鄭 毅

(黑龍江省交通科學(xué)研究所)

稀漿混合料的室內(nèi)試驗

鄭 毅

(黑龍江省交通科學(xué)研究所)

根據(jù)實際狀況，結(jié)合施工單位所采用的合格原材料樣品，利用工地實驗室，先后做了稠度試驗﹑拌和試驗﹑粘聚力試驗﹑濕輪磨耗試驗和負荷車輪試驗，通過上述一系列針對性的試驗，確定了適合本路段的稀漿混合料配合比。

稀漿混合料;室內(nèi)試驗

1 稠度試驗

采用規(guī)定的截錐筒:上部內(nèi)徑為38 mm，下部內(nèi)徑為89 mm，高為76 mm，筒內(nèi)部光滑的截錐筒(金屬的或塑料的)。

試驗按規(guī)程要求操作進行。試驗結(jié)果如表1。

表1 稠度試驗結(jié)果

2 拌和試驗

該項試驗是確定稀漿混合料破乳時間的重要試驗內(nèi)容并做為混合料配合比設(shè)計的重要依據(jù)，因為它能全面地反映稀漿封層的拌和性、粘附性、固化時間等路用性能。同時也通過這項試驗確定外加劑的品種和用量，試驗結(jié)果如表2。

表2 拌和試驗結(jié)果

3 粘聚力試驗(簡稱CT)

英文Cohesion test可直譯為粘結(jié)力試驗，但實際不是稀漿混合料對另一種物質(zhì)的粘結(jié)力，而且檢測稀漿混合料自身的粘聚力。

(1)采用拌和試驗用的混合料配合比，將拌和均勻的混合料倒入直徑60 mm高為6 mm(Ⅱ型料骨)或10 mm(Ⅲ型骨料)的圓環(huán)中，環(huán)下墊著152 mm×152 mm的油氈紙，環(huán)內(nèi)填滿混合料后，用刮刀刮平。

(2)待混合料達到初凝時間后，將試樣與油氈紙一同置于粘聚力試驗儀的氣動橡膠墊下面(橡膠墊直徑為25.4 mm，硬度為50～70)橡膠墊可由汽車輪胎的外胎切下，橡膠墊的壓力即汽車對路面的壓力為193 kPa，見圖1。

(3)借助上部手動扭矩儀，使氣動橡膠墊向試樣施加扭力，每隔15～30 min定一次，直到讀出最大扭矩值為止。每次試驗測定都要變換位置，當(dāng)膠墊轉(zhuǎn)動時，試樣表面不出現(xiàn)骨料剝落，扭矩儀讀值大于20 kg·cm時，即為開放交通時間。

圖1 粘聚力實驗儀

按混合料粘聚力試驗結(jié)果得出如圖2的幾種曲線類型。

圖2 稀漿混合料分類

Ⅰ曲線①為快裂早開放交通的封層，鋪后1 h內(nèi)產(chǎn)生足夠的粘聚力，可以開放交通行車，主要是乳化劑的化學(xué)作用，骨料選擇適宜。

Ⅱ曲線②為快裂慢通車型的封層，雖然破乳時間早，但要達到通車要求的粘聚力還需要3 h。

Ⅲ曲線③為慢裂慢通車型的封層，這是早期稀漿封層的類型。鋪筑后要4～6 h以上才能通車。

Ⅳ曲線④達到粘聚力的臨界限度(扭矩儀值大于20 kg·cm)。

Ⅴ曲線⑤為假快裂型，粘聚力增長緩慢，開放交通時間拖長。

Ⅵ曲線⑥，不凝固，不能通車，沒有足夠的粘聚力，封層不能承受行車碾壓。

稀漿封層鋪筑后，影響開放交通的因素很多，除乳化劑的慢裂快凝的因素外，還有施工的溫度、濕度、風(fēng)力以及骨料品種與級配等因素都會產(chǎn)生重要影響，所以在施工過程中，密切注視周圍情況的變化，爭取鋪筑曲線①型的稀漿封層。試驗結(jié)果如表3。

表3 粘聚力試驗結(jié)果

4 濕輪磨耗試驗(簡稱WTAT)

該項試驗是模擬汽車輪胎在濕潤狀態(tài)下，對于封層表面的磨耗狀況，重點檢驗乳化瀝青的性能及用量、與骨料的粘附性及配合比設(shè)計是否合理。

ISSA、A143規(guī)定WTAT值應(yīng)小于540 g/m2。

從不同配合比混合料的磨耗值(WTAT)的試驗結(jié)果，可以看出隨著瀝青用量的增加，濕輪磨耗值在減少，說明稀漿混合料中隨乳化瀝青含量的增多，在一定范圍內(nèi)WTAT呈下降趨勢。

影響稀漿混合料磨耗值的另一個因素，在采用同樣質(zhì)堅耐磨巖石骨料的情況下，在相同乳化瀝青用量下，粗粒徑的粗級配料混合料的磨耗值要比細料徑的細級配骨料混合料的磨耗值少得多。例如，當(dāng)乳化瀝青用量為15%時，粗級配混合料的磨耗值只有400 g/m2，而細級配混合料的磨耗值已達1 400 g/m2。試驗結(jié)果見表4。

表4 濕輪磨耗試驗結(jié)果

5 負荷車輪試驗儀(簡稱LWT)

前項的WTAT的試驗說明，隨著乳化瀝青用量的增加，磨耗值有逐步下降的趨勢，但是，乳化瀝青用量過多時，路面在高溫下，將出現(xiàn)泛油、波浪、油包、車轍等病害。為了防止這種用油過多的病害，以稀漿混合料進行負荷車輪試驗從而控制混合料中改性瀝青用量的上限。

LWT改性稀漿封層按重交通量要求應(yīng)小于590 g/m2。

LWT如按特重交通量要求應(yīng)小于540 g/m2。

在滿足這兩項指標要求的前提下，選擇其中的最佳用量。將兩條曲線疊加后看出:曲線①是滿足WTAT磨耗量的;曲線②是滿足砂粘附量的，兩條曲線交叉點的橫坐標即為最佳改性乳化瀝青用量，但實際工作中為了保證安全，在此用量上再增加3%，在此范圍正負1.5%都是容許范圍，試驗結(jié)果如表5。

表5 負荷輪試驗結(jié)果

通過上述五個試驗，得出如下結(jié)論。

(1)稠度試驗確定的外加水量以礦料質(zhì)量的10%為宜，此時稀漿狀態(tài)較好。

(2)濕輪磨耗試驗可以全面的考驗稀漿混合料的抗水性、抗磨能力等綜合性能。磨耗值(WTAT)隨乳化瀝青用量的增加而減小，負荷車輪試驗測定的粘附砂量(LWT)隨乳化瀝青的增加而增加。結(jié)合兩個試驗，確定乳化瀝青最佳用量為礦料的13% ～14%，此時，試件浸泡 6日磨耗值(WTAT)為 338.8 g/m2，遠遠低于最高限值 807 g/m2，粘附砂量(LWT)為346.3 g/m2，低于最高限值 536 g/m2，能滿足大交通量磨耗的要求。

(3)依據(jù)上述試驗，得出稀漿混合料的配方設(shè)計為m級配料∶m乳化瀝青∶m水∶m填料∶m添加劑=100∶13.5∶10∶0∶0.2。輸入稀漿封層攤鋪機的供料系統(tǒng)。

(4)按稀漿混合料配合比設(shè)計，測定粘結(jié)力數(shù)據(jù)可以看出，養(yǎng)生時間為1 h，即攤鋪1 h后粘結(jié)力可達2.0 Nm以上，可以開放交通，但實際施工氣溫偏低時如早晨、陰天應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)生時間。

U416.216

C

1008-3383(2012)02-0017-02

2011-09-11