瀝青路面的油包、波浪轍是當(dāng)前柔性路面的主要病害之一。由于國產(chǎn)瀝青的熱穩(wěn)定性差,在夏季高溫的情況下,極易出現(xiàn)泛油、或油層推移形成油包、波浪的情況。從而影響路面的平整度和使用效果。因此改善瀝青混合料的溫度穩(wěn)定性是當(dāng)前提高瀝青路面使用質(zhì)量的主要途徑之一。因為瀝青混合料作為路面建筑材料,它的最大問題是與溫度有關(guān)的強度、形變性和流變性隨溫度變化。
為減輕溫度對瀝青混合料性能的影響,提高瀝青混合料的溫度穩(wěn)定性、加水穩(wěn)定性,當(dāng)陽市公路段從2006年1月份開始采用在瀝青混合料中加入外摻材料――水泥沙漿的實驗研究。獲得了理想的效果。
根據(jù)試驗成果,我段于2006年4月28日到7月28日在我市漢宜線K292-K295路段鋪筑了1.5km瀝青、水泥砂漿礫石混合料實驗路。
1、試驗分析
從2006年1月開始的試驗和路面試用中,我們采用了一些原材料:①硅酸鹽水泥(325號);②水泥砂漿配比:水泥:砂=1:2;③水灰比:0.75;④石油瀝青(200號);⑤礫石(0.5cm-2.0cm)。
我們先把不同配比的瀝青混合料加熱拌和至75℃,再把不同配比的水泥砂漿加入其中,而后再拌60s,然后做成6組18個試件。保存在空氣中噴水養(yǎng)生7d后,再用60℃熱水浸泡48h,然后在馬歇爾試驗機上進行抗壓試驗。
試驗結(jié)果表明:這種新型瀝青、水泥砂漿礫石混合料在水泥砂漿含量為8%,瀝青含量為5%,水泥用量為3%時的穩(wěn)定性和強度為最好,它與沒有摻水泥砂漿的普通瀝青混合料試件對比,強度和穩(wěn)定性平均提高了2.4倍。一般沒摻水泥砂漿的100號瀝青混合料試件,經(jīng)60℃熱水浸泡45h后多數(shù)泡散無法試壓。
顯而易見,高溫下,水泥砂漿承擔(dān)了瀝青水泥砂漿混合料的極大部分表面應(yīng)力。實驗觀察發(fā)現(xiàn),由于水泥砂漿充滿了瀝青混合料的孔隙。其新生的水泥砂漿結(jié)晶體穿過瀝青膜與礦料牢牢地結(jié)合在一起。因此,這種新結(jié)構(gòu)極大地改善了瀝青混合料與溫度有關(guān)的所有性能,即高溫時具有很高的抗剪穩(wěn)定性;同時又具有很好的水穩(wěn)性。因為試驗表明,當(dāng)混合料中的水泥砂漿含量為10%的時候,瀝青―水泥砂漿混合料試件的強度實際上已不受充斥于孔隙中水的影響了。同時試驗觀察發(fā)現(xiàn),由于水泥砂漿結(jié)晶體穿過瀝青膜,與礫石料緊密結(jié)合在一起,形成柔性空間網(wǎng),有助于減少整個混合體的剛性和提高低溫時候的彈性,因此,瀝青水泥砂漿混合體的抗裂穩(wěn)定性就比普通瀝青混合料的抗裂穩(wěn)定性高。特別當(dāng)瀝青含量為最佳的時候更是這樣。試驗結(jié)果同時還表明:瀝青水泥砂漿混合料的溫度膨脹系數(shù)比普通瀝青混合料要低25%,因而這種新結(jié)構(gòu)瀝青混合料與溫度有關(guān)的強度、形變性和流變性都得到了很大的改善提高。
2、施工
當(dāng)陽市公路段從2006年4月28日到2006年7月17日在漢宜線K292-K295路段鋪筑了瀝青、水泥砂漿礫石雙層表處試驗路1.5km?;鶎訛樗嗟[石結(jié)構(gòu)。雙層表處所用瀝青、水泥砂漿碎石混合料是用JQ5.00型拌和機拌制的。
瀝青、水泥砂漿碎石混合料的壓實厚度為:主油層9.5cm,罩面層1.5cm。
其組成比例為:①礫石(0.5cm-2.0cm),87%;②水泥砂漿:水泥:砂=1:2.8%;③石油瀝青(200號)主油層4%,罩面層5%;④水灰比:0.75;⑤水泥用量:3%。
拌制程序是先把礫石料與150℃瀝青拌和,隨后再加入已拌和好的水泥砂漿,再攪拌60s后再出料。拌和出料溫度僅在8℃-90℃之間。但因為瀝青經(jīng)發(fā)泡處理,水泥砂漿所含水分起潤滑作用。因此瀝青、水泥砂漿碎石混合料仍具有良好的攤鋪性和壓實性。
該試驗路段采用振動壓路機碾壓后即放開讓行車碾壓密實。
經(jīng)過對試驗路段的實地觀察,這種新結(jié)構(gòu)的路用熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性都很好。
例如:在2006年4月28日在漢宜線K292+50~K295+500路段所鋪瀝青、水泥砂漿碎石混合料鋪完后即遇連續(xù)3d陰雨,但試驗路段雨后仍保持完好狀態(tài)。而與此同時,前一天所鋪的油石比相同的普通瀝青表處路段卻被雨水、行車所損壞。
路用實踐和試驗都說明了由于水泥砂漿充滿了瀝青混合料的空隙,新生成的水泥砂漿結(jié)晶體穿過瀝青膜與礦料牢牢結(jié)合在一起而極大地提高了路面的防水系數(shù)。
同時,我段漢宜線K292+50~K295路段所鋪1.5km試驗路段經(jīng)過2007年7月持續(xù)36℃以上高溫氣候的使用后,經(jīng)與同期所鋪筑的普通瀝青表處路段對比觀察發(fā)現(xiàn),普通瀝青表處路段因瀝青熱穩(wěn)定性差等各種因素影響,已全面發(fā)生波浪、油包,而相同油石比的瀝青、水泥砂漿瀝青試驗路段無一處波浪、油包。路用實踐與試驗都表明瀝青、水泥砂漿碎石混合料路面的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于普通瀝青碎石路面。
3、結(jié)論
瀝青、水泥砂漿、碎石混合料路面新結(jié)構(gòu),通過試驗和路用實踐,都充分說明了這是一種有效的新型筑路材料。這種新結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是極大地改善了普通瀝青混合料與溫度有關(guān)的所有性能,高溫?zé)崽鞎r具有很高的強度和抗剪穩(wěn)定性。低溫多雨氣候下,又具有很好的抗裂防水穩(wěn)定性。低溫多雨氣候下,又具有很好的抗裂防水穩(wěn)定性。從而提高了瀝青路面質(zhì)量,延長了路面使用壽命。同時還由于這種新結(jié)構(gòu)路面少用了瀝青,
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