浅议道路微表抗滑及耐磨耗性能研究.doc

1、浅议道路微表抗滑及耐磨耗性能研究摘要：微表处作为一种功能恢复及结构保护型的预防性养护手段，寿命一般为 3-5 年。到目前为止，对于微表处长期性能的研究在国内外文献上并不多出现。在本文中，将采用室内小型加速加载试验设备对影响微表处长期使用性能的关键因素进行研究，本文中涉及的影响因素包括沥青用量、级配、石料的粘土含量。 关键词：道路 微表 抗滑 耐磨 研究 一、加速加载试验机简介 微表处长期使用性能的研究，可以通过以下几个途径实现：铺设试验路，根据多年的跟踪观测结果对其进行评价；通过室内环道试验，采用实际路用轮胎、设置一定的温度，实现对微表处长期性能的研究他引。以上两个方法所得的数据均可有效地评价

2、微表处的长期性能，但是，周期相对较长，费用相对较高，一般用于大型的项目。因此，基于室内环道试验模型和已有实验设备考虑，采用室内加速加载试验机进行微表处长期抗滑及耐磨耗性能的研究。该试验机主要包括两个部分：一、微表处的加速磨光磨耗试验；二、构造深度的激光测量系统。其主要工作原理是模拟交通荷载作用，实现微表处试件的磨耗、磨光加速实现，进而测得微表处质量损失和表面粗糙度的变化规律，从而对不同材料的长期性能进行分析研究。 1.1 加速加载试验机原理简介 加速加载试验机的研制，环道试验是在室内实铺的道路上、按照设定的条件，进行各项性能的试验研究。其最大的优点是试验条件可以与野外比较接近、荷载条件采用的是

3、汽车轮胎，因此，其试验结果非常具有客观性。但是，环道试验周期长、试验费用高。其基本原理是：在一定温度下，通过电机带动已配重的轮子在成型好的试件上作重复作用，以模拟实际交通荷载的重复作用，每隔一定的时间对试件磨耗损失和构造深度进行测量，实现对微表处耐久性能的比较研究。 1.2 试验轮简介 1）为了缩短试验时间，提高工作效率，试验轮采用四个试验轮共同工作，其示意图见图 1： 图 1 加速加载试验机示意图 2）试验轮的大小 为了对微表处的磨耗损失进行研究，因此，必须采用较宽的试验轮。最终确定轮子的宽度为 100mm。直径为 200mm，橡胶层厚度为 25mm。 在试验过程中，实心的橡胶轮的运行过程出

4、现了试验轮磨损速度快、磨损量大、轮迹出现两边浅中间深等情况，因此，在试验过程中采用直径 25cm、宽 10cm 的真空轮胎，该轮胎的弊端是寿命较短，一般仅能运行2h（自重+配重共 80kg，接地压强为 O.2MPa） 。 3）碾压速度、温度 碾压速度为：60r/min：温度：常温。 4）配重 实心轮胎配重过程中采取的原则是：常温（1525）的压强0.7Mpa 0.5MPa，实际配重为 90Kg。真空轮胎：该轮胎非定制的，因此，仅能根据该轮胎的承载能力进行配重，该轮胎的最大承载能力为0.25MPa，据此通过实测得出该轮胎的配重为 80kg。试件布置以及轮碾痕迹示意图，在试验过程中，试件位置按图

5、2 中的方式布置，轮的中心线在试件的中心线处，详见图 2。 图 2 试件安装位置以及试验过程轮连示意图 二、试验方法 2.1 使用轮碾成型的方式制作 30cmX30cmx5 cm 车辙板试件，车辙板混合料采州公称粒径较小的 SMAl3 混合科，模拟沥青路面抗澍表层。车辙板试件成型之后.冷却至室温” 。 2.2 在车辙板试件表面加铺微表处混含料，并将制作好的试件放入烘箱，以 603“C 的温度烘干至恒罩，一般不少于 16h。 2.3 使用激光断面仪测憬试件的表面纹理结构，并称取初始质量。 2.4 将试件安置到小型加速加或试验世备上进行加速加载试验，并定期称最试件质量（汁算磨耗损失率）和测量表面纹

6、理结构，并计算不同试件的磨耗率。 三、试验结果及分析 3.1 参数定义 3.1.1 粗糙度 级配的变化会对微表处的表面纹理结构产生非常大的影响。为了便于描述不同缴配微表处外观的粗糙程度.特提出租糙度的概念，粗糙度的定义为：租糙度=断面曲线上选取点 4 高度与其算术平均值绝对偏差的 2倍单位：rain 3.1.2 磨耗率 微表处在长期使用过程中.车轮会对馓表处表面产生较强的摩擦，导致微表处的磨损。微表处抵抗磨损的能力越强，则微表处的使用寿命越强。为了描述微表处抵抗磨耗的能力，特提出磨损率的概念，磨损率的定义为：磨耗率=单位面积微表处的质量损失率 单位：g/m2 3.2 级配对微表处长期使用性能的

7、影响 从不同级配的断面可以看出，对于 MS.3 型微表处混合料，级配的变化会对微表处的表明纹理结构产生非常大的影响。随着级配变粗，微表处的初始粗糙度由 0.448mm 逐渐增加到 1.062mm。在经过轮胎碾压磨损之后，偏粗级配的粗糙度仍然为最大。 四个级配的磨耗率分别为：848.5 g/m2，1072.7g/m2，912.6 g/m2，928.6 g/m2。由磨耗率数据可以看出，在油石比不变的情况下，微表处矿料的合成级配在级配范围内发生变化，对微表处的长期抗磨损能力影响不大。但级配的变化对微表处的初始纹理结构有较大影响。同样为 MS.3 型的四种级配，粗糙度最大有 2.37 倍的差距。 3.

8、4 集料的含泥量对微表处长期使用性能的影响 用粉土替换微表处合成矿料中0.075mm 泥土颗粒的 10%后，微表处的磨耗率为 1928.6 g/m2，为原配方磨耗率的 1.79 倍；用粉土替换微表处合成矿料中O.075mm 泥土颗粒的 25%后，微表处的磨耗率为 343 1.5 g/m2，为原配方磨耗率的 3.20 倍。磨耗率的大小反应了微表处在长期运营过程中抵抗车轮摩擦的能力，可以综合反应微表处使用寿命的长短。由此可以看出，集料的洁净程度对微表处使用寿命至关重要，微表处细集料中粘土颗粒含量微量增加，就会导致微表处使用寿命的成倍衰减。 3.5 沥青含量对微表处长期使用性能的影响 微表处在级配不

9、变，油石比减少 1%时，微表处的磨耗率由 1072.7 增加到 3431.5，为原配方的 3.2 倍。由此可以看出，微表处的沥青含量会显著影响微表处的长期使用性能和寿命，油石比的减小，会导致微表处使用寿命的显著减少。而适当增加油石比，对微表处寿命的影响不大。 四、总结 4.1 在油石比不变的情况下，微表处矿料的合成级配在级配范围内发生变化，对微表处的长期抗磨损能力影响不大。但级配的变化对微表处的纹理结构有较大影响。同样为 MS.3 型的四种级配，粗糙度最大有2.37 倍的差距。 4.2 集料的洁净程度对微表处使用寿命至关重要，微表处细集料中粘土颗粒含量微量增加，就会导致微表处使用寿命的成倍衰减。 4.3 微表处的沥青含量会显著影响微表处的长期使用性能和寿命，油石比的减小，会导致微表处使用寿命的显著减小。