基于旋转压实法的强紫外光地区沥青路用性能研究

摘要

由于传统马歇尔击实法不能够完全模拟路面的实际工况，美国公路战略研究计划(SHRP)研发出一套全新的沥青混合料设计体系—Superpave法，其中一项主要技术成果是旋转压实法，该方法能够使不同粒径的集料更好的嵌挤、密实，较好的模拟路面实际施工碾压过程，得到了道路工程界普遍的认可，并较为广泛的应用于公路建设工程。 本文以内蒙古额济纳旗航天路88公里处京新高速临白段连接线上的拟建道路工程为依托工程，对旋转压实法的沥青混合料进行设计以及路用性能验证，并对旋转压实法和马歇尔法两种试验方法设计的沥青混合料及路面结构进行分析。该工程属于西北强紫外光照射地区，紫外光照射易使沥青路面发生老化现象。首先采用旋转压实法对AC-16、AC-20和ATB-30三种沥青混合料进行设计，确定混合料的最佳油石比；其次从高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性三个方面来进行沥青混合料的路用性能分析，并对AC-16沥青混合料进行室内紫外光照射，研究紫外光老化对基于旋转压实法设计的沥青混合料性能的影响；再次对旋转压实法与马歇尔法设计的沥青混合料间存在的差异性及相关性进行分析；最后利用Bisar3.0计算依托工程拟建道路路面结构力学性质，分析两种方法对路面结构的影响。 通过试验数据分析得到：AC-16、AC-20和ATB-30三种沥青混合料的油石比分别为4.7%、4.3%、3.0%，均具有良好的路用性能；试验证明，旋转压实设计方法对沥青混合料的抗车辙、抗低温开裂、抑制水损害及抗紫外光老化能力较马歇尔法均有所增高；建立了旋转压实试件与马歇尔试件体积参数的关系式；从计算分析可知，依据旋转压实设计的路面结构满足设计要求，力学性能优于马歇尔法。