水泥对泡沫沥青混合料性能影响分析.pdf

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1、2013年第5期广东公路交通GuangDongGongLuJiaoTong总第128期文章编号：1671—7619(2013)05—0039一O5水泥对泡沫沥青混合料性能影响分析张兰峰(广东交通职业技术学院，广州510650)摘要：为了研究水泥用量对泡沫沥青混合料强度与疲劳特性的影响，对不同水泥用量(0％、1％、1．5％、2％、2．5％、3％)的泡沫沥青混合料进行干、湿劈裂强度试验。通过控制应力加载方式，变化应力比进行疲劳试验。试验结果表明：增加水泥用量对干、湿劈裂强度有明显的提高作用。添加多于2

2、％的水泥会降低材料抗疲劳性能，建议水泥用量不超过2％。考虑到泡沫沥青混合料强度要求，需要加入水泥用量至少为1．5％。关键词：发泡特性；水泥用量；劈裂强度；疲劳试验；疲劳寿命中图分类号：15414．75文献标识码：B0引言度和发泡用水量，试验结果如表2。在高速公路基层的泡沫沥青混合料常加入水表2沥青发泡特性数据表泥作为稳定剂以增加材料强度，提高抗变形及抗疲劳性能，形成强度高的柔性路面结构层。在进行泡沫沥青冷再生时，加入水泥，经适当施工处理后，旧路面材料颗粒间相互粘结，形成一种低水泥剂量的结构层，使结

3、构层承重能力提高。但加入水泥作为稳定剂时，有可能使基层结构出现龟裂。本文主要研究水泥对泡沫沥青混合料强度和疲劳性能的影响，从而确定水泥的合理用量。1泡沫沥青混合料原材料试验1．1沥青技术性质本试验泡沫沥青再生混合料的发泡沥青采用使用壳牌70石油沥青。各项技术要求见表1。表170石油沥青技术要求用水量(％)图1160℃沥青发泡特性图在泡沫沥青发泡过程中，随着用水量的增加，泡沫沥青膨胀率增加、半衰期减少。最佳含水量通过两条曲线的交点确定。根据国外研究成果，1．2沥青发泡特性结果膨胀率>10，半衰期>1

4、2s是被普遍接受的条本试验利用德国维特根公司的wLB10试验件⋯。170oC时沥青的膨胀率为9—17，半衰期仅发泡机70沥青进行了发泡试验，选择3个发泡温为5～8s；150~C时膨胀率为16～24，而半衰期仅为度150~C、160℃、170℃，每种温度下加水量定为4～8s；160oC时膨胀率为l3～24，半衰期为8～1％、2％、3％、4％(相对于沥青的质量分数)，其中15s。相比而言，160~C温度条件下可以获得较为理水压力2．5kPa，沥青压力0．4MPa，以确定发泡温想的沥青发泡效果，因此，研

5、究中确定沥青的发泡作者简介：张兰峰(1982一)，硕士研究生，长安大学道路与铁道专业在读博士。E-mail：zl~ng998@163．com．·39·2013年第5期广东公路交通总第128期温度为160~C，发泡用水量为2．7％，相应的膨胀率试验试样需要在饱水状态下，在25~C水中放置为19，半衰期为12s。24h。试验结果如表4所示。1．3集料组成表4劈裂试验结果数据表本次试验所用的原材料包括铣刨料(RAP)、新集料、水泥、矿粉、壳牌70沥青。依据要求对铣刨料、新集料、水泥和矿粉进行了筛分试验。

6、旧路面回收沥青路面材料，RAP1规格为0～9．5ram回收沥青再生料，RAP2规格为为9．5～31．5mm回收沥青再生料。细料含量是泡沫沥青混合料设计中的重要参数，细料含量缺乏，尤其是0．075mm通过率不足，则无法用泡沫沥青进行稳定。所以，0．075mm通过率应不小于5％。借鉴以前泡沫沥以上试验结果表明在不添加水泥的情况下，青混合料设计和实践经验，选定级配见表3。泡沫沥青混合料的干、湿ITS都较小，且浸水后劈裂强度损失较大，水稳定性不良。增加沥青含量表3泡沫沥青混合料集料级配(单位：通过率％)对

7、干、湿劈裂强度的增加作用都不大，这样强度的泡沫沥青混合料不适合铺筑路面基层。根据ARRB专家建议干燥和浸水试件的间接抗拉强度至少应分别为200kPa和100kPa。2．2添加水泥泡沫沥青混合料在不添加水泥的情况下，水稳定性能较差的泡沫沥青混合料难以应用到重载交通量下的高等级公路基层，所以泡沫沥青混合料中必须添加一定量的水泥，以增加其强度和水稳定性J。在不同水泥用量下(0％、1％、1．5％、2％、2．5％、3％)，进行25~C干湿劈裂强度试验，结果如表5所示。表5不同水泥用量干湿劈裂强度试验结果1．

8、4试样制备上述级配集料与设计用量泡沫沥青混合后，材料装人马歇尔试模，双面击实75次。为了得到合适的压实度，在添加泡沫沥青之前需要湿润集料，泡沫沥青混合料中如果加入少量活性填料水泥，需要在添加泡沫沥青至少4h之前加入设计用量水J。试件击实成型后，在40~(2下养护72h，之后将其取出在室温下冷却24h，试件冷却后，从试模中取出试件。加人活性填料水泥的泡沫沥青混合料试件需要放到湿度为95％一100％，温度25℃的养护室内，养生7d。养护完成后，将试件冷却至室温，再从试模中取出试件。2劈