Este artículo utiliza el Analizador de pavimento asfáltico (APA) para realizar pruebas de ahuellamiento en mezclas DA y mezclas SMA en condiciones de trabajo estándar y condiciones de tráfico pesado, y utiliza el índice de profundidad de ahuellamiento para evaluar Se analizó la capacidad anti-huella del material y su sensibilidad al nivel de carga, tiempos de carga y temperatura. Se analizó la influencia de la calidad del asfalto y el tipo de gradación de la mezcla sobre la capacidad anti-huella de la mezcla DA. Se analizó la capacidad de formación de surcos de la mezcla DA y la mezcla SMA, juzgando así la adaptabilidad de la mezcla DA al pavimento asfáltico de drenaje de carreteras de tráfico pesado.
Materiales de prueba
En este estudio se utilizaron nueve materiales asfálticos. La viscosidad de corte cero (60°C), la penetración y el punto de reblandecimiento de los nueve materiales asfálticos se muestran en la Tabla 1.
Los agregados utilizados son diabasa de 10~15 mm, diabasa de 5~10 mm y piedra caliza de 0~5 mm, y el relleno es polvo de piedra caliza molida. Los principales indicadores técnicos de cada grado de agregados y polvo mineral cumplen con los requisitos de JTGF40-2004 "Especificaciones técnicas para la construcción de pavimentos asfálticos en carreteras".
Elementos de prueba
El analizador de pavimento asfáltico (APA) se utiliza para analizar la resistencia a la rodadura de la mezcla asfáltica. Las dimensiones de la muestra son 65438 ± 050 mm de diámetro y 75 mm de altura. La mezcla asfáltica se forma mediante un compactador rotativo. Según el método de diseño NCAT, el número de compactaciones de muestras estándar es 50 veces. Para analizar el impacto del número de tiempos de moldeo en la resistencia al ahuellamiento de la mezcla DA, también se seleccionaron para comparación 75 tiempos de compactación y 100 veces de compactación. Las condiciones estándar de la prueba de rodadura APA son: temperatura 60°C; nivel de carga 445N y 8.000 veces.
Además, este artículo también seleccionó un nivel de carga de 890N y un número de carga de 24.000 veces para simular condiciones de tráfico de carga pesada. La profundidad de ahuellamiento RD8000 se utiliza como índice de evaluación de la resistencia al ahuellamiento de la mezcla asfáltica.
Cuando RD8000≤4mm, la resistencia a la rodadura de la mezcla asfáltica cumple con los requisitos de la norma AASHTOTP63-03.
La tabla 4 resume el plan de pruebas de este artículo. Utilice tres muestras paralelas para realizar la prueba de ahuellamiento APA al mismo tiempo, obtenga los valores de prueba de profundidad de ahuellamiento de las tres muestras paralelas y tome el valor promedio. Si la desviación entre el valor de prueba de profundidad de surco y el valor promedio de la muestra excede 30, el valor promedio se calcula después de eliminar el valor de prueba. Si la desviación del valor de la prueba de profundidad de surco del valor promedio de las dos muestras es mayor que 30, el conjunto de datos no es válido.
Resultados de pruebas y análisis.
Análisis de la influencia de la composición del material cuando la temperatura es de 60 °C, el nivel de carga es de 445 N y el número de tiempos de carga es de 8000 veces, los resultados de la prueba de profundidad de surco de mezclas DA de diferentes materiales. se muestran en la Tabla 5.
Análisis del impacto de la calidad del asfalto
Se puede ver a partir de los datos del Esquema 1 en la Tabla 5 que incluso si el asfalto modificado con SBS, el asfalto de alto módulo y el asfalto de alta viscosidad son usado -1~alto La profundidad de surco de la mezcla de viscosidad asfalto-4 y DA también excede los 4 mm, lo que no puede cumplir con los requisitos de la norma AASHTOTP63-03. La Figura 1 se basa en los datos del Esquema 1 en la Tabla 5 (8 grupos) y los datos de la Tabla 1, que muestra la relación entre la profundidad de ahuellamiento de la mezcla DA y la viscosidad de corte cero del asfalto (60 °C).
Como se puede ver en la Figura 1, la profundidad de ahuellamiento de la mezcla DA está significativamente relacionada con la viscosidad de corte cero del asfalto. A medida que aumenta la viscosidad de corte cero del asfalto, la profundidad de la rodera de la mezcla DA disminuye.
La cementación del asfalto es un factor importante para garantizar la estabilidad de la estructura de esqueleto vacío de la mezcla DA, por lo que es particularmente importante utilizar asfalto de alta viscosidad en la mezcla DA. Según la Figura 1, es necesario garantizar que la profundidad de ahuellamiento de la mezcla DA sea inferior a 4 mm y que la viscosidad de corte cero del asfalto (60 °C) no sea inferior a 70000 Pa·s. la composición de la gradación se representa en el Esquema 2 de la Tabla 5. La profundidad del surco de la mezcla de DA está relacionada con la tasa de calificación de la mezcla de 2,36 mm (ver Tabla 2), los resultados se muestran en la Figura 2; mezcla compuesta de tres gradaciones (ver Tabla 3) y la tasa de calificación de la mezcla de 2,36 mm, los resultados se muestran en la Figura 3.
Como se puede ver en la Figura 2, la profundidad del ahuellamiento de la mezcla DA disminuye linealmente a medida que aumenta su velocidad de paso de 2,36 mm. Esto parece estar relacionado con el aumento de la proporción de agregado grueso que puede mejorar la resistencia al ahuellamiento. de la mezcla asfáltica. La visión opuesta. Un análisis más detallado de la Figura 3 muestra que a medida que aumenta la tasa de paso de 2,36 mm y disminuye el agregado grueso, la proporción de vacíos de la mezcla DA disminuye significativamente.
Cuando la proporción de agregado grueso es demasiado alta, no hay suficientes puntos de unión entre los agregados, el efecto de unión del asfalto se debilita y la integridad estructural de la mezcla DA es pobre, lo que resulta en graves disminución de la resistencia al ahuellamiento.
Desde este punto de vista, la proporción de huecos de diseño de la mezcla DA debe ser de alrededor de 20. Para garantizar la proporción de huecos de la muestra de la mezcla DA, la tasa de paso de 2,36 mm en la composición de gradación mineral no debe ser menor de 16.
Análisis de la influencia de las condiciones de prueba
Bajo diferentes condiciones de prueba, los resultados de la prueba de profundidad de ahuellamiento de la mezcla DA se muestran en la Tabla 6. Se puede ver en la Tabla 6:
(1) Cuando la temperatura es de 60 °C, el número de tiempos de carga es 8000, y cuando el nivel de carga aumenta de 445 N a 675 N, la mezcla DA (50 tiempos de compactación) La profundidad del surco aumentó aproximadamente 1 veces. Cuando la temperatura es de 60 °C y el nivel de carga es de 445 N, la profundidad de surco de la mezcla DA (75 veces de compactación) aumenta aproximadamente dos veces a medida que los tiempos de carga aumentan de 8000 veces a 24000 veces.
(2) En igualdad de condiciones, cuando la temperatura aumenta de 60 ℃ a 70 ℃, la profundidad del surco de la mezcla DA aumenta aproximadamente 65438 ± 0 veces.
(3) Cuando la temperatura es de 60 ℃, el nivel de carga es de 445 N y el número de tiempos de carga es 8000 veces, la proporción de vacíos de la mezcla DA cae de 20,3 a 19,6 y luego a 19,2. y la profundidad del surco disminuye de 3.
Los resultados muestran que cuando la mezcla DA alcanza un cierto estado denso, aumentar el número de pasadas de compactación tiene un efecto limitado en la reducción de la proporción de huecos y la profundidad de surco de la mezcla DA. Para mezclas DA, es razonable utilizar 75 veces de compactación durante el moldeo. El análisis de adaptabilidad y el diseño racional de las mezclas de SMA para tráfico pesado son actualmente la primera opción para recubrimientos asfálticos en carreteras con tráfico pesado. Este artículo selecciona la mezcla SMA como material de control para juzgar la adaptabilidad al tráfico pesado de la mezcla DA. La profundidad del surco de la mezcla de SMA en diferentes condiciones de prueba se muestra en la Tabla 7. Comparando los datos de la Tabla 6 y la Tabla 7, podemos ver:
(1) Bajo el mismo nivel de carga, tiempos de carga y temperatura, la profundidad de ahuellamiento de la mezcla SMA es menor que la de la mezcla DA. .
(2) En condiciones de carga de 60 ℃ y 8000, cuando el nivel de carga aumenta de 445 N a 890 N, la profundidad de surco de la mezcla SMA aumenta en 101, y la profundidad de surco de la mezcla DA (compactada 75 veces) La profundidad de ahuellamiento solo aumentó en 54 al nivel de carga de 60°C y 445N, cuando el número de cargas aumentó de 8000 a 24000, la profundidad de ahuellamiento de la mezcla SMA aumentó en 265438±08, mientras que la de DA mezcla (compactada 75 veces) la profundidad del surco aumentó en 65438±023. Cuando la temperatura aumentó de 60°C a 70°C, bajo las condiciones de un nivel de carga de 445N y un número de carga de 8000 veces, la profundidad de surco de la mezcla SMA aumentó en 65438±046, y la profundidad de surco de la mezcla DA mezcla (compactada 75 veces) La profundidad aumentó en 65438±007.
Los resultados del análisis anterior muestran que bajo esta condición de prueba, la capacidad antihuellas de la mezcla DA es menos sensible al nivel de carga, los tiempos de carga y los cambios de temperatura que la de la mezcla SMA. En comparación con la mezcla SMA, la mezcla DA tiene menos puntos de contacto entre las partículas de agregado, el efecto de bloqueo es relativamente débil y, debido a las menos pasadas de compactación de la muestra, la estructura de la mezcla es inestable en la etapa inicial de carga de la rueda. Por ejemplo, las 8.000 deformaciones de la mezcla DA representaron 44,8 de las 24.000 deformaciones, mientras que la mezcla SMA solo representó 31,4.
Bajo la acción continua de la carga de la rueda, la disposición de las partículas agregadas de la mezcla DA entra en un estado estable, el efecto de bloqueo aumenta y la resistencia a la deformación aumenta en consecuencia, su sensibilidad al nivel de carga y a la carga. veces es relativamente pequeño.
Conclusión
(1) Dado que la mezcla DA tiene las características de una estructura de esqueleto vacío, se debe utilizar asfalto de alta viscosidad, una composición de gradación adecuada y un número suficiente de pasadas de compactación para garantizar que DA. resistencia de la mezcla. Para cumplir con los requisitos de las carreteras de tráfico pesado, la viscosidad de corte cero (60°C) del asfalto utilizado en la mezcla DA debe ser superior a 70.000 Pa·s, y la relación de huecos de diseño debe ser de alrededor de 20.
(2) Bajo el mismo nivel de carga, tiempos de carga y temperatura, la profundidad de ahuellamiento de la mezcla DA es ligeramente mayor que la de la mezcla SMA en comparación con la mezcla SMA, la resistencia a la ahuellamiento de la DA; La mezcla la capacidad es menos sensible al nivel del cargamento, el número de los cargamentos y la temperatura.
；