橡胶粉改性沥青在水泥混凝土桥面铺装中的应用(2)

时间：2025-02-26

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２００９年第９期游庆龙等：橡胶粉改性沥青在水泥混凝土桥面铺装中的应用

综合其他学者对桥面铺装病害的研究，得出桥面铺装主要病害的表现形式为：变形类和裂缝类。国内许多学者［３－５］从铺装层的厚度，桥面铺装层的受力特性进行分析和研究，试图找出桥面铺装层合适的厚度以及病害产生的机理，解决沥青混凝土铺装层的病害。根据病害产生的类型以及表现形式分析，沥青混凝土桥面铺装层病害与材料的性能密切相关，并对沥青混凝土桥面铺装材料的性能提出一些要求。

１．２桥面铺装材料性能要求

（１）较强的黏结性能。

桥面铺装病害中的剥落松散等都与沥青的黏结性能密切相关，雨水进入铺装层的空隙后，在汽车轮载高速重复碾压下，沥青混凝土铺装层材料将经受超过正常条件的动水压力作用。沥青的黏结性能的好坏，直接决定了铺装层材料性能的好坏。

（２）较好的抗剪性能。

在车辆高速作用下，铺装层内部产生较大的剪应力，引起不确定破坏面的剪切变形；或者由于铺装层与桥面板层间结合面黏结力差，抗水平剪切能力较弱，很容易在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏，产生推移、拥包等病窖。沥青混凝土材料较好的抗剪性能能够有效地抵抗车辆荷载的剪切作用，保证路表的平整和行车的安全。

（３）良好的抗疲劳性能。

桥面铺装层的疲劳开裂是指铺装层在正常使用情况下，由行车荷载的多次反复作用引起的铺装层的开裂破坏，是桥面铺装的主要破坏类型。由于工作环境和受力模式的不同，桥面铺装层疲劳开裂的

破坏形式、破坏位置与路面完全不同。路面的疲劳开裂开始大多是形成细而短的横向裂缝，并逐渐扩展成网状，开裂的宽度和范围不断扩大。在车辆荷载作用下，路面底面的拉应变（或拉应力）要大于路面表面的拉应变（或拉应力），因此，路面的开裂一般出现在底面。当沥青混凝土结构层受车轮荷载作用反复弯曲时，铺装底面产生的拉应变（或拉应力）值超过材料的疲劳强度，则铺装底面开裂，并逐渐向表面发展Ｌ６Ｊ。

桥面铺装层在荷载作用下会产生裂缝，特别是箱梁，桥面板的变形使纵向肋、横隔梁等刚性较大的部位与桥面板连接处成为高应力区，并在这些位置处的铺装层内产生较大的负弯矩，即这些位置处的铺装层表面是拉应力（拉应变）集中区。因此桥面铺装的疲劳开裂出现在铺装层表面，然后逐渐向底面发展。

因此，对沥青混凝土材料的选择方面，疲劳性能良好的材料能够减少铺装层裂缝产生的几率，延长桥面铺装的使用寿命。

针对桥面铺装对沥青混凝土材料提出的更高的要求，本文尝试对橡胶粉改性沥青进行研究，提出满足桥面铺装要求的沥青混凝土材料。

２橡胶粉改性沥青设计２．１原材料性能

试验所用的沥青为ＫＬＭＹ一９０基质沥青，基本性能满足规范要求。橡胶粉细度为８０目，掺量采用１５．６％，室内高速剪切加工橡胶粉改性沥青。集料性能满足规范要求，混合料的级配按照文献［７］中所确定的级配如表１所示。

表１矿料级配

筛孔尺寸／ｒａｍ通过率／％

１６

１３．２

９．５

４．７５

２．３６