吉林大学学报(工学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (1): 210-219.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20210516

• 交通运输工程·土木工程 • 上一篇    

动静水环境作用下级配离析对沥青混合料水损害的影响评价

陈栩1,2(),曹超飞1,2,尚静1,2,黄明星1,3,艾长发1,2,任东亚1,2()   

  1. 1.西南交通大学 土木工程学院，成都 610031
    2.道路工程四川省重点实验室，成都 610031
    3.四川遂广遂西高速公路有限责任公司，四川 遂宁 629000
  • 收稿日期:2021-06-08 出版日期:2023-01-01 发布日期:2023-07-23
  • 通讯作者: 任东亚 E-mail:chenxuyouxiang@my.swjtu.edu.cn;dongyaren@swjtu.edu.cn
  • 作者简介:陈栩（1991-），男，博士研究生. 研究方向：路面结构与新材料. E-mail：chenxuyouxiang@my.swjtu.edu.cn
  • 基金资助:
    四川省科技计划项目(2021JDTD0023)

Evaluation of influence of gradation segregation on pavement moisture damage under action of dynamic and static water environment

Xu CHEN1,2(),Chao-fei CAO1,2,Jing SHANG1,2,Ming-xing HUANG1,3,Chang-fa AI1,2,Dong-ya Ren1,2()   

  1. 1.School of Civil Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China
    2.Highway Engineering Key Laboratory of Sichuan Province，Chengdu 610031，China
    3.Sichuan Suiguangsuixi Expressway Co. ，Ltd. ，Suining 629000，China
  • Received:2021-06-08 Online:2023-01-01 Published:2023-07-23
  • Contact: Dong-ya Ren E-mail:chenxuyouxiang@my.swjtu.edu.cn;dongyaren@swjtu.edu.cn

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摘要：

针对现有级配离析对沥青混合料抗水损害性能影响研究的不足，基于水敏感性测试仪（MIST）研究了多种水环境作用和不同离析程度对沥青混合料抗水损性能的影响。试验结果表明：水环境作用对劈裂强度和马歇尔稳定度值的削弱大小顺序为“静态浸水+MIST（长期+短期作用）”>“MIST（短期作用）”>“静态浸水（长期作用）”；出现级配离析后，劈裂强度和马歇尔稳定度值大小顺序为HC（粗集料重度离析）

关键词: 道路工程, 级配离析, 水损害, 水敏感性测试仪, 长期作用, 短期作用, 评价指标

Abstract:

In view of the deficiency of the existing research on the effect of gradation segregation on the water damage resistance of asphalt mixture， the effects of various water environment effects and different segregation degrees on the water loss resistance of asphalt mixture were studied based on the moisture sensitivity tester（MIST）. The results show that： the weakening order of water environment on splitting strength and marshall stability is "static immersion + MIST （long-term + short-term effect）" > "MIST （short-term effect）" > "static immersion （long-term effect）"； after the occurrence of gradation segregation， the order of splitting strength and Marshall stability is HC （heavy segregation of coarse aggregate） < LC （mild segregation of coarse aggregate） < D （no segregation） < LF （mild segregation of fine aggregate） < HF （heavy segregation of fine aggregate）； the effect of hydrodynamic environment aggravates the effect of gradation segregation on splitting strength and Marshall stability， and the effect of gradation segregation on water permeability coefficient is much greater than that of water environment.

Key words: road engineering, gradation segregation, moisture damage, moisture induced sensitivity tester, long-term effect, short-term effect, evaluation index

中图分类号: 

  • U414

表1

70#沥青主要技术指标"

试验项目技术要求测试结果
针入度（25 ℃，100 g，5 s）/0.1 mm60～8065
延度（5 cm/min，15 ℃）/cm≥100>100
软化点（环球法）/℃≥4650
石蜡含量（蒸馏法）/%<2.21.3
闪点（COC）/℃≥260320
60 ℃动力黏度/（Pa·s）160220
TFOT（163 ℃，5 h）质量损失率/%±0.8-0.02

表2

NAPA［19］判定级配离析的技术指标"

离析等级级配变化/%沥青含量变化/%空隙率变化/%
轻度级配离析1个筛孔＞50.3～0.752.5～4.5
重度级配离析4个筛孔＞15＞1.3＞6.5

表3

沥青混合料级配及体积参数"

离析等级不同筛孔孔径（mm）下的通过率/%油石比/%空隙率/%
26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075
HF10010097837460492315.5117.55.55.51.6
LF1009386716141251814.097.04.54.42.8
D1009281675544371611.085.54.04.13.7
LC100917763483020.5149.075.53.53.65.5
HC10084655136292596.554.02.52.99.1

图1

水敏感测试仪"

图2

HM-9111型沥青混合料渗水仪"

图3

试验流程图"

表4

水环境参数"

水环境类型水环境参数
标准试验条件与规范［24］的劈裂、马歇尔稳定度和渗水试验水环境参数一致
浸水马歇尔稳定度试验水温60 ℃、时间约48 h
冻融劈裂试验-18 ℃下冻16 h、60 ℃水中24 h
静态浸水（长期作用）参照浸水马歇尔试验的水环境，即水温60 ℃、时间48 h
MIST（短期作用）参照ASTM D7870［12］，水压0.276 MPa、温度60 ℃和作用次数3500 cycle（约3.5 h）
静态浸水+MIST（短期+长期）参照浸水马歇尔试验与ASTM D7870［12］，先“静态浸水”作用44.5 h，再“MIST”作用3500 cycle（约3.5 h），共计48 h（与静态浸水时间一致）

图4

不同级配离析等级对劈裂强度的影响"

图5

不同级配离析等级对马歇尔稳定度的影响"

表5

不同等级级配离析沥青混合料的渗水系数"

水环境类型渗水系数/（10-5cm·s-1）
HFLFDLCHC
标准试验001540321
浸水031744373
MIST041846371
浸水+MIST062049391

图6

不同级配离析等级对渗水系数的影响"

图7

拟推荐与规范抗水损评价指标"

表6

推荐水损害评价指标及技术要求"

年降雨量/mm冻融劈裂强度比/%

马歇尔残留

稳定度比/%

>1000≥75≥65
500~1000≥70≥60
250~500，<250≥65≥55

图8

拟推荐与规范抗水损评价指标的相关性"

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