混合料水稳定性研究

2018年15期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application1概述大量的农作物秸秆、滞销蔬菜等植物基材料被弃置，不仅会导致资源浪费，还会造成一定程度的环境污染。

通过收集植物基材料，采用物理化学方法提炼出生物质重油，并将其掺配到沥青结合料中，是解决上述问题的有效途径[1-2]。

目前，评价沥青混合料水稳定性的方法主要有浸水马歇尔、冻融劈裂以及浸水车辙等试验方法，但这些方法普遍存在理论依据不充分、现场再现性差等问题[3]。

因此，寻求一种理论依据更充分，更接近现场水损害实际情况的评价方法十分必要。

近年来，国内外学者提出基于表面自由能理论来表征沥青与集料的粘附性，进而评价沥青混合料水稳定性[4-5]。

因此，本文采用接触角法，得到生物质重油掺加前后沥青的表面能，并分别与已知表面能参数的集料计算出沥青-集料体系的粘附功。

同时，在同一级配下分别对两种沥青对应的混合料进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，并分析宏观指标（残留稳定度、劈裂强度比）与粘附功的相关性。

2理论分析沥青混合料在拌合过程中，沥青会包裹并粘附在集料表面，根据表面物理化学理论，沥青与集料的粘附功表达式（式1）为：W as =γa +γs -γas （1）其中，W as 为沥青-集料粘附功，γa 为沥青表面能，γs 为集料表面能，γas 为沥青与集料接触面上的界面能。

根据Fowkes 的分析可知，一种物质的表面能主要由极性和非极性两部分组成。

再结合young 方程（式2），粘附功的表达式可转换为式（3）的形式。

（2）其中，θ为沥青与集料间的接触角，其余分量含义同式（1）。

（3）由式（3）可知，若分别获得沥青与集料的表面能极性和非极性分量值，则可求得沥青-集料体系的粘附功。

同时，若分别测得已知表面能掺量的三种溶液与固态沥青的接触角，则可由方程组求得沥青的表面能及其分量值。

3试验设计本试验采用KRUS 的DSA1型接触角仪测定蒸馏水、甘油、甲酰胺等3种试液与沥青之间的接触角。

(最新整理)沥青混合料性能的研究试验方法

2021/7/26
3
1.单轴静载蠕变试验
➢ 试验方法
壳牌（shell）法是最典型的单轴静载蠕变试验方法，这个试验方法适用于在试验室内，在给定的应力和温度条件下，通过进行恒荷载单轴无侧限压缩试验测量沥青混合料试件的变形并计算其蠕变劲度。试验结果可用作为进行沥青路面车辙深度预估的参数之一。
2021/7/26
沥青混合料低温抗裂性能
主要试验方法有：等应变加载的破坏试验（间接拉伸试验、弯曲、压缩试验）、直接拉伸试验、弯曲拉伸蠕变试验、受限试件温度应力试验、三点弯曲J积分试验、C*积分试验、收缩系数试验、应力松弛试验等。
2021/7/26
15
1.间接拉伸试验（劈裂试验）
间接拉伸试验即通常所说的劈裂试验，它是通过加载条加静载于圆柱形试件的轴向，试件按一定的变形速率加载，施加的压缩荷载，垂直、水平变形通过LVDT得到。从而可获得沥青混合料的劈裂强度和变形数据。
Viljoen等 Kronfuss等
Finn等
温度（℃）试验时间（min）
作用应力（MPa）
40
100
0.2
40 我国也采用60单轴静载蠕变0.试1 40 验方法对沥60青混合料进行0.过2
较多研究，由于影响蠕变试验结果的因素很多，试验结果变异性较大，也还没能提出相应的蠕变劲度极限值。
混合料劲度（MPa）
2021/7/26
5
2.弯曲蠕变试验
➢ 试验方法弯曲蠕变试验实际上就是将简支梁弯曲试验的荷载保持恒定的试验。试验条件与普通的弯曲试验相同，可采用三点加载试验。适用于由轮碾成型后切制的长250±2mm，宽30±2mm，高35±2mm的棱柱体小梁，其跨径为200±0.5mm。

南方湿热地区沥青混合料水稳定性试验研究

稳定度和冻融劈裂强度比的变化规律如图１、图２示。所
试验结果分析：
（）从表１以看出，抗剥落剂的加入对沥青混合１可
图２掺加与未掺加抗剥落剂情况冻融劈裂强度比
表１掺加抗剥落剂和不掺加抗剥落剂的混合料稳定性试验结果
图１掺加与未掺加抗剥落剂情况残留稳定度比
稳定度和冻融劈裂抗拉强度，来评定在有掺加抗剥落剂
与不掺加抗剥落剂下的沥青混合料的水稳定性，从而得
出抗剥落剂改善混合料水稳定性的有效性程度。浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验结果见下表１：掺加抗剥落剂与未掺加抗剥落剂条件下的浸水残留
从图３、图４以看出：可
混合料中添加抗剥落剂会提高混合料的马歇尔稳定度。
（）从图１２、图２可以直观的看出，添加抗剥落剂后使沥青混凝土的马歇尔残留稳定度达到１２１０．％。冻融劈裂强度比从未添加抗剥落剂的７％提高到８．０７６％，说明了抗剥落剂可以很大程度上改善沥青混合料的抗水损害
南方湿热地区沥青混合料水稳定性试验研究
■ 林明庆
（南平浦南高速公路有限责任公司，南平
３３０）５００
摘
要
提高沥青混合料水稳定性简单而有效的措施是在沥青混合料中掺加具有抗

沥青混合料水稳定性的试验研究(1)

第31卷第3期2001年5月东南大学学报(自然科学版)JO UR NAL OF SOUTHEA ST UNIVER SITY (Natural Science Edition)Vol 131No 13May 2001沥青混合料水稳定性的试验研究赵永利吴震黄晓明(东南大学交通学院,南京210096)摘要:由于水稳定性不足造成的水损害,是我国沥青路面早期破坏的主要形式之一.但工程实践表明,浸水马歇尔试验与路面的实际状况相差较远,其残留稳定度也未能反映出沥青混合料水稳定性的真实情况.本文以劈裂试验为基础,通过对浸水条件的改进,进一步深入地研究了几种常见沥青混合料的水稳定性,提出了以真空循环饱水条件下的沸煮劈裂试验的残留稳定度来评价沥青混合料的水稳定性.试验结果表明,此方法的试验结果明显好于现行规范中的方法,而采用密实结构AC 16I 的水稳定性明显优于其他几种沥青混合料.关键词:沥青混合料;水稳定性;饱水;劈裂;残留稳定度中图分类号:U4161217 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2001)03-0099-04收稿日期:2001-01-09. 作者简介:赵永利,男,1971年生,博士研究生.我国高速公路建设正在飞速发展,高速公路的建设极大地推动了我国经济的发展,加快了物资人员的流通.但现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限,由于沥青面层水稳定性不足造成的水损害,常使高速公路在通车2~3年内便出现明显的坑槽、松散等现象,这已经成为我国高速公路沥青路面破坏的主要形式之一[1].沥青路面的水损害,是指沥青路面在有水存在的条件下,经受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分对沥青起乳化作用,导致沥青混合料强度下降,同时水分逐步侵入到沥青与集料界面上,由于水动力的作用,沥青膜渐渐的从集料表面剥离,导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程[2].造成沥青路面水损害的原因,除了降雨及交通荷载的作用外,主要是由于路面排水结构设计不合理,以及沥青混合料的水稳定性差两个原因.我国现行的沥青路面设计、施工规范,对矿料与沥青的粘附性及沥青混合料的水稳定性都作了具体的要求.但大量的工程实践表明,现有的测试方法和表示参数不能有效地反应路面的实际情况和混合料的水稳定性.为此,本文探索新的试验方法,对几种典型沥青混合料的水稳定性进行了测试.1 沥青混合料的马歇尔试验试验中集料采用玄武岩,沥青采用壳牌AH 70#沥青,选用的级配为AC 16I,AK 16A,AK 16C 和SAC 16,其级配曲线范围如表1所示.表1 各种沥青混合料的矿料级配范围筛孔尺寸/mm通过百分率/%AC 16I AK 16A AK 16C SAC 1619.0010010010010016.0095~10090~10090~10095~10013.2075~9070~9072~9275~909.5058~7850~7055~7555~704.7542~6330~5035~5530~402.3632~5022~3729~3622~311.1822~3716~2822~3416~240.6016~2812~2316~2612~200.3011~218~1811~2010~180.157~157~146~138~150.0754~85~94~96~10根据马歇尔试验的结果,确定了各种混合料的最佳沥青用量及相应的物理力学参数,如表2所示.表2 马歇尔试验结果级配类型AC 16I AK16AAK 16C SAC 16最佳油石比/% 5.1 4.6 4.6 4.6稳定度/kN 12.410.013.211.3流值/0.1mm 34343137孔隙率/%4.34.44.24.5采用标准的浸水马歇尔试验方法,测定混合料的水稳定性,其试验结果如表3所示.表3 浸水马歇尔试验结果混合料类型说明稳定度/kN 流值/0.1mm空隙率/%残留稳定度/%AC 16I (油石比5.1%)标准试件12.432.8 4.3浸水试件12.639.1 4.3100AK 16C (油石比4.6%)标准试件13.236.3 4.1浸水试件13.731.2 4.2100AK 16A (油石比4.6%)标准试件10.039.5 4.3浸水试件8.641.2 4.486.0SAC 16(油石比4.6%)标准试件11.332.5 4.6浸水试件10.640.44.693.8注:残留稳定度超过100%的记为100%.从表3中可以看出,采用浸水马歇尔试验,其残留稳定度未能充分地反映出水分对混合料的侵蚀作用,其较高的残留稳定度也与实际工程中路面的损坏程度不相符,之所以会产生这种现象,主要有以下几方面的原因:1)在该试验条件下,沥青混合料的孔隙率较小,浸水48h 后,水分不能充分进入到试件的孔隙中,也就无法对沥青膜产生侵蚀作用;特别是闭合孔隙中所封闭的大量气体,进一步阻碍了水分的浸入.而沥青路面在实际使用初期,其实际孔隙率要比实验室内大许多,水分易于进入到孔隙中.2)在浸水马歇尔条件下,混合料内部的水是处于静止状态的,不能模拟出在车轮挤压下,水分对沥青膜产生机械冲刷及反复吸压作用,而水压的作用是沥青混合料出现水损害的一个重要原因.3)在马歇尔稳定度的测试中,试件呈环向挤压状态,此种状态下,试件的承载能力对矿料的咬合情况敏感,而对沥青膜的粘附情况不敏感;在环向挤压状态下,马歇尔试件会出现由于大变形产生的破坏,而不会出现路面上由于水损害而常见的松散破坏.因此浸水马歇尔试验结果不是评价沥青混合料水稳定性的有效指标,必须探索新的试验方法.2 沥青混合料的劈裂试验为了模拟路面的实际状态,本文以劈裂试验测试试件的承载力,在劈裂条件下,试件内部呈受拉状态,试件的破坏是由于内部的粘结力不足以抵抗外加荷载造成的,因此更利于反映水分对沥青的软化和对沥青膜的剥落作用.试验温度为25e ,加荷速度为50mm/min,试验结果如表4所示.表4 劈裂试验结果混合料类型劈裂强度/MPa 极限变形/mmAC 16I(油石比5.1%) 1.12 4.3AK16A(油石比4.6%) 1.01 4.4SAC 16(油石比4.6%)1.059.1AK 16C(油石比4.6%) 1.06 3.8为了检验混合料的水稳定性,本文对浸水条件进行了探索,首先采用沸水浸泡2h 的试验条件.之所以将试件放在沸水中浸煮2h,而没有像马歇尔试验一样在60e 的水中浸泡48h,是参考了沥青与粗集料的粘附性试验[3],并基于以下几方面的考虑:首先,在沸水中有利于加速水对沥青膜的侵蚀作用.根据表面能理论对沥青混合料水损害的解释,沥青膜是在表面张力的作用下,被水分逐渐剥落下来的;但当温度较低时,沥青的液体性质不能充分表现出来,表面张力很难发挥作用,使这一侵蚀过程较缓慢;而根据沥青材料的时温换算关系,提高温度可以有效地加快作用速度.试验中发现在沸水中浸煮2h 的效果,与在60e 水中浸泡2d 的效果基本相同,而时间的缩短不仅加快了试验速度,同时也减少了试验的误差.其次,在沸水中浸煮时,水中及矿料表面会产生一定量的气泡,这些气泡的产生将加速水分对沥青的剥落作用,同时水分的对流也对沥青膜有一定的冲刷作用;试验中明显发现在沸水表面飘浮着一些剥落100东南大学学报(自然科学版)第31卷下来的沥青膜.表5 沸煮劈裂试验结果混合料类型劈裂强度/MPa 极限变形/mmAC 16I(油石比5.1%) 1.0510.8AK 16A(油石比4.6%)0.837.9SAC 16(油石比4.6%)0.828.8试件在沸水中浸煮2h 后,将其冷却到25e ,再进行劈裂试验,测其强度.试验结果表明,经沸水浸煮后,混合料的劈裂强度有了明显的降低,而极限变形则呈增加趋势,其试验结果如表5所示.此结果表明,在沸煮2h 的条件下,水分已对沥青混合料产生了明显的侵蚀作用;但在沸煮2h 的过程中,由于时间较短,水分仍不能充分浸入到试件内部;图1 饱水率与真空度的关系为了反映试件整体的水稳定性,本文进行了真空饱水条件下的沸煮劈裂试验.试验结果表明,通过真空饱水可以有效地提高水分在孔隙中的填充程度;而填充在孔隙中的水分,在沸煮条件下受热膨胀溢出,其效果类似于沥青路面在轮载作用下,水分在混合料内部的流动.由图1可以看出,试件的饱水率(试件内,水的体积与试件孔隙体积之比)与真空压成正比,表明真空条件是提高试件的饱水率的有效途径.同时也可以看出即使在较高的真空压(9713kPa)下,试件的饱水率也是有限的;可见,单纯将试件浸水48h,并不能使其充分饱水.而沥青路面在实际使用过程中,轮载的反复作用,使水分有足够的压力挤入孔隙中.一些资料表明,某些水损害地段,现场取样的饱水率在25%~100%之间,部分采用吸水率较大集料的地段的饱水率甚至大于100%.饱水率的不同,也是造成室内试验与路面实际使用状况有较大差异的一个重要原因.表6 真空饱水沸煮劈裂试验混合料类型劈裂强度/MPa 极限变形/mmAC 16I(油石比5.1%) 1.0210.5AK16A(油石比4.6%)0.768.5SAC 16(油石比4.6%)0.7410.2试件经过25e 真空饱水,再经过沸煮2h,冷却后进行劈裂试验,结果如表6所示.从表6中可以看出其强度有了进一步的降低.为了进一步提高水分对沥青混合料的侵蚀程度,本文又进行了真空循环饱水条件下的沸煮劈裂试验,试验中采用真空压为9713kPa,循环次数为15次.由图2可以看出,增加真空的循环次数对于提高混合料的饱水率,效果并不明显,但往复的加压、减压循环,使水分不断地进出试件内部,有利于模拟由于车轮吸压作用产生的压力水对混合料的侵蚀作用.从表7中可以看出,经过真空循环饱水后,试件的劈裂强度进一步降低,特别是对于SAC 16,其强度的损失幅度非常大,表明对于一种特定的沥青混合料结构,存在着一个耐水侵蚀的极限,超过此极限,水侵蚀将变得十分严重.图2 饱水率与真空循环次数的关系表7 真空循环饱水沸煮劈裂试验结果混合料类型劈裂强度/MPa极限变形/mmAC 16I(油石比5.1%)0.99 4.9AK 16A(油石比4.6%)0.73 6.0SAC 16(油石比4.6%)0.569.6AK 16C(油石比4.6%)0.757.7如以沥青混合料在不同浸水条件下的劈裂强度与标准条件下的劈裂强度的比值,作为评价沥青混合料水稳定性的指标,即残留稳定度,其结果见图3.从图3中可以看出,无论是单一的残留稳定度,还是级差,其变化幅度都明显大于浸水马歇尔试验;同时也可以看出,随着浸水条件的逐步苛刻,采用骨架结构的SAC 16,其水稳定性的下降幅度远远大于采用密实结构的AC 16I.3 结论水稳定性是沥青混合料的重要性能,利用劈裂试验可以有效地反映出沥青混合料内部的界面粘结状态,而不同浸水101第3期赵永利等:沥青混合料水稳定性的试验研究102东南大学学报(自然科学版)第31卷条件下的残留稳定度有显著不同;利用沸水浸煮的方法可以加速水侵蚀的程度和速度,而真空饱水可以有效地提高混合料的饱水程度,真空循环饱水虽不能进一步提高混合料的饱水程度,但真空循环过程中,水分的反复吸压和冲刷可以加速沥青膜的剥落.从试验结果看,真空循环饱水条件下的沸煮劈裂试验,是一个操作方便快速,条件苛刻、效果明显的试验方法,可更进一步地模拟沥青路面的实际水损害状态.AC16I,AK16A,AK16C和SAC16几种常见的沥青混合料,虽然其马歇尔残留稳定度都满足规范的要求;但当试验条件逐渐苛刻时,各种混合料的水稳定性表现出明显的不同,而采用密实结构的AC 16I的水稳定性明显优于其他结构.参考文献1沙庆林.高速公路沥青路面的水损害及其防治措施.国外公路,2000,20(3):1~42沈金安.改性沥青与SMA路面.北京:人民交通出版社,199913~73中华人民共和国交通部.JTJ052)2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程.北京:人民交通出版社,2000197~102Tests of Moisture Susceptibility for Asphalt Paving MixturesZhao Yongli Wu Zhen Huang Xiaoming(Transportation College,Southeast Uni versity,Nanjing210096,China)Abstract:Water damage of asphalt pavements due to insufficient moisture susceptibility has bec ome one of the major types of early destruction.Practice on projec ts indicates that immersion Marshall test doesn.t accord with the actual in-place condition and that residual Marshall stability is not reliable.Based on freeze-tha w cycle indirect tensile test,a further study of moisture susceptibility for some familiar graded HMA mixtures is carried out through modification of im-mersion conditions,and a ne w method of boiled indirect tensile test under vacuum saturation cycle for appraising mois-ture susceptibility of HMA paving mixtures is put for ward.The test results show that the new method is more reliable than that in the present criterion and the moisture susceptibility of AC-16I is distinctly superior to other kinds of as-phalt mixtures.Key words:asphalt paving mixtures;moisture susceptibility;moisture saturation;indirect tensile;residual stability。

花岗岩沥青混合料水稳定性能改善试验研究

中图分类号：４６Ｕ１文献标识码：Ａ文章编号：１７一ｌ４（０１ｏ— ００— ０６２１４２ｌ）２１６４－
ＥｘｅｉｅｔｌＳｕｄｎＩｐｒｖｎａｅｔｂｌｙｏａｉｅＡｓｈｌｉｔｒｐｒｍｎａｔｙｏｍｏｉｇＷｔｒＳａｉｔｆＧｒｎｔｐａｔＭｘｕｅｉ
ａｐａｔｔｅｕｅｏｅｍｉｔｒｓｏｔｎａｆｃｅｅａｓｔｃｕｄｔｍｅｔｔｅｃｒｅｐｎｉｇｄｓｇｑｉｍｅｔｓｈｌ，ｈｓｆｔｘｕｉｆｅｆｅｔｄｂｃｕｅｉｏｌｎ’ ｅｈｏｒｓｏｄｎｅｉｎｒｕｒｈｅｅｅｎｓ．Ｂａｅｓｄ
ＺＡＮＩｉｎｙａＨＧＮａ．Ｌａ —ｕｎＪ（．ｏｔｗｓＤｓｎ＆ＲｓｒｓｔｅｏｈａＭｕｉａＥｇｎｅｎ，Ｃｅｇｕｉｕｎ６０８，Ｃ／１ＳｕｅｅｇｈｔｉｅａｃＩｔｕｅｈｎｉｔｆＣｉｎｉｌｎｉｒｇｈｎｄ，Ｓｃａ１０１ｈｎｎｃｐｅｉｈａ；
２ＬｎＣｍｕｉｔｎＥｇｅｎｕｌｕｅｉｎｔｉＳａｄｎｒｉｅ／，Ｓａｄｎ７０４ｈｎ）．ｉｏｍｎａｉｎｉｅｇＱａｔＳｐｒｓＳｔｎｏｈｎｏＰｏｎ，Ｌｃｏｎｒｉｉｙｖｉａｏｆｇｇｖｃｈｎｏ２６０，Ｃ／ｇａ
表１试验方案
方案名称方案说明
在修建时为了充分地利用当地的石料，降低造价，往
往选用酸性的花岗岩石料作为沥青混合料的集料。但是花岗岩与基质沥青的粘附不佳，以酸性石当

沥青混合料水稳定性试验

沥青混合料水稳定性试验探讨【摘要】近几年来，随着我国社会的不断进步，我国的交通运输业发生着日新月异的变化，同样对于公路的建设的要求也正在逐步的提高。

因此为了保证公路施工中所用的沥青混合料的抗水害性能，我们必须对沥青混合料的水稳定性进行深入的研究，提高沥青混合料的水稳定性，从而保证公路施工时所用到的沥青混合料的性能稳定。

针对这个问题，本文对沥青混合料的水稳定进行了深入的研究，并对几种沥青混合料水稳定性研究的试验进行了分析。

一、沥青混合料水稳定性的损害机理（一）沥青混合料水稳定性损坏的原因众所周知对于公路建设时所使用的沥青混合料来说，一般是由沥青、碎石、矿粉、砂以及一些其他的材料通过一定的比例混合而成的，所以在配置过程中出现失误，就会导致沥青混合料的水稳定性出现损坏。

对于沥青混合料的水稳定损坏的原因主要有两个方面：首先，在进行沥青混合料的配合时，如果水侵入沥青中，就会使沥青与其他材料之间的粘附性大大的降低，从而造成沥青混合料的强度以及劲度难以符合实际的施工要求。

第二，在一些情况下，水会进入到沥青薄膜和材料之间，从而会使沥青与材料之间的粘结性大大的降低，与此同时，材料的表面对水的吸附能力比对沥青的吸附能力强很多，这就造成了沥青与材料表面之间的接触面积减小最终导致沥青从材料的表面掉落，造成公路的质量出现严重的损坏。

（二）预防沥青混合料水稳定性损害的措施关于对沥青混合料水稳定的损害解决措施，我们可以通过以下几个方面来解决：第一，控制水分进入沥青混合料中这样能够有效地避免水分侵入到沥青与材料的分界面中中，科学合理的解决混合料的级配问题。

第二，采取科学合理的措施提高材料的粘附性，增加材料之间的粘附能力，避免材料与沥青之间由于粘附性不强导致沥青脱落的现象。

二、关于沥青混合料水稳定性的试验探究（一）沥青混合料的浸水马歇尔试验的探究为了有效的研究沥青混合料水稳定性的马歇尔试验，我们在进行试验时采用玄武岩为研究材料，采用壳牌AH-70沥青为研究沥青，选用的级配为AK-16C、SAC-16、AK-16A以及AC-16I。

沥青混合料水稳定性（pdfX页）

沥青混合料的水稳定性沥青混合料的路用性能沥青混合料受自然环境因素和交通荷载作用，要求混合料必须具有高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗渗性、抗滑性和施工和易性。

v所谓沥青路面的水损害，是指沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用，一方面水分对沥青起乳化作用，导致沥青混合料强度下降，同时水分逐步侵入到沥青与集料界面上，由于水动力的作用，沥青膜渐渐的从集料表面剥离，导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。

v应该注意的是，水损害有可能是从沥青面层的下面层开始的。

由于水分进入沥青路面，滞留在基层上面，造成沥青面层的下面层的空隙中往往充满着水分，并且经受比较大的水压力，给水损害提供了可乘之机。

在集料与沥青膜剥离﹑混合料松散之后，集料在荷载作用下对基层表面进行撞击，基层的粉质部分如水泥﹑石灰﹑粉煤灰以及土质部分便称为稀浆，通过路面的缝隙向上挤出，在沥青路面上可以见到白色的唧浆，面层可见局部的网裂，这是水损害最明显的标志。

当路面上出现一块块泛白色的网状裂缝区的时候，实际上下面层已经成为沥青膜完全剥落的松散集料，逐渐形成坑槽。

水损害机理分析一般认为沥青混凝土路面的水损害机理有两种：（1）粘附力的损失；（2）粘结力的损失。

混合料中的空隙是水进入的最主要途径。

另外，以其它形式存在的空隙和孔也会对沥青混合料的水敏感性有一定影响，例如，集料表面和内部不同尺寸和数量的空隙等。

路面施工完成以后，水和空气就会通过这些相对较大的与外界的连通空隙进入混合料内部。

如果这些水存留在混合料内部不能及时排出，在车辆荷载的动水压力和温度胀缩的共同作用下，循环反复，将使沥青和集料发生剥离，造成强度损失，这就是最初的水损害。

如果这种损害进一步发展，就会导致其它的一系列诸如松散、离析、唧浆、车辙等更多形式的破坏。

也有研究表明，沥青混凝土本身也有一定的吸水性，容许水穿透沥青膜进入集料表面。

粘附性理论影响沥青与矿料的粘附性的因素很多，主要有：v沥青与矿料的表面张力。

浅谈沥青混合料水稳定性试验方法

１３光电分光光度法．
进行水稳性试验的难点一直是需要模拟沥青混合料暴露在野外的状况，中环境条件，通量和时间是模拟其交野外条件时要考虑的因素。环境条件主要包括降雨或地
光电分光光度法的试验原理是：一定的波长下，在溶液中某一种物质的浓度与光的吸收效应存在一定关系，即溶液的吸光度与溶液的浓度、层厚度成正比，即可以液也通过用光电分光度仪测定溶液的吸光度来推算溶液浓度。
方法¨ 。３一
１２浸水法．
所谓沥青混合料的水稳定性是指沥青与集料之间形成粘附层后，青混合料在遇水的条件下其抵抗水对沥青沥置换作用的耐剥落能力，即混合料在有水条件下抵抗自也身物理力学性能降低的能力［３４。Ｉ９３］－提高沥青混合料的水稳定性是防治沥青路面水损害的基本措施之一＿。近几年，国学者针对沥青路面水损２各
合料设计，么这种可能性就给模拟现场施工增加了难度。那试验方法结合《验规程》水稳性评价方法而定。试中根据影响沥青矿料间的粘附力和沥青混合料的水稳定性

掺抗车辙剂的沥青混合料水稳定性能试验研究

所为０３－０５并已通过试验确定了其最佳掺量为矿料总质量如表１示。．％－．％，
的０４。．％
表１冻融劈裂试验结果
混合料类型
ＡＢ
．
１３水泥．试验采用３．Ｒ普通硅酸盐水泥作为填料，主要技术指２５其
Ｂ种类型的沥青混合料，双面击实５０次后成型马歇黑色固体颗粒，粒径为２ｒｍ－６ｒｌ，－Ｔ密度为０９／ｒ３ａｎｌ．５ｇｃ左右，ｎ软ＳＳ改性沥青５尔试件，然后在规定试验条件下进行了冻融劈裂试验，试验结果化点为１０℃ ～１０℃ ，４５供应商建议掺加量（占矿料质量百分比）
１３７
．
０．５８
１Ｏ．３
１０．２
１１．１
０９．５
１０．１
ＴＳ％Ｒ／
９６５．
８５４
８．２５
９．１９
９１４．
饱水率／％空隙率／％
１５３０５１．２
１５３．４５８．７
１５６５５９．１
Ｃ
Ｄ
Ｅ
标：初凝时间为１５ｍｉ，４ｎ终凝时间为２０ｍｉ，１ｎ安定性为合格，３ｄ抗压强度和抗折强度分别为１．ａ２６ＭＰ。０２ＭＰ和．ａ１４钛酸酯偶联剂．
试验采用山东淄博产螯合１０型二羟乙酸钛酸酯偶联剂，０为浅棕色液体，密度（０℃）１０／ｒ～１１／ｍ３粘度３３为．２ｇｃ３．５ｇｃ，ｎ０℃ 不小于２０ＭＰ・，０ａＳ分解温度为２０℃ 。１１５矿粉．

水稳定等级实验报告

一、实验目的1. 了解水稳定等级实验的基本原理和方法。

2. 通过实验，测定沥青混合料的水稳定性，为沥青路面设计提供依据。

3. 掌握水稳定等级实验的操作步骤和注意事项。

二、实验原理水稳定等级实验是一种用于评价沥青混合料水稳定性的方法。

其基本原理是：将沥青混合料样品置于规定温度的水中浸泡一定时间后，测定其残留稳定度和残留马歇尔稳定度，根据残留稳定度和残留马歇尔稳定度的比值，评定沥青混合料的水稳定性等级。

三、实验仪器与材料1. 仪器：马歇尔稳定度仪、烘箱、电子天平、水浴锅、试模、钢棒等。

2. 材料：沥青混合料样品、水、细砂、标准砂等。

四、实验步骤1. 准备工作：将沥青混合料样品充分搅拌均匀，分为若干份，每份质量约为100g。

2. 浸泡：将沥青混合料样品放入水浴锅中，加热至60℃±1℃，浸泡48小时。

3. 取样：取出浸泡好的沥青混合料样品，用钢棒将其捣实，使其达到规定的密度。

4. 测定残留稳定度：将捣实后的沥青混合料样品放入马歇尔稳定度仪的试模中，按规定速度进行加载，测定其残留稳定度。

5. 测定残留马歇尔稳定度：将测定残留稳定度后的沥青混合料样品取出，用细砂填充试模，按规定速度进行加载，测定其残留马歇尔稳定度。

6. 计算水稳定性等级：根据残留稳定度和残留马歇尔稳定度的比值，评定沥青混合料的水稳定性等级。

五、实验结果与分析1. 实验数据：样品编号 | 残留稳定度（kN） | 残留马歇尔稳定度（kN） | 水稳定性等级------- | -------- | -------- | --------1 | 15.2 | 12.8 | 22 | 16.5 | 14.2 | 23 | 14.0 | 11.5 | 32. 结果分析：根据实验数据，样品1、2的残留稳定度和残留马歇尔稳定度比值均为1.2，符合水稳定性等级2的要求；样品3的比值仅为1.2，低于水稳定性等级2的要求，评定为水稳定性等级3。

六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了水稳定等级实验的操作步骤和注意事项。