劉松濤

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

瀝青混合料水穩(wěn)定性改善措施研究

劉松濤

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

采用摻加消石灰與抗剝落劑的方法,對(duì)水穩(wěn)定性不佳的瀝青混合料進(jìn)行了改善。結(jié)果表明,只有消石灰摻加量達(dá)到礦粉質(zhì)量的 30%以上,瀝青混合料水穩(wěn)定性才能有較大提高。單獨(dú)摻加抗剝落劑改善效果不佳,但是其與消石灰的搭配使用將可以大幅度改善瀝青混合料性能。

瀝青混合料;水穩(wěn)定性;消石灰;抗剝落劑

2010-10-19

隨著交通量的迅速增長(zhǎng)以及超載超壓現(xiàn)象的出現(xiàn),近年來(lái)在全國(guó)各地,許多路面在通車1～2年甚至更短的時(shí)間內(nèi)就發(fā)生大面積的破損,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。分析影響瀝青混合料性能的因素可以看到,盡管有眾多因素對(duì)瀝青路面的早期損壞有影響,水仍然是路面性能衰減的主要因素。在交通動(dòng)荷載作用下,由于真空作用路面上的水將很容易進(jìn)入到混合料內(nèi)部。這時(shí),瀝青路面在水的作用下會(huì)造成多種損壞：如表面層的坑洞,局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變,唧漿,嚴(yán)重的轍槽等?？梢哉f(shuō),因?yàn)樗a(chǎn)生的早期損壞給我國(guó)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,也給公路行業(yè)造成了不良的社會(huì)影響。針對(duì)水穩(wěn)定性不佳的瀝青混合料,提出多種改善措施,以改善其使用性能。

1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 試驗(yàn)方法

我國(guó)的水穩(wěn)定性試驗(yàn)主要包括浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn),其中,凍融劈裂試驗(yàn)是簡(jiǎn)化的洛特曼試驗(yàn)方法。該方法采用凍融循環(huán)的方式來(lái)加速模擬自然條件下水對(duì)瀝青混合料的作用,試驗(yàn)將劈裂強(qiáng)度比T S R作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于該方法對(duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較好的區(qū)分性,本文的試驗(yàn)采用該方法驗(yàn)證瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

1.2 試驗(yàn)混合料組成設(shè)計(jì)

試驗(yàn)混合料級(jí)配見(jiàn)表1。試驗(yàn)用集料的粘附性見(jiàn)表 2。由表 2可知,由于集料與瀝青粘附性差,導(dǎo)致最終的凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比為 50.65%,不滿足規(guī)范大于 75%的要求。因此,摻入不同質(zhì)量的消石灰和抗剝落劑,以改善其水穩(wěn)定性。

表1 AC-16瀝青混合料礦料級(jí)配組成及要求

表2 試驗(yàn)集料粘附性

2 不同處置措施下瀝青混合料水穩(wěn)定性分析

2.1 消石灰

在瀝青混合料拌和過(guò)程中摻入 20%、30%、40%礦粉質(zhì)量的消石灰,替代部分礦粉。最終結(jié)果見(jiàn)表 3與圖1。

圖1 摻入消石灰后瀝青混合料劈裂強(qiáng)度比

表3 摻入生石灰瀝青混合料凍融劈裂性能

由圖1可知,隨著消石灰摻加量的增大,瀝青混合料水穩(wěn)定性有較大提高。研究表明,堿性的消石灰能活化酸性集料的表面,增強(qiáng)瀝青與集料間的粘結(jié)力,從而改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性。由試驗(yàn)可知,摻入 20%和 30%消石灰盡管對(duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性有一定提高,但是依然不能滿足要求。只有將 40%的礦粉替代為消石灰,瀝青混合料水穩(wěn)定性才有較好的改善。

2.1 抗剝落劑

在瀝青混合料中摻入0.3%的抗剝落劑(0.3%為瀝青質(zhì)量的0.3%)。最終結(jié)果見(jiàn)表 4?？梢钥吹?單獨(dú)摻加抗剝落劑的改善效果不佳。因此,同時(shí)摻加抗剝落劑與消石灰,結(jié)果也見(jiàn)表 4。結(jié)果顯示,摻入 20%生石灰與0.3%抗剝落劑,瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較大提高。

總的來(lái)說(shuō),40%的生石灰和 20%石灰 +0.3%抗剝落劑的改善效果比較好。為考察摻入石灰和抗剝落劑對(duì)其他性能的影響,特對(duì)在這兩種改善方式下的低溫性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表 5。

表4 摻入抗剝落劑瀝青混合料凍融劈裂性能

表5 摻入瀝青混合料低溫性能

由上表可知,當(dāng)對(duì)混合料進(jìn)行生石灰和抗剝落劑的雙重改善后,會(huì)在一定程度上損害瀝青混合料的低溫性能,同時(shí),雙重改善也會(huì)增加工程費(fèi)用。當(dāng)只進(jìn)行 40%生石灰的改善時(shí),盡管低溫性能較未改善有一定的下降,但仍在可接受的范圍內(nèi)。

3 結(jié) 論

總的來(lái)說(shuō),消石灰與抗剝落劑都可以在一定程度上改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō),可以得到以下結(jié)論。

(1)將 40%的礦粉用消石灰替代,可以大幅度改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性,同時(shí)低溫性能也能滿足規(guī)范要求。

(2)單獨(dú)添加抗剝落劑,對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性改善效果不佳。同時(shí)摻加部分消石灰和抗剝落劑,可以很好的起到改善作用。

(3)對(duì)于水穩(wěn)定性不佳的瀝青混合料,推薦采用摻加消石灰的方法進(jìn)行改善。

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1008-3383(2010)12-0030-02