高温多雨条件下的再生混合料性能研究

高温多雨条件下的再生混合料性能研究 高温多雨条件下<的 再生混合料性能研究 义启贵 (广两壮族自治区桂东公路管理局,广西梧州543000) 摘要:结合广西壮族自治区旧沥青路面冷再生技术应用实例,研究高温多雨气候条 件下再生混合料的抗干缩性能和抗冲 刷性能,对类似工程的施工具有重要的参考价值. 关键词:公路工程;再生混合料;MTS试验平台;干缩;冲刷性能 中图分类号:U414文献标识码:B文章编号 DOI:10.386%.issn.1002—4786.2010.12.025 PropertiesofReclaimMixturesinHighTemperatureand RainyWeatherConditions YIQi—gui (GuidongHighwayAdministrationBureauofGuangxiZhuangAutonomousRegion,Wuzh ou543000,China) Abstract:Theanti—dryshrinkageandanti— erosionpropertiesofreclaimmixtureinthehighten— peratureandrainyweatherconditionsarestudiedcombinedwiththeapplicationexamplesof cold reclamationtechnologyfortheoldasphaltroadsurfaceinGuangxiZhuangAutonomousReg ion.Itis valuabletotheconstructionofthesimilarengineeringProjects. Keywords:highwayengineering;reclaimmixture;MTStestplatform;dryshrinkage;erosio n property 光值没有明显影响,但由于粒径小时粘结麻烦,制 件困难,故一般情况下推荐用10mul,15ram粒径制 作试件,只有当10rain,15ram粒径的石料取料发生 困难时,才用其他规格的石料制作试件:从橡胶块 与试块的接触来看,其影响基本呈线性.随着接触 长度的增加,摆值将逐渐增大,所以在用摆式仪测 摆值的时候,每测一次都要进行调节.要使滑块与 试块的接触长度为76cm 参考文献 f11JTJ058—94,公路工程集料试验规程『S1. [2】JTGE60—2008,公路路基路面现场测试规程『S1. [3]交通部沥青路面抗滑技术推广组.沥青路面抗 滑技术推广应用fR1.北京:交通部公路科学研究 所.1992. 『4]公路路面石料抗滑性能研究协作攻关组.公路 路面石料抗滑性能的研究总【R1.北京:交通部 公路科学研究所,1986. [5]魏春贵.测定粗集料磨光值操作中易出现的问 题分析及处理方法『J].北京交通管理干部学院, 2004,14(2):21—23. 『61刘清泉,王耀明,朱永山,等.石料磨光机及 其试验方法的改进.公路交通科技,2004,(2): 34—36. 『71刘洪辉,韩森,李波.国外沥青路面粗构造测 试方法及应用中外公路,2009,(2):66—68. 收稿日期:2010—03—04 裾(堪嬲?j尼卯a,lo忉囊?? 沥青路面冷再生技术是将旧沥青路面材料进行 破碎加工处理,需要时加入部分新骨料或细集料, 按比例加入一定剂量的再生剂和水,在自然的环境 温度下连续地完成材料的铣刨,破碎,添加,拌 和,摊铺及压实成型,重新形成结构层的一种施T 丁艺_1-2].冷再生技术因能够节省大量沥青,砂石等 原材料和工程总投资,并且能减少废旧沥青混合料 的堆放,保护环境,而逐渐受到人们的重视【2l.在 高温多雨的气候条件下,公路因干缩导致的裂缝破 坏.以及因冲刷而导致的水损坏频频发生_3_,因此 对高温多雨气候条件下的沥青再生混合料性能进行 研究是非常必要的. 1试验原材料 1.1再生粒料 采用广西壮族自治区内G324线岑溪至容县一 级公路旧路面经铣刨,人工清洗60ram沥青面层后 形成的外包沥青骨料,级配符合要求. 1.2水泥 采用广西北流海螺32.5#普通硅酸盐水泥,各 项指标均合格. 1.3水 采用桂东公路局试验室内的饮用水,经检测各 项指标均合格. 2试验方法 2.1试验分组 为了对比分析再生集料与新集料对高温多雨气 候条件下基层性能的影响,试验配置了三组不同成 分的混合料L100,L50及L0,其中L100是指全部采 用再生集料作为粗集料的水泥稳定混合料;L0全部 采用新集料:L50则采用再生集料和新集料各占一 半的比例.水泥比例通过试验确定为5%,水的用 量根据击实试验中的最佳含水量而定. 2.2干缩试验方法 干燥收缩简称干缩.是指水泥混凝土养护结束 后.在不饱和的空气中失去内部毛细孔和凝胶孔中 的吸附水而发生的不可逆收缩.其基本原理是由因 水分蒸发而产生的毛细管张力作用,吸附水及分子 间力作用,矿物晶体或凝胶体的层间水作用,碳化 脱水作用而引起的整体的宏观体积变化1. 本文依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规 程》(JTGE30—2005)中T0566水泥混凝土干缩试验 方法测试各组试件的干缩性能,具体方法如下:试 件尺寸为100mmx100mmx4OOmm,预埋铜头,试件 成型后放置在养护室中养护24h后拆模,然后 移至标准养护室中养护2d,接着取擦去其面水 分并用比长仪测量其初始长度,而后放人干缩养护 室中养护,从移人干缩室之El起计算,每隔7d~)nJJ定 试件长度,直至56d为止.各龄期的干缩应变按下 式计算: s 式中:初始测量读数(mm); ,—— 某龄期的测量读数(mm); ,J——试件有效长度(mm). 2.3冲刷试验方法 为了能够模拟道路基层在实际工作中受冲刷的 情况,本文利用MTS材料试验系统平台的加载和白 反馈控制系统实现施加作用力随试件高度变化的跟 踪调整.试验过程中,MTS压头向下作用对试件顶 面进行加载时,压头底面与试件顶面之间的细泥浆 被快速地挤出,这是模拟车轮荷载作用于路面上, 路面面层底面与基层顶面问的细泥浆被挤出的情 形:当MTS压头快速上升时,在压头底面与试件的 顶面之间形成负压,这种负压会将水迅速地吸人压 头底面与试件顶面之间,同时还会对试件顶面产生 "泵吸作用",即将试件顶面微结构中的细粒吸出并 将加载时冲击下来的细颗粒带起,这是模拟发生 冲刷时车轮经过后,路面面层回弹的冲刷状况. 冲刷试验条件具体为:作用力为0.5MPa,作用赫兹 定为10Hz,作用总时段取30min.图1所示为冲刷 试验装置. 图1冲刷试验装嚣 本文以冲刷率6作为评价冷再生材料抗冲刷性 能的指标.其公式为: 6:量!×100%—1贡量 3试验结果及机理分析 3.1干缩试验 干缩试验曲线图如图2所示 07142l2835424956 龄期(d) 图2于缩试验曲线图 从图2可以看lqJ,三种水泥稳定结合料的干缩 应变随着龄期的增长而不断增长.28d以前增长的 幅度较大,之后趋于平缓.而三者的干缩率从大到 小依次为LO>L50>LIO0,说明冷再生混合料具有良 好的抗干缩性能. 水泥稳定混合料的干燥收缩是由于其内部含水 量的变化而引起整体宏观体积收缩的现象,依次经受了毛细管张力作用,吸附水和分子间力作用及层 间水作用.由于水泥稳定材料为多孑L结构,水以各 种形式存在于其内部,有结构水(层间水,结晶水 L等),表面吸附水(结合水),毛细管水(包括材料内 部颗粒之间及胶结物和各种矿物团粒内部的孔隙间 的孔隙毛细水),这些水的蒸发会引起材料宏观上 的干燥收缩.再生材料与新集料相比,因为沥青的 存在使得其内部的毛细孔隙减少.甚至有一部分会 变成封闭孔隙.经过水泥稳定处治后.随着水化产 物的增加,其内部孔隙会进一步减少,使得冷再生 混合料内部的水分难以蒸发以致具有很好的抗干缩 性能. 3.2冲刷试验 对养生龄期为90d的三组试件进行30min的冲刷 试验,结果如图3所示 从图3中可以看出.随着时间的增加.各组混 合料的冲刷量都在增大,各组的冲刷量从大到小依 次为LO>L50>LIO0,且L50与LIO0之问的差距较L50 与L0要小,这说明水泥稳定旧沥青路面材料能够很 好地改善混合料的抗冲刷性能.这主要是因为旧沥 青结合料的作用.部分集料被沥青油膜包裹,使得 再生混合料内部的毛N-fL隙减少,甚至有一部分会 变成封闭孔隙.经过水泥稳定处治后,随着水化产 物的增加.其内部孔隙会进一步减少.从而影响了 水分向矿料表面的扩散,导致此种再生材料具有良 好的抗冲刷性能.这一点对于旧沥青路面材料的再 生利用具有很重要的现实意义,因为目前半刚性路 面的水损害是导致沥青路面的早期损坏的重要原 因之一嘲,而冷再生混合料恰恰克服了这一缺点. 4结语 4.1沥青的存在使得再生材料内部的毛细孔隙减 少,导致冷再生混合料内部的水分难以蒸发以致具 有很好的抗干缩性能. 4I2由于再生混合料中沥青对细集料的裹附作 用,使得毛N-fL减少,因而水泥稳定再生混合料具 有较好的抗冲刷性能. 参考文献 …刘峰,贾亚飞.冷再生技术施1二中水泥最佳剂 量分析『J1.辽宁科学学院,2008,(10):30— 32. 李伯顺,刘峰,何琳.冷再生材料抗冲刷性能 分析『J1.重庆建筑,2007,48(10):40—42. 『3]杨绍静,吴续浩,刘朝晖.广西南友高速公路 沥青路面结构设计的思考『J1_广西交通科技,2003, (6):16—18. 『41马丽媛,姚燕,田培.国内外混凝土的收缩性 能及抗裂性试验研究方法评述?.中国建材科技, 2000,(1):27—30. [5】朱云升,郭忠印,陈崇驹,等.半刚性基层材 料于缩和温缩特性试验研究fJ].公路,2006,(2): 145-147. f6]王丽.水泥为添加剂的沥青路面冷再生技术的 研究『D1.天津:河北工业大学,2003. 02030作者简介:义启贵(1977一),男,广西富川县人,工程师,主 冲刷时问()要从事公路桥梁的施工 ,管理与养护工作. 图3冲刷试验柱状图收稿日期:2010—03—31 TRANSPORTSTANDA~ITATION,A哪ec;鹄媳0 ?枷瑚???o加????m0