劉松濤

(黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

瀝青混合料水穩(wěn)定性改善措施研究

劉松濤

(黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

采用摻加消石灰與抗剝落劑的方法,對水穩(wěn)定性不佳的瀝青混合料進行了改善。結(jié)果表明,只有消石灰摻加量達到礦粉質(zhì)量的 30%以上,瀝青混合料水穩(wěn)定性才能有較大提高。單獨摻加抗剝落劑改善效果不佳,但是其與消石灰的搭配使用將可以大幅度改善瀝青混合料性能。

瀝青混合料;水穩(wěn)定性;消石灰;抗剝落劑

2010-10-19

隨著交通量的迅速增長以及超載超壓現(xiàn)象的出現(xiàn),近年來在全國各地,許多路面在通車1～2年甚至更短的時間內(nèi)就發(fā)生大面積的破損,造成了巨大的經(jīng)濟損失。分析影響瀝青混合料性能的因素可以看到,盡管有眾多因素對瀝青路面的早期損壞有影響,水仍然是路面性能衰減的主要因素。在交通動荷載作用下,由于真空作用路面上的水將很容易進入到混合料內(nèi)部。這時,瀝青路面在水的作用下會造成多種損壞：如表面層的坑洞,局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變,唧漿,嚴(yán)重的轍槽等?？梢哉f,因為水產(chǎn)生的早期損壞給我國帶來了巨大的經(jīng)濟損失,也給公路行業(yè)造成了不良的社會影響。針對水穩(wěn)定性不佳的瀝青混合料,提出多種改善措施,以改善其使用性能。

1 試驗簡介

1.1 試驗方法

我國的水穩(wěn)定性試驗主要包括浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗,其中,凍融劈裂試驗是簡化的洛特曼試驗方法。該方法采用凍融循環(huán)的方式來加速模擬自然條件下水對瀝青混合料的作用,試驗將劈裂強度比T S R作為評價指標(biāo)。由于該方法對于瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較好的區(qū)分性,本文的試驗采用該方法驗證瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

1.2 試驗混合料組成設(shè)計

試驗混合料級配見表1。試驗用集料的粘附性見表 2。由表 2可知,由于集料與瀝青粘附性差,導(dǎo)致最終的凍融劈裂試驗殘留強度比為 50.65%,不滿足規(guī)范大于 75%的要求。因此,摻入不同質(zhì)量的消石灰和抗剝落劑,以改善其水穩(wěn)定性。

表1 AC-16瀝青混合料礦料級配組成及要求

表2 試驗集料粘附性

2 不同處置措施下瀝青混合料水穩(wěn)定性分析

2.1 消石灰

在瀝青混合料拌和過程中摻入 20%、30%、40%礦粉質(zhì)量的消石灰,替代部分礦粉。最終結(jié)果見表 3與圖1。

圖1 摻入消石灰后瀝青混合料劈裂強度比

表3 摻入生石灰瀝青混合料凍融劈裂性能

由圖1可知,隨著消石灰摻加量的增大,瀝青混合料水穩(wěn)定性有較大提高。研究表明,堿性的消石灰能活化酸性集料的表面,增強瀝青與集料間的粘結(jié)力,從而改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性。由試驗可知,摻入 20%和 30%消石灰盡管對于瀝青混合料的水穩(wěn)定性有一定提高,但是依然不能滿足要求。只有將 40%的礦粉替代為消石灰,瀝青混合料水穩(wěn)定性才有較好的改善。

2.1 抗剝落劑

在瀝青混合料中摻入0.3%的抗剝落劑(0.3%為瀝青質(zhì)量的0.3%)。最終結(jié)果見表 4?？梢钥吹?單獨摻加抗剝落劑的改善效果不佳。因此,同時摻加抗剝落劑與消石灰,結(jié)果也見表 4。結(jié)果顯示,摻入 20%生石灰與0.3%抗剝落劑,瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較大提高。

總的來說,40%的生石灰和 20%石灰 +0.3%抗剝落劑的改善效果比較好。為考察摻入石灰和抗剝落劑對其他性能的影響,特對在這兩種改善方式下的低溫性能進行了實驗,結(jié)果見表 5。

表4 摻入抗剝落劑瀝青混合料凍融劈裂性能

表5 摻入瀝青混合料低溫性能

由上表可知,當(dāng)對混合料進行生石灰和抗剝落劑的雙重改善后,會在一定程度上損害瀝青混合料的低溫性能,同時,雙重改善也會增加工程費用。當(dāng)只進行 40%生石灰的改善時,盡管低溫性能較未改善有一定的下降,但仍在可接受的范圍內(nèi)。

3 結(jié) 論

總的來說,消石灰與抗剝落劑都可以在一定程度上改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性。具體來說,可以得到以下結(jié)論。

(1)將 40%的礦粉用消石灰替代,可以大幅度改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性,同時低溫性能也能滿足規(guī)范要求。

(2)單獨添加抗剝落劑,對瀝青混合料水穩(wěn)定性改善效果不佳。同時摻加部分消石灰和抗剝落劑,可以很好的起到改善作用。

(3)對于水穩(wěn)定性不佳的瀝青混合料,推薦采用摻加消石灰的方法進行改善。

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