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        乳化瀝青冷再生瀝青混合料水穩(wěn)定性影響因素分析

        2014-05-28 07:41:26孫雪梅
        湖南交通科技 2014年3期
        關(guān)鍵詞:穩(wěn)定度凍融乳化

        孫雪梅

        (新疆筑路機(jī)械廠公路工程處,新疆 烏魯木齊 830021)

        瀝青路面冷再生技術(shù)能實(shí)現(xiàn)舊路面材料的最大利用,不但節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,而且能減少能源消耗,延長(zhǎng)施工條件,改善工作條件[1,2]。瀝青路面冷再生技術(shù)最早開(kāi)始于美國(guó),之后蘇聯(lián)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家也展開(kāi)了相關(guān)的研究工作,我國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究瀝青路面冷再生技術(shù),但進(jìn)展緩慢[3-5]。與熱拌瀝青混合料相比,乳化瀝青冷再生瀝青混合料更容易受水的侵蝕,因此研究乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性至關(guān)重要。本文通過(guò)試驗(yàn)研究了乳化瀝青用量、水泥用量、舊混合料RAP 用量和水用量等因素對(duì)乳化瀝青冷再生瀝青混合料馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比的影響,評(píng)價(jià)了乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性,為乳化瀝青冷再生瀝青混合料的大面積推廣利用提供理論指導(dǎo)。

        1 原材料

        本文將舊瀝青路面混合料經(jīng)過(guò)特殊處理,新礦料選用石灰?guī)r,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。乳化瀝青選用滿裂快凝型改性乳化瀝青,蒸發(fā)殘留物含量為59%。水泥選用P.O42.5 水泥,各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求。

        2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

        2.1 乳化瀝青用量對(duì)水穩(wěn)定性的影響

        保持其他因素不變,控制乳化瀝青用量分別為1.0%、2.0%、3.0%、4.0%和5.0%,測(cè)定乳化瀝青冷再生瀝青混合料的馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比,研究乳化瀝青用量對(duì)乳化瀝青冷再生瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

        圖1 乳化瀝青用量對(duì)水穩(wěn)定性的影響

        從圖1可以看出:隨著乳化瀝青用量的增多,殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)乳化瀝青用量為3.0%時(shí)殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比最大,表明此時(shí)乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性最好。這主要是因?yàn)椋?dāng)乳化瀝青用量小于3.0%時(shí),乳化瀝青破乳后不足以裹覆集料的表面,集料之間的粘結(jié)力降低,此時(shí)增大乳化瀝青的用量可以明顯改善冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性;而當(dāng)乳化瀝青用量大于3.0%時(shí),乳化瀝青破乳后混合料中的自由瀝青較多,瀝青與礦粉形成的膠漿的粘度降低,粘聚力下降,造成冷再生瀝青混合料水穩(wěn)定性的下降。

        2.2 水泥用量對(duì)水穩(wěn)定性的影響

        在乳化瀝青冷再生瀝青混合料中加入水泥能夠促進(jìn)乳化瀝青的破乳,對(duì)提高瀝青混合料前期強(qiáng)度至關(guān)重要。保持其它因素不變,測(cè)定不同水泥用量下乳化瀝青冷再生瀝青混合料的馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比,研究水泥用量對(duì)乳化瀝青冷再生瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

        圖2 水泥用量對(duì)水穩(wěn)定性的影響

        從圖2可看出:水泥用量越大,殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比越大,表明乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水溫定性越好。這是因?yàn)?,增大水泥用量,水泥水化放出的熱量越多,使乳化瀝青的破乳速度加快,粘結(jié)力增大,水穩(wěn)定性提高。另外水泥水化生成的C—S —H 凝膠填充在乳化瀝青冷再生瀝青混合料的孔隙中,增大了混合料的密實(shí)度,改善了水穩(wěn)定性。

        2.3 RAP比例對(duì)水穩(wěn)定性的影響

        控制其他變量不變,研究RAP 比例對(duì)乳化瀝青冷再生瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖3。

        從圖3可以看出:增大RAP 比例,會(huì)使殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比降低,乳化瀝青冷再生瀝青混合料水穩(wěn)定性變差,但總體來(lái)說(shuō)降低幅度不大,能滿足使用要求。這是因?yàn)椋龃驲AP 的比例使混合料中自由瀝青含量增多,瀝青和礦料之間的粘結(jié)力降低,水穩(wěn)定性變差。

        2.4 水用量對(duì)水穩(wěn)定性的影響

        乳化瀝青冷再生瀝青混合料中水用量的多少直接關(guān)系著水泥水化作用的進(jìn)行,對(duì)混合料的強(qiáng)度起重要作用。研究水用量與混合料水穩(wěn)定性之間的關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果如圖4。

        圖4 水用量對(duì)水穩(wěn)定性的影響(待續(xù))

        從圖4可以看出:殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比都隨水用量的增多先增大后減小。這是因?yàn)楫?dāng)用水量較小時(shí),一方面水泥的水化速度較慢,且一部分水泥不能完全水化,混合料的強(qiáng)度較低;另一方面混合料中乳化瀝青破乳后與細(xì)集料粘結(jié)在一起,混合料整體的均勻性變差,容易產(chǎn)生離析,使水穩(wěn)定性變差。此時(shí)增大水用量能夠改善水穩(wěn)定性。而當(dāng)水用量太大時(shí),乳化瀝青破乳后,多余的水殘留在瀝青和集料的接觸面上,使瀝青和礦料間的粘結(jié)力變小,混合料孔隙率增大,水穩(wěn)定性變差。

        3 結(jié)論

        1)乳化瀝青用量并不是越多越好,存在一最佳乳化瀝青用量使殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比達(dá)到最大值,冷再生混合料的水穩(wěn)定性最佳。

        2)增大水泥用量能夠提高殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比,改善乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

        3)RAP 比例越大,殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比越小,表明乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性越差。

        4)殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比隨用水量的增多先增大后減小,存在一最佳的水用量使乳化瀝青冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性達(dá)到最好。

        [1]鐘夢(mèng)武,吳超凡,于永生,等.摻加水泥的乳化瀝青冷再生瀝青混合料設(shè)計(jì)方法研究[J].公路,2008(1):195 -198.

        [2]于永生.摻加水泥的乳化瀝青冷再生瀝青混合料設(shè)計(jì)方法與使用性能[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2008.

        [3]吳曠懷,李燕楓,楊國(guó)梁,等.乳化瀝青冷再生瀝青混合料的研究[J].暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,29(3):281 -285.

        [4]棟澤蛟,譚憶秋,曾麗萍.乳化瀝青冷再生混合料的室內(nèi)設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià)研究[J].公路交通科技,2006,26(2):43 -47.

        [5]武 鶴,魏建軍,蘇 群,等.水穩(wěn)砂礫瀝青路面冷再生材料溫縮和抗凍性能試驗(yàn)研究[J].森林工程,2012,28(5):76 -78,98.

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