丁巍
(中國水利水電第八工程局有限公司,湖南 長沙 410007)
為了提高瀝青與集料的粘附性,對集料的抗剝落性進(jìn)行了研究。抗剝落的措施主要有3種:①用干燥的磨細(xì)消石灰粉或生石灰粉、水泥作為填料的一部分(干摻法);②在瀝青中摻加抗剝落劑;③將粗集料用石灰漿處理后使用(稀漿法)。文中主要采用①、③兩種方法來研究抗剝落劑的性能。瀝青與集料的粘附性等級評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。
試驗選取13.2~19 mm的粗集料,瀝青為加德士AH-70,試驗溫度15℃。分兩類進(jìn)行,一類是集料先清洗,然后分不進(jìn)行任何處治、經(jīng)過澄清石灰水處治、10%的石灰水處治、20%的石灰水處治、30%的石灰水處治,集料浸沒在石灰水中的時間為2 s;另一類不進(jìn)行清洗,直接按相同的方法進(jìn)行處治,進(jìn)行處治完后,先自然風(fēng)干,然后置于105℃的烘箱中4 h,拿出烘箱后先用毛刷將集料表面的塵粒刷干凈,然后再采用水煮法進(jìn)行試驗。
試驗結(jié)論為:集料在不進(jìn)行任何處治的情況下與瀝青的粘附性僅有2~3級左右,不能滿足路用要求;對集料進(jìn)行石灰水處理后,瀝青與集料的粘附性有了明顯的提高,澄清石灰水能使粘附等級提高到3~4級左右,而采用10%濃度處理后的集料與瀝青的粘附性能達(dá)到4~5級,用20%和30%濃度石灰水處理的集料與瀝青的粘附性絕大部分達(dá)到了5級,其余的也都能達(dá)到4級,同時可以看出,在石灰水濃度較低時,未清洗的集料在同等條件下與瀝青的粘附等級要比洗干凈的低一些,說明粘附等級還與集料的干凈程度有關(guān)。
表1 瀝青與集料的粘附性等級評價標(biāo)準(zhǔn)
試驗主要是研究對集料進(jìn)行抗剝落處理后對混合料的性能的影響,所以將集料分為5檔,分別進(jìn)行處治。這5檔料分別是:19~31.5 mm,9.5~19 mm,4.75~9.5 mm,2.36~4.75 mm,0~2.36 mm。試驗試件的級配組成見表2。
該次凍融劈裂試驗分5組進(jìn)行對比試驗,每組10個試件,按規(guī)范要求成型試件,并進(jìn)行試驗。6組試件分別為:第一組,不對原材料進(jìn)行任何處治;第二組,對9.5 mm以上的集料用20%濃度的石灰水進(jìn)行處治,石灰水中浸泡時間為2 s,然后靜置10 h后,放入105℃的烘箱中烘干后配打試件;第三組,對全部礦料進(jìn)行20%濃度的石灰水處治,具體操作同第二組;第四組,將消石灰作為礦粉一部分添加到礦粉中,消石灰礦料總重的2%;第五組,將消石灰作為礦粉一部分添加到礦粉中,消石灰占礦料總重的3%;第六組,對9.5 mm以上的集料進(jìn)行20%濃度的石灰水處治,具體操作同第二組,同時結(jié)合在礦粉中添加占礦料總重1%的氫氧化鈣。除第一組試件采用3.78%的瀝青用量外,其余各組的試件采用4%的瀝青用量。
表2 AC-25級配組成
表3 AC-25凍融劈裂試驗結(jié)果匯總表
從上面的試驗結(jié)果可以看出:各組的空隙率在6%~7%的范圍內(nèi)時,各種處治方法對瀝青混合料的水穩(wěn)性影響優(yōu)劣依次為∶全部礦料采用20%的石灰水處治最好,9.5 mm以上集料用20%的石灰水處治,然后再在拌和時添加1%的消石灰粉的效果基本和全部用石灰水處理的差不多,TSR達(dá)到85.9%;其后依次是2%的消石灰粉處理,9.5 mm以上集料用20%濃度的石灰水處理,3%的消石灰粉處理,TSR最差的是未經(jīng)過任何處治的,僅僅只有65.7%。
同時可以看到,各種處治方法對于未進(jìn)行凍融劈裂的試件的劈裂強(qiáng)度影響并不大,基本都1.50 MPa左右,但是對凍融后的試件的劈裂強(qiáng)度影響較大,最差的只有1.03 MPa。而最好的有1.36 MPa。由此可見消石灰處治后的集料能明顯提高其水穩(wěn)性能。
通過用不同方法對集料處治后進(jìn)行瀝青混合料的水穩(wěn)性試驗,可以得出以下結(jié)論:
1)通過粘附性試驗,經(jīng)過不同方法石灰水處治后的集料,其與瀝青的粘附性都有明顯的提高,只是提高的程度不同而已,用20%m,30%濃度的石灰水處治的集料與瀝青的粘附性都達(dá)到了5級。
2)從凍融劈裂試驗結(jié)果來看,對集料進(jìn)行不同的處治方法所得到的效果不同,全部礦料用20%濃度的石灰水處治的效果優(yōu)于其它方法。
3)需要注意的是,在進(jìn)行石灰水處治的過程中要保持溶液的濃度和懸濁液狀態(tài)。
[1]中華人民共和國交通部.JTJ058-2000公路工程集料試驗規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,2000:55-62.
[2]中華人民共和國交通部.JTJ052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,2000:65-69.
[3]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破損現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京:人民交通出版社,2001:68-87.
[4]趙永利,吳震,黃曉明.瀝青混合料水穩(wěn)定性的試驗研究[J].東南大學(xué)學(xué)報,2001,31(5):99-101.