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根據(jù)有關(guān)研究，瀝青路面的早期破壞70%以上直接或間接與路面的水穩(wěn)性有關(guān)，即是由水損壞引起的。水損壞己成為我國瀝青路面嚴(yán)重的破壞形式之一。無論是在濕熱的南方，還是寒冷的北方，在通車后不久，都不同程度出現(xiàn)水損害問題。因此對瀝青路面水損害測試進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，有著重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

瀝青路面水損壞概述

瀝青路面的水損害是瀝青路面在存在水分的條件下，在水和車輛荷載的反復(fù)作用下，瀝青膜逐漸從骨料上脫落，進(jìn)而出現(xiàn)瀝青混合料松散、掉粒、逐漸發(fā)展成為坑槽，甚至?xí)鸱瓭{、唧泥等病害。常見的水損害破壞形式有：坑洞、網(wǎng)裂、龜裂、車轍等。

殘留穩(wěn)定度就是反映瀝青路面受水損害時(shí)抵抗剝落的能力，即水穩(wěn)定性。隨著高速公路的飛速發(fā)展，國內(nèi)外對瀝青路面的水損害問題越來越重視，對瀝青路面水穩(wěn)定性指標(biāo)也進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。

國內(nèi)測試現(xiàn)狀

目前我國測定瀝青路面水穩(wěn)定性主要是《JTG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的三種方法：浸水馬歇爾試驗(yàn)、真空飽和馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)。三種方法對比如下：

路面真實(shí)水損壞機(jī)理是：路面在水和重復(fù)車輪荷載的雙重作用下，瀝青路面內(nèi)部粘附力(瀝青和集料)和粘聚力(瀝青與瀝青)被破壞。

國內(nèi)三種水穩(wěn)性試驗(yàn)主要側(cè)重于路面在水作用下，瀝青路面內(nèi)部粘附力(瀝青與集料)在靜態(tài)水情況下的損失，而忽視了車輪輪載壓力和空隙水壓力的對粘聚力(瀝青與瀝青)的破壞。

粘附力破壞：由于集料對水分的吸引力比瀝青大，水分可以進(jìn)入瀝青與集料之間，使瀝青與集料表面接觸面積減少，粘結(jié)力降低，從而導(dǎo)致瀝青薄膜剝離，使集料裸露而破壞。

粘聚力破壞：由于水分侵入，使瀝青變軟、粘度降低從而導(dǎo)致瀝青內(nèi)部粘聚力降低，從而導(dǎo)致瀝青混合料整體破壞。

粘附力                                                                            粘聚力

注：灰色代表集料，黑色代表瀝青

綜上可知，當(dāng)前國內(nèi)主要幾種測試瀝青路面水穩(wěn)定性的方法均無法全面還原瀝青路面水損壞的真實(shí)破壞機(jī)理。

國外

美國INSTROTEK公司研發(fā)的MIST水敏感性測試儀在試件的飽和水過程中加入了動(dòng)力沖刷的功能，用于模擬現(xiàn)場路面受到輪胎荷載作用下形成的孔隙水壓力和水力沖刷現(xiàn)象，符合現(xiàn)場路面產(chǎn)生水損壞的機(jī)理。試驗(yàn)艙內(nèi)的試件將同時(shí)受到浸水、高溫和循環(huán)壓強(qiáng)三種作用，這樣不僅可以使瀝青和集料之間的粘附力降低而產(chǎn)生破壞，還可以使瀝青變軟，從而降低瀝青內(nèi)部之間的粘聚力降低而產(chǎn)生破壞。

MIST水敏感性測試儀

2010年研發(fā)成功并應(yīng)用

瀝青路面水損壞環(huán)境模擬系統(tǒng)

在美國，主要用于試驗(yàn)研究工具

在美國，作為傳統(tǒng)試驗(yàn)方法AASHTO T-283(TSR)的替代方法

2013年成為ASTM規(guī)范規(guī)定測試方法，ASTM D7870

MIST水敏感性測試儀原理

Mist使用增壓箱模擬路面在輪載作用下的破壞機(jī)理

Mist使用液壓泵和氣動(dòng)活塞模擬路面在輪載作用下的破壞機(jī)理

瀝青混合料試件放入Mist模擬倉內(nèi)，盛滿水

倉蓋關(guān)閉后，設(shè)置倉內(nèi)溫度、氣壓壓力和氣壓循環(huán)次數(shù)，三個(gè)參數(shù)均可調(diào)節(jié)

通過氣壓循環(huán)(有壓、無壓)來模擬試件內(nèi)空隙水壓，破壞試件內(nèi)部粘附力(瀝青和集料)和粘聚力(瀝青與瀝青)

MIST水穩(wěn)定性判斷標(biāo)準(zhǔn)

測試前后試件毛體積密度變化率<1.5%，認(rèn)為水穩(wěn)定性良好

測試前后試件劈裂強(qiáng)度比，80%以上，認(rèn)為水穩(wěn)定性較好

視覺評(píng)定

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