張 玉 宇

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

?

水穩(wěn)基層循環(huán)冷再生混合料路用性能研究

張 玉 宇

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

通過正交試驗(yàn)，確定了水泥、膨脹劑、纖維的合理摻量，研究了采用外加劑后，循環(huán)冷再生水穩(wěn)混合料的強(qiáng)度變化規(guī)律、收縮特性及其水穩(wěn)定性，使循環(huán)冷再生的水穩(wěn)基層混合料路用性能得到改善，從而實(shí)現(xiàn)水穩(wěn)舊料的多次循環(huán)再生利用。

水泥穩(wěn)定碎石基層，外加劑，摻量，抗壓強(qiáng)度，水穩(wěn)定性

現(xiàn)有研究表明，在經(jīng)過一次再生利用后，道路銑刨舊料仍然具有一定的強(qiáng)度、級(jí)配等性能，原路面舊料的殘余價(jià)值仍十分巨大，具備繼續(xù)利用的潛質(zhì)。與此同時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石基層在再次冷再生過程中也出現(xiàn)了混合料強(qiáng)度增長(zhǎng)過慢、干縮時(shí)間延長(zhǎng)、抗水損性能衰減等問題，嚴(yán)重影響了水泥穩(wěn)定碎石基層可持續(xù)冷再生的發(fā)展與應(yīng)用。為此，本文重點(diǎn)研究如何改善循環(huán)再生混合料的路用性能，實(shí)現(xiàn)水穩(wěn)舊料的多次循環(huán)再生利用。

1 外加劑類型及摻配比例的確定

表1 正交分析表

本次研究所采用的提高水穩(wěn)基層循環(huán)再生混合料路用性能的外加劑主要為水泥、纖維與膨脹劑三種材料，每種材料選擇三種水平，建立起L9正交分析表，各參數(shù)取值范圍如表1所示。

以水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與干縮系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到表2。

表2 正交分析計(jì)算結(jié)果

由以上試驗(yàn)結(jié)果分析可知，對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的收縮性能，其影響的主次順序?yàn)樗?纖維>膨脹劑，且三種材料的變化都會(huì)對(duì)混合料的收縮性能產(chǎn)生顯著影響。而對(duì)于水穩(wěn)基層混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，其影響的主次順序?yàn)樗?膨脹劑>纖維，但是對(duì)于其強(qiáng)度的影響最主要的因素還是來自于水泥摻量的變化。而膨脹劑與纖維的加入，不僅不會(huì)對(duì)原有水穩(wěn)基層混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度帶來負(fù)面影響，還能夠顯著改善混合料的收縮性能。

根據(jù)正交分析中所得到的三種材料的影響排序，固定水泥摻量為4%，變化纖維和膨脹劑的摻量，得到如下最佳摻配比例下的試驗(yàn)結(jié)果。

表3 最佳摻配比例試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，纖維在其摻量增加至0.5‰之前，抗壓強(qiáng)度是呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但是在0.5‰之后摻量的繼續(xù)增加，對(duì)于強(qiáng)度的增長(zhǎng)基本沒有發(fā)生改變；對(duì)于膨脹劑在其摻量3‰之后，對(duì)于混合料的抗壓強(qiáng)度幾乎就沒有明顯的改善作用。由此可以確定，本次試驗(yàn)所采取的最佳摻配比例是：膨脹劑，3‰；聚丙烯纖維，0.5‰。

2 強(qiáng)度特性研究

采用以上最佳配比，分別采用新拌水泥穩(wěn)定碎石混合料，一次冷再生水泥穩(wěn)定碎石基層混合料，二次冷再生水泥穩(wěn)定碎石混合料成型抗壓強(qiáng)度試件，研究采用了外加劑后，循環(huán)冷再生水穩(wěn)混合料強(qiáng)度變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值及衰變比

從表4中可以看出：水泥劑量是再生水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度的決定性因素，加入膨脹劑和纖維后再生混合料強(qiáng)度雖有提高，但提高幅度很小，可忽略不計(jì)?？傮w而言，加入適當(dāng)比例的水泥后再生水穩(wěn)碎石混合料即可達(dá)到足夠的抗壓強(qiáng)度。

3 收縮特性研究

分別按照加入外加劑和不加外加劑的方案，按照規(guī)范要求進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料各個(gè)冷再生周期內(nèi)的收縮性能試驗(yàn)，計(jì)算得出各個(gè)冷再生級(jí)別混合料的失水率、干縮應(yīng)變、干縮系數(shù)如表5所示。

如表5所示，加入外加劑后，不同循環(huán)周期的再生混合料失水率、干縮應(yīng)變及干縮系數(shù)較不加外加劑時(shí)均有明顯降低。這說明外加劑對(duì)各個(gè)冷再生周期混合料的收縮性能均有改善效果，有效的減小了混合料的縮裂，使循環(huán)冷再生混合料使用壽命得以延長(zhǎng)，達(dá)到可持續(xù)使用的目的。

4 水穩(wěn)特性研究

為考察循環(huán)冷再生水泥穩(wěn)定碎石混合料的水穩(wěn)定性，本文采用動(dòng)水沖刷后混合料的質(zhì)量損失率進(jìn)行評(píng)價(jià)，并分別將加入外加劑和不加外加劑的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)分析。具體試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表5 改善前后干縮結(jié)果比較表

表6 動(dòng)水沖刷后混合料的質(zhì)量損失率

從表6中可以看出，雖然加入外加劑后，動(dòng)水沖刷的質(zhì)量損失率仍舊隨著循環(huán)冷再生次數(shù)的增加而增加，但已較不加外加劑前明顯降低。由此表明，在采取可持續(xù)技術(shù)措施之后，各個(gè)冷再生周期內(nèi)冷再生混合料的抗沖刷能力有了明顯改善，水穩(wěn)定性得以有效提高。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)循環(huán)冷再生水穩(wěn)基層混合料路用性能及其提高方法的試驗(yàn)研究，得到如下主要結(jié)論：

1)試驗(yàn)結(jié)果證明，聚丙烯纖維及膨脹劑的最佳摻量為0.5‰及3‰。

2)通過對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層可持續(xù)性能的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，加入外加劑后，混合料在循環(huán)冷再生過程中，其力學(xué)特性、收縮特性、水穩(wěn)特性等各項(xiàng)性能指標(biāo)雖然依舊呈現(xiàn)出了衰減的趨勢(shì)，但與不加外加劑相比較，這種衰減的趨勢(shì)已得到了十分明顯的緩減。而且在冷再生循環(huán)末期，其各項(xiàng)性能指標(biāo)依然能夠滿足規(guī)范的使用要求，尤其是在收縮性能與抗水損性能方面，其改善作用明顯，完全能夠保障水穩(wěn)舊料的可持續(xù)使用。

[1] JTG F41—2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTG D50—2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JTG E51—2009，公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[4] 黃 磊.水泥乳化瀝青多次冷再生混合料的路用性能研究[J].中外公路，2013(10)：235-238.

[5] 高正全，吳雪柳，黃 磊.水穩(wěn)基層重復(fù)再生混合料干縮性能試驗(yàn)研究[J].山西建筑，2013，39(4)：98-100.

[6] 陳利東，黃 磊，吳雪柳.水穩(wěn)碎石基層混合料多次冷再生的路用性能衰變規(guī)律[J].公路與汽運(yùn)，2013(3)：115-118.

[7] 黃 磊，郝增恒，吳文軍.復(fù)合式冷再生基層在九路維修中的應(yīng)用[J].養(yǎng)護(hù)機(jī)械與施工技術(shù)，2014(5)：57-60.

[8] 艾賢臣，蘭 超.半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)性病害維修方案的探討[J].公路交通技術(shù),2008(1)：87-88.

[9] 拾方治,孫大權(quán),羅芳艷,等.泡沫瀝青—水泥穩(wěn)定碎石混合料物理力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[J].公路,2004(5)：142-146.

[10] 凌天清，李昌鑄，雷俊卿.中國西部地區(qū)公路自然氣候特征與筑路材料產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民交通出版社，2006.

On traffic performance of circulation cold regeneration mixture at cement stabilized base

Zhang Yuyu

(GuizhouRoadandBridgeGroupCo.,Ltd,Guiyang550001,China)

According to the orthogonal experiments, the paper identifies the reasonable mixture of cement, expansive agent, and fiber, researches the change rule, its shrinkage feature and water stability for the water stabilized cold regenerated mixture after adopting the additive agent, so as to improve the traffic performance of the mixture, and realize the multiple circulation regeneration and utility of the water stabilized materials.

cement stabilized macadam foundation, additive agent, mixture volume, compressive strength, water stability

1009-6825(2016)05-0119-03

2015-12-03

張玉宇(1965- )，男，工程師

U214.1

A