自20世紀(jì)90年代末以來，路面耐久性和開裂已成為瀝青路面的主要病害。在公路研究計劃（SHRP）之前，車轍是主要的問題。在集料質(zhì)量、配合比設(shè)計和聚合物道路灌縫膠方面的改進(jìn)幾乎消除了車轍問題?，F(xiàn)在是調(diào)查裂縫的時候了，接下來分享：國外關(guān)于路面開裂與道路灌縫膠性能的研究，有圖有數(shù)據(jù)。

在過去的幾年里，關(guān)于路面裂縫的研究數(shù)量有了快速的增長。合作研究計劃（NCHRP）執(zhí)行了許多項目，研究道路灌縫膠和混合料，旨在評估開裂性能。路面開裂是一個比車轍更復(fù)雜的問題。

如前所述，較硬的道路灌縫膠和較好的骨料結(jié)構(gòu)消除了大多數(shù)車轍問題。對于開裂，我們有多種類型的問題，是自上而下、自下而上、縱向、橫向還是塊狀開裂？每種類型的開裂都有不同的原因，并且可以有幾種修復(fù)方法。較硬的道路灌縫膠和較好的骨料結(jié)構(gòu)隨著時間的增長變得更加堅硬和易碎，這使得開裂更依賴于道路灌縫膠的老化條件。車轍是早期壽命的困擾，因為當(dāng)瀝青混合料第一次施工時，道路灌縫膠是更軟的，并且隨著時間的推移會變硬。在這種情況下，衰老有助于緩解問題。隨著路面開裂，道路灌縫膠的性能因老化而改變，它們變得更容易開裂。路面開裂的另一個原因與混合物中道路灌縫膠的量有關(guān)，使用更多的道路灌縫膠通常會減少路面開裂，但這會增加成本，并可能導(dǎo)致車轍問題重現(xiàn)。

在過去的幾年里，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究來確定道路灌縫膠的哪些性能與路面開裂更相關(guān)。我們一直都知道有些道路灌縫膠比其他道路灌縫膠更不容易開裂，但是如何測量呢？許多早期的測試，如針入度和延展性，只關(guān)注道路灌縫膠的柔軟度。對于開裂，它被認(rèn)為越軟越好。不幸的是，這些試驗不是在裂縫發(fā)生時老化的材料上進(jìn)行的。此外，路面開裂與針入度和延展性之間也沒有很好的相關(guān)性。

道路灌縫膠規(guī)范旨在解決開裂問題，彎曲梁流變儀（BBR）似乎在解決低溫橫向裂縫方面做得很好，但這并不能解決今天路面上出現(xiàn)的問題。DSR特性G*sinδ旨在解決耐久性問題，但尚未奏效。目前DSR要求與耐久性開裂的關(guān)系不大。這就是為什么正在進(jìn)行一項廣泛的研究，試圖取代它。

多年來，已經(jīng)提出了幾個不同的參數(shù)來代替當(dāng)前的DSR要求。所有這些參數(shù)都是利用我們現(xiàn)在擁有的相同測試設(shè)備從流變數(shù)據(jù)中開發(fā)出來的，但只是在不同的溫度下進(jìn)行測試，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的分析。

2011年，美國瀝青協(xié)會（AI）作為FAA機場路面耐久性和開裂研究的一部分，評估了溫度變化ΔTc作為開裂的度量。這是由彎曲梁流變儀在兩個溫度下的S和m測量值確定的值。確定了剛度S滿足300MPa，m值滿足0.3的比溫度，這些溫度幾乎不一樣。這就是δ（Δ）的來源。從S的臨界值中減去m的臨界值，并確定ΔTc。Tc，S為-26.2，減去Tc，m為-25.9，得到-0.3ΔTc的值?，F(xiàn)場研究表明，差異越大、越負(fù)，路面越容易開裂。

作為同一人工智能研究的一部分，還將DSR試驗確定的延性估算值與ΔTc進(jìn)行了比較。該延性估算由A&M公司的Charles Glover開發(fā)。該延性工作基于這樣一種想法，即當(dāng)瀝青在15°C下的延性為5cm時，路面開始開裂。Geoff-Rowe后來在一個新的參數(shù)Glover-Rowe值G*x（cosδ）2/sinδ中提供了一個根據(jù)DSR數(shù)據(jù)估算延性的簡化方程。為了計算Glover-Rowe參數(shù)，在15℃和0.005弧度/秒的頻率下測量了復(fù)合剪切模量（G*）和相位角（delta）。一些研究人員還將Glover-Rowe參數(shù)作為開裂指標(biāo)進(jìn)行評估。一些研究人員喜歡Glover-Rowe參數(shù)，因為它很容易繪制。Glover-Rowe參數(shù)也可以根據(jù)不同的老化條件確定。每個道路灌縫膠右側(cè)的較低值是從RTFOT老化開始的，然后是從左側(cè)的20小時和40小時PAV值。

另一個用來評估道路灌縫膠老化的特性是R值或流變指數(shù)。R值是道路灌縫膠的玻璃模數(shù)對數(shù)減去相角為45°的模數(shù)對數(shù)。玻璃模量是指在低溫下，相角基本上為0°或幾乎完全彈性的模量。R值越大，老化的道路灌縫膠就越脆，容易開裂。這種特性通常需要在多種溫度和頻率下對道路灌縫膠進(jìn)行更多的測試。

交叉溫度是與路面開裂有關(guān)的另一個性質(zhì)。這是相位角為45°時的溫度，在特定頻率下進(jìn)行測試時，稱為TWC。歐洲的原始工作使用2.4 rad/s。美國NCHRP 9-58“再生劑對高RAS和RAP結(jié)合料比瀝青混合料的影響”的工作使用10 rad/s，以符合Superpave規(guī)范中使用的當(dāng)前試驗程序。該值是瀝青結(jié)合料從粘性材料轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥圆牧蠒r的溫度指示器。當(dāng)材料變得有彈性時，溫度越低，道路灌縫膠就越不容易開裂。

其他項目有更多的標(biāo)準(zhǔn)和變化。

NCHRP 9-59，“將瀝青結(jié)合料疲勞性能與瀝青混合料疲勞性能聯(lián)系起來”，建議使用所列的幾種開裂性能，對其進(jìn)行修改，使其更易于確定和改變溫度，以便更好地將其與氣候聯(lián)系起來。

項目建議對Glover-Rowe參數(shù)GR=G*（cosδ）2/sinδ保持相同的計算，只是溫度和頻率不同。試驗頻率為10rad/s，而不是0.005rad/s，溫度不是標(biāo)準(zhǔn)的15°C，而是根據(jù)低溫等級進(jìn)行變化；在22°C下進(jìn)行-28級試驗，在25°C下進(jìn)行-22級試驗。 R僅用低溫等級的BBR S和m估算，并計算為R=log（S/3000）/log（1-m）。不建議改變ΔTc計算。

項目還就標(biāo)準(zhǔn)的限制提出了一些建議。對于Glover-Rowe參數(shù)，他們建議更大值為5000kPa，對于R值，它應(yīng)該在1.5到2.5之間，對于ΔTc，建議更小值為-5。所有這些值的問題是，它們對于純道路灌縫膠都有很好的相關(guān)性，但是對于修改過的系統(tǒng)，事情開始變得模糊。對于改進(jìn)后的系統(tǒng)，中間溫度范圍內(nèi)的相角通常會有平坦點或溫度變化不大的區(qū)域。這種行為會影響不同參數(shù)的響應(yīng)。

為了探索NCHRP參數(shù)，對改性和未改性瀝青結(jié)合料進(jìn)行了一項獨立研究。采用直接轉(zhuǎn)矩控制良好和較差的基層結(jié)合料生產(chǎn)聚合物改性結(jié)合料。純道路灌縫膠和改性道路灌縫膠的高溫等級和低溫等級盡可能接近。數(shù)據(jù)顯示。其中一個道路灌縫膠，良好的PG 64S-22，看起來它有不同的低溫等級，但實際上它只是錯過了-28標(biāo)準(zhǔn)，是在2度范圍內(nèi)的其他道路灌縫膠。比較不同的標(biāo)準(zhǔn)是非常有趣的。好的和差的直接轉(zhuǎn)矩控制之間的差別非常大，基本上好的道路灌縫膠為0，差的道路灌縫膠為-5或-6?？纯碦值，比較會變得有點模糊。R值顯示的差別不大。雖然劣質(zhì)道路灌縫膠達(dá)到或接近推薦的高值2.5，但良好的64E-28道路灌縫膠在2.2也接近極限。相對值是Glover Rowe參數(shù)。好的PG 64E-28具有良好的ΔTc值和合理的R值，幾乎超過了5000 kPa的Glover-Rowe限值，而差的道路灌縫膠具有良好的Glover-Rowe值。這就說明了確定開裂標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)置規(guī)范限制的復(fù)雜性。使用直接轉(zhuǎn)矩控制將表明其中兩種道路灌縫膠非常好，兩種很差。R值使這一點復(fù)雜化，但顯示出相同的趨勢，而Glover-Rowe值實際上與建議相反。

Zui后一個復(fù)雜的因素是氣候和PG分級，特別是當(dāng)在溫暖的氣候中使用較軟的道路灌縫膠時調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)。在氣候等級為-16或-10的南方，使用-22級道路灌縫膠是很常見的。與使用的道路灌縫膠等級接近氣候溫度的地方相比，標(biāo)準(zhǔn)是否應(yīng)該保持不變？如果應(yīng)該調(diào)整，如何更好地調(diào)整它們？

在過去幾年中，裂縫已成為路面更主要的病害。我們知道道路灌縫膠的性能對路面開裂有影響，但如何更好地確定這種影響仍然需要工作。我們不要忘記影響路面開裂的許多其他因素，如配合比設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工實踐。路面開裂是一個非常復(fù)雜的機制，不太可能有一個簡單的解決辦法。

文章來源：REWAY，僅供大家學(xué)習(xí)參考用，若侵犯某方權(quán)益，請聯(lián)系站長刪除。

更多道路養(yǎng)護(hù)及道路養(yǎng)護(hù)材料（灌縫膠、貼縫帶、冷補料、網(wǎng)裂貼、抗裂貼、冷補料添加劑）、設(shè)備、材料價格、設(shè)備價格、施工方案、應(yīng)用案例等相關(guān)問題，可通過網(wǎng)站搜索框搜索解決，也可直接免費咨詢嘉格偉業(yè)24小時電話客服4000-686-901，更加快捷方便。