乳化沥青半刚性材料在路面结构中的应用.研究

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1、第一章绪论2一应提高其抗弯拉强度，为此需要增加水泥用量，试验路结果表明，当将水泥质量分数增加为6％以后，尽管采用了乳化橡胶沥青，仍未解决提高水泥用量造成的矛盾，发生了严重的横向和疲劳裂缝。后来有人根据复合材料结构和性能关系理论，为解决C—E嘲在水泥用量和刚度及疲劳性能之间的矛盾，提出了以橡胶沥青预裹粗集料为分散相，水泥砂浆为连续相的三层嵌套模型，探索了相应的工艺，开发出了乳化(橡胶)沥青水泥混凝土复合材料。在上世纪70年代，泡沫沥青主要作为劣质路面材料的稳定剂，Bowering和Martin等人在这方面

2、进行了详细的研究。80年代早期，美国对采用泡沫沥青作稳定剂和粘结剂进行了研究。挪威从1983年开始采用冷再生技术，至1997年采用这一方法进行道路维修的数量达180万m2。20世纪90年代后，泡沫沥青的研究再次引起人们的兴趣，许多公路部门也采用它作为稳定剂或再生剂进行试验和研究。澳大利亚和南非在这方面进行了一系列研究，南非于1998年提出了泡沫沥青混合料设计方法。现在，泡沫沥青在许多国家和地区(包括南非、澳大利亚、加拿大、墨西哥、荷兰、挪威、芬兰、中东地区等)得到了应用。1．3论文的主要研究内容本论文在

3、参阅国内外研究成果的基础上，结合现有的试验条件，通过大量试验，利用复合材料原理，从路用性能、微观结构、综合效益等几个方面深入研究了乳化沥青半刚性材料的相关特性。主要研究内容如下：1．3．1乳化沥青半刚性材料的力学性能研究(1)乳化沥青半刚性材料成型方法、配合比及力学性能试验；(2)乳化沥青水泥粉煤灰稳定土的力学性能研究：(3)乳化沥青水泥稳定土的力学性能研究；1．3．2乳化沥青半刚性材料的水稳性、冰冻稳定性和耐磨性研究。(1)乳化沥青的两种半刚性材料的水稳性、冰冻稳定性和耐磨性研究；(2)综合分析了乳化

4、沥青半刚性材料的水稳性、冰冻稳定性和耐磨性的各种因素。1．3．3乳化沥青半刚性材料的收缩特性研究。1．3．4乳化沥青半刚性材料的综合效益分析。第_二章乳化沥青半刚性材料的力学特性研究第二章乳化沥青半刚性材料的力学特性研究3一基层承受车轮荷载的反复作用，残余变形小，其变形大小主要取决于基层材料本身的强度和刚度。本论文通过对3种不同类型半刚性材料的不同组合、不同龄期的条件下进行试验，得到了材料强度和刚度随组合、龄期变化而变化的规律及各相关参数之间的关系。2．1乳化沥青半刚性材料成型方法、配合比及力学性能试验

5、2．1．1原材料试验(1)乳化沥青乳化沥青是沥青(石油沥青、煤沥青)经机械作用，呈现为细小的微滴状态分散于含有表面活性物质(乳化剂一稳定剂)的水溶液之中，形成水包油状的沥青乳液。在拌制混合料时，便于乳液的拌和和摊铺，需要乳液慢速地分解破乳，所以采用慢裂型沥青乳液。而用其他类型的沥青乳液，由于乳液破乳速度较快，在拌和过程中在骨料未拌匀时，乳液即可能发生分解，而待施工时，混合料常常发生结硬或聚团现象。试验采用的乳化沥青为慢裂快凝型阳离子乳化沥青，其技术性质参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ05

6、2．2000)q]有关方法进行检验，各项指标均符合要求，结果见表2．1。表2．1慢裂快凝型阳离子乳化沥青技术性质Table2．1Thetechnicalqualityofslowcrackandrapidseteationticemulsionasphalt检测项目技术指标检测数据结果破乳速度慢裂粒子电荷+1．18ram筛上剩余量，％50．10．04，0．060．05标准粘度，s12～6017，17蒸发残留物含量，％之6060．O，60．260．1蒸发残留物针入度，0．1mm45"-15067，6968

7、蒸发残留物15"C延度，cm>4064，6866溶解度(三氯乙烯)，％>97．598．3，98．598．4第二章乳化沥青半刚性材料的力学特性研究储存稳定性(Id)，％S1O．2，O．40．3储存稳定性(5d)。％§0．8，1．21．04一(2)水泥试验采用的水泥是重庆某水泥厂生产的32．5级(原425)普通硅酸盐水泥，表观密度为3．10咖m3，堆积密度为1．69／cm3，比表面积为3000cmVg，标准稠度用水量为26．6％，3天抗折强度为3．2MPa，抗压强度为21．3MPa；28天抗折强度为9．92

8、MPa，抗压强度为37．6MPa。其熟料组成见表2．2(厂家提供)，基本性能试验结果见表2．3。表2．2水泥熟料组成Table2．2Thecomposeofcementclinker矿物名称含量(％)矿物名称含量(％)C3S48．3CaOO．2C2S26．1K200．08C3A12．5Na200．05c小譬lO．4S031．9MgOO．5表2．3水泥的基本性能试验结果Table2．3Thebasicperformancetestresult