水泥對(duì)泡沫瀝青混合料性能影響分析.pdf

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1、2013年第5期廣東公路交通GuangDongGongLuJiaoTong總第128期文章編號(hào)：1671—7619(2013)05—0039一O5水泥對(duì)泡沫瀝青混合料性能影響分析張?zhí)m峰(廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州510650)摘要：為了研究水泥用量對(duì)泡沫瀝青混合料強(qiáng)度與疲勞特性的影響，對(duì)不同水泥用量(0％、1％、1．5％、2％、2．5％、3％)的泡沫瀝青混合料進(jìn)行干、濕劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)。通過控制應(yīng)力加載方式，變化應(yīng)力比進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：增加水泥用量對(duì)干、濕劈裂強(qiáng)度有明顯的提高作用。添加多于2

2、％的水泥會(huì)降低材料抗疲勞性能，建議水泥用量不超過2％?？紤]到泡沫瀝青混合料強(qiáng)度要求，需要加入水泥用量至少為1．5％。關(guān)鍵詞：發(fā)泡特性；水泥用量；劈裂強(qiáng)度；疲勞試驗(yàn)；疲勞壽命中圖分類號(hào)：15414．75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B0引言度和發(fā)泡用水量，試驗(yàn)結(jié)果如表2。在高速公路基層的泡沫瀝青混合料常加入水表2瀝青發(fā)泡特性數(shù)據(jù)表泥作為穩(wěn)定劑以增加材料強(qiáng)度，提高抗變形及抗疲勞性能，形成強(qiáng)度高的柔性路面結(jié)構(gòu)層。在進(jìn)行泡沫瀝青冷再生時(shí)，加入水泥，經(jīng)適當(dāng)施工處理后，舊路面材料顆粒間相互粘結(jié)，形成一種低水泥劑量的結(jié)構(gòu)層，使結(jié)

3、構(gòu)層承重能力提高。但加入水泥作為穩(wěn)定劑時(shí)，有可能使基層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)龜裂。本文主要研究水泥對(duì)泡沫瀝青混合料強(qiáng)度和疲勞性能的影響，從而確定水泥的合理用量。1泡沫瀝青混合料原材料試驗(yàn)1．1瀝青技術(shù)性質(zhì)本試驗(yàn)泡沫瀝青再生混合料的發(fā)泡瀝青采用使用殼牌70石油瀝青。各項(xiàng)技術(shù)要求見表1。表170石油瀝青技術(shù)要求用水量(％)圖1160℃瀝青發(fā)泡特性圖在泡沫瀝青發(fā)泡過程中，隨著用水量的增加，泡沫瀝青膨脹率增加、半衰期減少。最佳含水量通過兩條曲線的交點(diǎn)確定。根據(jù)國外研究成果，1．2瀝青發(fā)泡特性結(jié)果膨脹率>10，半衰期>1

4、2s是被普遍接受的條本試驗(yàn)利用德國維特根公司的wLB10試驗(yàn)件?。170oC時(shí)瀝青的膨脹率為9—17，半衰期僅發(fā)泡機(jī)70瀝青進(jìn)行了發(fā)泡試驗(yàn)，選擇3個(gè)發(fā)泡溫為5～8s；150~C時(shí)膨脹率為16～24，而半衰期僅為度150~C、160℃、170℃，每種溫度下加水量定為4～8s；160oC時(shí)膨脹率為l3～24，半衰期為8～1％、2％、3％、4％(相對(duì)于瀝青的質(zhì)量分?jǐn)?shù))，其中15s。相比而言，160~C溫度條件下可以獲得較為理水壓力2．5kPa，瀝青壓力0．4MPa，以確定發(fā)泡溫想的瀝青發(fā)泡效果，因此，研

5、究中確定瀝青的發(fā)泡作者簡介：張?zhí)m峰(1982一)，碩士研究生，長安大學(xué)道路與鐵道專業(yè)在讀博士。E-mail：zl~ng998@163．com．·39·2013年第5期廣東公路交通總第128期溫度為160~C，發(fā)泡用水量為2．7％，相應(yīng)的膨脹率試驗(yàn)試樣需要在飽水狀態(tài)下，在25~C水中放置為19，半衰期為12s。24h。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。1．3集料組成表4劈裂試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表本次試驗(yàn)所用的原材料包括銑刨料(RAP)、新集料、水泥、礦粉、殼牌70瀝青。依據(jù)要求對(duì)銑刨料、新集料、水泥和礦粉進(jìn)行了篩分試驗(yàn)。

6、舊路面回收瀝青路面材料，RAP1規(guī)格為0～9．5ram回收瀝青再生料，RAP2規(guī)格為為9．5～31．5mm回收瀝青再生料。細(xì)料含量是泡沫瀝青混合料設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，細(xì)料含量缺乏，尤其是0．075mm通過率不足，則無法用泡沫瀝青進(jìn)行穩(wěn)定。所以，0．075mm通過率應(yīng)不小于5％。借鑒以前泡沫瀝以上試驗(yàn)結(jié)果表明在不添加水泥的情況下，青混合料設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選定級(jí)配見表3。泡沫瀝青混合料的干、濕ITS都較小，且浸水后劈裂強(qiáng)度損失較大，水穩(wěn)定性不良。增加瀝青含量表3泡沫瀝青混合料集料級(jí)配(單位：通過率％)對(duì)

7、干、濕劈裂強(qiáng)度的增加作用都不大，這樣強(qiáng)度的泡沫瀝青混合料不適合鋪筑路面基層。根據(jù)ARRB專家建議干燥和浸水試件的間接抗拉強(qiáng)度至少應(yīng)分別為200kPa和100kPa。2．2添加水泥泡沫瀝青混合料在不添加水泥的情況下，水穩(wěn)定性能較差的泡沫瀝青混合料難以應(yīng)用到重載交通量下的高等級(jí)公路基層，所以泡沫瀝青混合料中必須添加一定量的水泥，以增加其強(qiáng)度和水穩(wěn)定性J。在不同水泥用量下(0％、1％、1．5％、2％、2．5％、3％)，進(jìn)行25~C干濕劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。表5不同水泥用量干濕劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果1．

8、4試樣制備上述級(jí)配集料與設(shè)計(jì)用量泡沫瀝青混合后，材料裝人馬歇爾試模，雙面擊實(shí)75次。為了得到合適的壓實(shí)度，在添加泡沫瀝青之前需要濕潤集料，泡沫瀝青混合料中如果加入少量活性填料水泥，需要在添加泡沫瀝青至少4h之前加入設(shè)計(jì)用量水J。試件擊實(shí)成型后，在40~(2下養(yǎng)護(hù)72h，之后將其取出在室溫下冷卻24h，試件冷卻后，從試模中取出試件。加人活性填料水泥的泡沫瀝青混合料試件需要放到濕度為95％一100％，溫度25℃的養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，養(yǎng)生7d。養(yǎng)護(hù)完成后，將試件冷卻至室溫，再從試模中取出試件。2劈