温度变化对浇筑式沥青混凝土弯曲性能的影响

52
46
0.3 31.6 27 40
矿粉 28
表1
0.15 29.6 24 36
0.075 26.2 20 30
%&#'()*+, 安徽建筑
技术指标 油石比（%） 拌合温度（℃） 流动性（s） 60℃贯入度（mm） 60℃贯入度增量（mm）
7.3 240 24.6 2.72 0.24
不同油石比 GA-10性能试验结果
油石比是指浇筑式沥青混凝土中沥青与矿料质 量比的百分数，它是沥青用量的指标之一，它的用量 高低直接影响路面质量。油石比大则路面容易泛油， 反之则影响强度和防水效果，故必须对浇筑式沥青混 凝土的油石比进行对比分析，得到最佳油石比。
按设计的 CA-10矿料级配进行配料，选择油石 比 7.3%、7.6%、7.9%进行试验，得到不同油石比下流 动性、60℃贯入量、60℃贯入量增量等技术指标的试 验值如表 2所示[6]。
. A出l，l取R出i后gh的t试s 件R应es立e即rv对ed称.安放在支座上，且试件
上下方向应与试件成型时方向一致；然后设置位移测 定装置的量程，并对荷载传感器进行调零处理；最后 以规定的速率（本试验速率为 50mm/min）进行中点集 中加载，直到试件破坏[7]，如图 2所示；由微机沥青混 合料材料性能试验系统自动采集数据，根据采集到的 不同荷载下小梁跨中的变形值，可绘出荷载与变形曲 线。
式中 —试件破坏的抗弯拉强度，MPa； —试件破坏时梁底最大弯拉应变； —试件破坏时的弯曲劲度模量，MPa； —试件的跨径，mm；
45min， 直 至 试 件 内 部 温 度 达 到 试 验 温 度 ±0.5℃ 为 止，保温时试件应放在支起的平板玻璃上，试件之间 的距离应不小于 10mm；然后将试件从恒温箱中取
! " # $ 焦永宝（1975-），男，吉林集安人，毕业于华北水利水电大 学，本科，学士，高级工程师。专业方向：土木工程。
)-
矿料种类级配
筛孔 级配
下限 级配范围
上限
31.5 100 100 100
GA-10沥青混合料级配组成 矿料比例 %
7～11mm玄武岩
4～7mm玄武岩
0～4mm机制砂
20
J<KLMNOPQ 安徽建筑
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（1.中电建路桥集团有限公司 ，北京 100048； 2.西南交通大学土木工程学院 ，四川 成都 610031）
% & 抗弯拉强度是沥青混凝土路面的最重要的指标之一， 沥青混凝土路面的破坏，如疲劳开裂和低温缩裂，与沥青混凝 土抗弯拉强度密切相关。论文以重庆笋溪河特大桥钢桥面铺装 工程为依托，研究确定了浇筑式沥青混凝土最佳油石比，并进 一步通过小梁弯曲试验，对最佳油石比条件下浇筑式沥青混凝 土的抗弯拉强度进行了深入研究。试验结果表明：当油石比一 定的条件下，温度升高，浇筑式沥青混凝土的抗弯拉强度减小， 而最大弯拉应变增大。 ' ( ) 温度变化；浇筑式沥青混凝土；最佳油石比；小梁弯曲 试验；抗弯拉强度 *+,-.!"#$% /0123& / 4 5 . '(()*)+#, $(', (+*(()-*(+ ./0'(1'2++(34567895'(():)+#,5$(',5(+5(+(
绘制出拌合温度为 240℃时各油石比下流动性、 60℃贯入量和 60℃贯入量增量的光滑曲线图如图 1 所示。
浇筑式沥青混凝土具有密实、不透水、与桥面板 随从变形能力强的优点以及优良的抗低温开裂与抗
. A疲压l劳，l便性R于能i施g，h在工t[施1s-4]，工R在温e钢s度e桥条r面v件e铺d下装.自工动程流中淌得成到型了，广无泛需的碾
浇筑式沥青混凝土配合比设计是混凝土工程中 很重要的一项工作，它直接影响到混凝土的顺利施 工、混凝土工程的质量和混凝土工程的成本。浇筑式 沥青混凝土的配合比应满足设计的强度等级、施工要 求的和易性、使用要求的耐久性[5]。
级配好的集料，大粒径的空隙，被小一级的粒径 填满，小一级的空隙，被更小一级的填满，使集料的空 隙率达到最小。同时级配好的集料拌制的混凝土拌合 物工作性好，混凝土节省水泥、密实性好，相应的抗渗 性、抗冻性都有所提高。
本研究采用的浇筑式沥青混合料级配组成如表 1所示。
（c）不同油石比下的 60℃贯入随着油石比从 7.3%、7.6%到 7.9%的增大，流动性逐渐变好，但当油石比为 7.3% 时，流动性不能满足技术要求；从图 1（b）得到，随着 油石比增大，60℃贯入量也逐渐增大，且当油石比为 7.9%时，60℃贯入量不满足要求；从图 1（c）中可以知 道，60℃贯入度增量随油石比增大而增大，且三种油 石比下的 60℃贯入度增量都满足要求。综上所述，油 石比为 7.6%时，流动性、60℃贯入度及其增量等指标 均满足设计要求，因此采用 7.6%为最佳石油比。在后 续小梁弯曲试验中，制作浇筑式沥青混凝土试件时将 采用 7.6%最佳油石比。
不同油石比
设计要求
试验方法
表2
7.6 240 18.7
7.9 240 13.6

≤20

《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录 F
3.83 0.33
4.28 0.38
≤4 ≤0.4
《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录 G
根据 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 （JTGE20-2001）规定，浇筑式沥青混合料的低温弯曲 试 验 采 用 30mm×35mm×250mm的 棱 柱 体 小 梁 试 件，将试件置于规定温度的恒温环境箱中保温不少于
应用。由于钢桥面铺装自身的特点，钢桥面铺装材料 的要求比普通的路用材料更高，同时对浇筑式沥青混 凝土的抗弯拉性能也提出了更高的要求，而沥青混凝 土的抗弯拉性能主要通过小梁弯曲试验进行测定。本 文主要依托笋溪河特大桥桥面铺装工程，对浇筑式沥 青混凝土的抗弯拉性能进行研究。
（a）不同油石比下的流动性图 （b）不同油石比下的 60℃贯入量图
18
34
通过下列筛孔尺寸（mm）的百分通过率%
26.5 19
16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6
100 100 100 100 99.9 71.4 53.5 44.8 35.9
100 100 100 100 80
63
48
38
32
100 100 100 100 100 80
63