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乳化瀝青混合料應用效應研究
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乳化瀝青混合料應用效應研究
2022年09月07日    閱讀量:15127    新聞來源:《道路工程》2020年第9期  |  投稿

摘 要

近年來,隨著我國經濟的快速發展,公路建設取得了矚目的成績,但是現有的瀝青路面中經常會遇到路面裂縫、車轍、坑槽、松散、剝落等病害,這些病害大大的影響了行車安全性,而且還使路面的使用壽命降,為此本文研究對乳化瀝青混合料的級配、最佳含水量、水泥摻量及水泥標號進行研究,并對其應用效應進行研究。


關鍵詞 乳化劑 | 瀝青 | 冷再生 | 效應


隨著我國經濟的快速發展,道路工程也得到了飛速的發展,同時伴隨著建設規模增大也給社會帶來了環保、能耗等嚴重問題,并且隨著運輸負擔的加劇,也常常導致路面破壞,其中,以瀝青高速公路的破壞情況最為嚴重。如何在建設的過程中控制住這些,顯得尤為重要,目前工程中運用比較多是一種乳化冷再生瀝青混凝土再生技術,該技術的做法是將原舊瀝青路面先銑刨,然后將銑刨的瀝青路面運至拌和廠,在將舊瀝青充分的破碎、篩分,然后在測定舊路面中瀝青含量、老化程度及集料級配等指標,最后摻入一定數量的新集料、乳化瀝青、水泥、水等,經特種拌和設備進行常溫拌和,由攤鋪機進行常溫鋪筑,最終形成路面面層結構層的一種再生技術瀝青網sinoasphalt.com。


20世紀初,乳化瀝青技術剛剛發展,主要是用過噴灑的方式運用到道路工程中去,以減少灰塵,到了20世紀60年代,陽離子乳化瀝青技術標準的修訂在被日本瀝青協會通過,這一舉措進一步推廣和應用了陽離子乳化瀝青,陰離子乳化瀝青也因此逐步被取代,我國運用乳化瀝青混合料的時間相對較晚,從1935年的首次運用到21世紀SBS改性乳化瀝青的推廣應用,我國乳化瀝青的技術還不是很成熟。


為此本文通過試驗研究不同乳化瀝青含量、不同水泥劑量以及不同水泥標號等參數對乳化瀝青冷再生混合料水穩定性、強度、最佳含水率的影響,并對其應用效應做簡要分析,本文旨在為后續相關研究提供參考。


材料

集料

本次試驗采用的集料主要為輝綠巖,各項基本性能指標如下表1所示,通過表可以發現各項性能均滿足質量要求。

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礦粉

本實驗采用石灰巖礦粉,各項基本性能指標均滿足《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)要求,如表2所示。

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水泥

本試驗水泥采用普通硅酸鹽P.O42.5水泥,對水泥的各項基本性能進行試驗,其結果如表3所示。

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乳化瀝青


本實驗所用乳化瀝青特種復合改性乳化瀝青,主要用于超粘磨耗層,樣品顏色為黑褐色液體,對其各項指標進行檢測,檢測結果如表4所示,結果顯示各項指標均滿足技術指標要求。

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本試驗采用以上基本材料制備乳化瀝青混合料。


參數確定

級配設計


在工程當中,為了使乳化瀝青能滿足工程的需要,一般都會在混合料中添加一定比例的新料。本試驗中為了分析集料集配情況,將新舊料定為3∶9,2∶8,1∶9三種不同的比例來進行合成,具體的篩分結果如表5所示。

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從表5中做曲線分析,如圖1所示,可以發現,當新舊集料比例配置為2∶8的混合料進行配置是,其曲線和中值曲線基本重合,而按1:9和3:7新舊集料比例配置的混合料,其兩者的曲線雖然處于規范值的上下值之間,但與中值得差距較大,說明2:8情況下的新舊集料配比更能形成密實的嵌體結構。

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最佳含水量和水泥摻和量及標號的確定


為了確定混合料的最佳含水量,本次試驗分別采用不同含量的水泥,包括0%PO42.5;1%PO42.5;2%PO42.5;2%42.5R;2%52.5R,并將乳化瀝青的量定為4%,對這五中不同含量及不同類型的水泥進行試驗,從而確定最佳含水量。主要分析其含水率與干密度的情況,具體如圖2所示。

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從圖2可以發現,與未摻和水泥相比,當冷再生混合料分別摻和1%PO42.5、2%PO42.5、2%42.5R和2%52.5R的水泥時,其最佳含水量提高了5.1%、12.2%、15.5%,并且其最大干密度分別提高了0.8%、1.2%、2.2%、2.25%、16.4%。同時隨著水泥摻和量的不斷提高,混合料的最佳含水量與最大干密度隨之增加。當標號不一樣時,42.5R與52.5R的摻和水泥量雖然一致,但從曲線中可以發現,此時這兩者的最大干密度與最佳含水量均比其他標號的高,并且52.5R的最高,說明隨著水泥標號的提高,會使其性能得到提高。這主要是由于52.5R的水泥在于水發生水化反應時,其水化反應物質及產物均比低標號的水泥與水的水化反應,從而導致高標號的密實度增大,因此導致2%42.5R水泥摻和的混合料的最佳含水量比2%PO52.5R水泥摻和的混合料的最佳含水量低。


為了確定混合料的水泥慘合量及水泥標號,對上述五類水泥摻和量及標號進行力學試驗。試驗結果見下表6所示。

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從上表中我們可以發現對于PO42.5標號的水泥,隨著摻合量的增加,其混合料的劈裂強度隨之增加,并且當養護時間達到28天后,其劈裂強度增加的最為明顯;同時也可以發現對于相同慘合量下PO42.5、42.5R與52.5R三者之間,他們的混合料早起強度52.5R的最高為0.59Mpa,但當養護時間達到28天后,其強度差異為0.01-0.02之間,說明相同摻合量下,水泥的標號對混合料的強度作用不明顯。從綜合上考慮,選用2%PO42.5R的水泥較為合理。


瀝青用量最佳的確定


為了確定混合料中瀝青的最佳含量,本試驗選用了五中乳化瀝青摻量,分別為3.4%、3.7%、4.0%、4.3%、4.6%,試驗過程中出了瀝青參量的不同其余參數保證一致,具體試驗結果入表7所示。

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從上表中,可以發現,五中不同瀝青摻量下,其體積指數及劈強度相差不大,其中當摻合量為4%時,劈強度最大,因此確定瀝青的最佳摻量為4%。


實際運用


根據上述試驗結果,選定混合料配合比將集料放入料倉中進行制作,并將其運用到實際的工程中去,本工程主要采用KMA220冷再生設備進行拌和,在拌和的過程中確保乳化瀝青、水泥用量及水的比例;在運輸的過程中為了防止出現破乳現象,對運輸時間進行嚴格控制,做到隨拌隨用的程度;然后在進行攤鋪時,控制好攤鋪機的安裝調試工作,嚴控接縫,讓攤鋪機持續、緩慢的前進;在碾壓時,采用13T雙鋼輪壓路機進行兩次初壓,隨后用26T橡膠輪胎壓路機碾壓兩次,再采用13T雙鋼輪壓路機進行靜壓兩次;最后進行養護,在養護期間保持路面濕潤,同時禁止車輛行駛。以下圖片為本次工程施工時某一段道路圖片及某段道路施工完成后的圖片。通過實踐表明,采用乳化瀝青冷再生技術處理后所鋪設的道路大大減少了路面裂縫、車轍、坑槽、松散、剝落等病害。

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結語


通過實際工程案例證明乳化瀝青冷再生技術具有良好的經濟、環保等效益,本文主要是通過實際案例,乳化瀝青混合料的級配、最佳含水量、水泥摻量及水泥標號及應用效應進行研究。通過試驗,確定該案例公路的乳化瀝青冷再生混合料各項最佳配合比,在新舊集料配比中,當為2:8時為最佳新舊配比含量;在含水量中,當含水量為6.5%時為最佳含水率;對于瀝青含量,當瀝青含量為4%時為最佳瀝青含量;對于水泥,水泥標號為PO42.5,水泥摻合量為2%。最后通過施工應用,證明該項技術具有巨大的優越性,因此該項技術應廣為發展,同時關于乳化瀝青還有很多需要進一步進行研究和討論的地方,限于水平的局限,文中不當之處望同行們批評指正。

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標簽:綜合論文,技術中心,改性瀝青
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