徐州工程学院 221000
摘要：沥青混凝土的裂缝自愈能力是衡量沥青混凝土性能的关键因素。本文将一种常见的沥青混凝土作为基本材料，通过轴压、水压以及温度的改变来进行裂缝自愈试验，通过试验结果的分析和比对，可以完成其自愈性能的测试，希望为我国沥青混凝土的生产与使用作出贡献。
关键词：沥青混凝土；裂缝自愈性能；沥青配比
前言：沥青混凝土（bituminous concrete），也被称为沥青砼，是通过人工选配的方法将矿料按照一定级配予以组成，混合材料包含了矿粉、碎石、石屑、砂等，其本身按照结合料类型进行区分，可分为煤沥青与石油沥青两种类型，当前，沥青混凝土在我国城市建设中得到了广泛应用。
一、试验原材料
试验采用原材料为我国某厂生产的水工沥青，该沥青的针入度（25℃，1/10mm）65，延度（15℃）在150cm以上，软化点（环球法）为49.6℃，脆点为零下13℃，含蜡量为1.6%，在薄膜烘箱进行老化试验后，发现其针入度比为76%。在细骨料方面，为破裂的某地石英闪长岩与河沙组成，粒径是2.5~0.074mm。在天然砂指标方面，其吸水率为1.0%，密度为2.703g/cm3，耐久性为0.5%，沥青粘附力为7级。在人工砂指标方面，吸水率为1.4%，密度为2.817g/cm3，耐久性为0.89%，与沥青粘附力为9级，粗骨料是石英闪长岩碎石，粒径是2.5mm到20mm之间，其吸水率为1.4%，密度为2.899g/cm3，耐久性是1.0%，针片状的含量为3.6%，与沥青的粘附力为5级。采用某水泥厂生产的石灰岩粉作为矿粉，将粒径控制在0.074mm以内，其含水量为0.22%，密度是2.68g/cm3，亲水系数是0.87[1]。
二、试验装置及过程
对材料进行配比，配别方法共有两种，在第一种配比中，其级配指数为0.38，沥青含量为8.5%，矿粉含量主要为9%，最大骨料粒径为20mm，在第二种配比中，级配指数为0.38，沥青含量为7.5%，矿粉含量为9%，最大骨料粒径为20mm。试验装置为一长方体试件，其规格为100mm 70mm 70mm，中部含有裂缝，为人工劈裂而成，水压 和轴向压力P的共同作用会让裂缝产生渗漏，随着试验条件以及加压时间的变化，渗流量Q会随之变化，渗流量为0是裂缝自愈的主要标志。每组试件都是一次成型，需要保持在低温情况下对其进行切割分块，可以利用劈裂手段来进行裂缝制造工作，将造缝试件加入到试件匣中，该试件匣是一面通水压、三面密封的，让水压形成差异，对轴压进行改变，对温度进行调节来进行多次试验。
三、结果分析
（一）人工破裂造缝的影响
在试验开始阶段，发现沥青混凝土的愈合效果会受到人工劈裂造缝温度的影响。在造缝温度为-5~-10℃时，裂缝表面较为平整，但存在粗骨料的破裂情况，为脆性劈裂，在此温度下，沥青混凝土很难得到愈合；在造缝温度为2~7℃时，裂缝的表面相对粗糙，但没有粗骨料破裂，沥青混凝土可以得到愈合；在造缝温度为10~15℃情况下，在对沥青混凝土进行劈裂时，发现其本体出现变形情况，劈裂较为完全，但是沥青混凝土在此温度下可以得到很快的愈合速度，且在经过水压检测后，发现愈合效果相对较好。
（二）愈合试验结果分析
7℃、15℃和25℃为愈合试验的三种不同环境温度，轴压的选择情况分别为0.5MPa、1.0MPa和1.5MPa。可以得到结果，如表1所示。
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结合表1，对其进行分析，可以看出沥青混凝土的裂缝愈合大体可分为三个环节，第一，裂缝压缩环节，在此实践段内，轴压对其会造成较大影响，且所用时间会随着轴应力的加大而减小；第二，在缝面接触后，缝面的材料进行局部调整，在此缓解下，具有最明显表现的是1.5MPa；第三，为愈合环节，此环节需要消耗相对较长的时间[2]。在防渗方面，如果沥青混凝土的渗透系数标准是K≤ ，那么试件承受70cm2的水压面积，可以测试出为达到愈合标准需要让渗流量维持在0.5ml/min以内。在试验中，第二种配比的沥青混凝土只有在轴向应力P为0.5MPa，水压力是1.0MPa时，裂缝不可以得到良好愈合，而在轴向应力是0.5MPa，温度是7℃，裂缝虽然没有愈合，但是不会出现水利劈裂的情况，渗流量不会扩大。如果渗透压力大于轴压，那么其裂缝愈合时间通常为1小时到17小时之间，，如果温度相对低，且水压和轴压相对接近，那么愈合时间将为40小时左右。对其强度进行检测，发现沥青混凝土粗骨料分布是否均匀、颗粒的形状都会具有明显影响。
结论：综上所述，沥青混凝土如果中部产生裂缝，那么可以在一定程度上依靠自身愈合，其愈合性能受到配合比、外力条件、环境温度等多种因素的影响，因此，在生产沥青混凝土时，应该对其使用环境予以考虑，采用科学方法进行配比。
参考文献：
[1]汤寄予,高丹盈,赵军.钢纤维沥青混凝土裂缝自愈能力试验研究[J].公路,2015,6012:221-227.
[2]李波,李艳博,梁秀娟.添加钢棉的多孔沥青混凝土感应愈合性能研究[J].中外公路,2015,3504:239-243.
论文作者:谢庆叶,杨涛,仓鲁,唐文洁
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/27
标签：沥青论文; 混凝土论文; 裂缝论文; 骨料论文; 水压论文; 温度论文; 粒径论文; 《防护工程》2017年第22期论文;