温度及水对乳化沥青冷再生混合料性能的影响研究

温度及水对乳化沥青冷再生混合料性能的影响研究

温度及水对乳化沥青冷再生混合料性能的影响研究

摘要：通过室内试验研究，分析不同温度及水对乳化沥青冷再生混合料性能的影响，结果表明，温度及水对冷再生沥青混合料性能有着重要影响，应合理控制施工时间及做好排水和防水工作。

关键词：冷再生 水乳化沥青强度施工

Abstract: Through the laboratory test research, this paper analyzes different temperature and water cold regeneration of emulsified asphalt mixture the influence of performance, the results show that temperature and water cold regeneration of asphalt mixture have important influence on the performance, reasonable control construction time and should be well drainage and waterproof job.

Keywords: cool regenerated water, emulsion asphalt, strength, construction. 1前言

在常温条件下储存时，乳化沥青是具有良好流动性的液态悬浮混合物，即乳化沥青的颗粒在重力和表面电荷的排斥力共同作用下悬浮在水中。在沥青颗粒互相碰撞的过程中，也会出现少量的颗粒接触团聚的现象，但是，由于这种团聚现象出现的很少，不会影响乳化沥青的质量和使用效果。

乳化沥青与RAP料拌和时，由于乳化沥青颗粒表面的电荷与石料表面的电荷发生了中和反应，沥青颗粒的电荷没有完全消失，还没有牢固地结合成具有强度的沥青膜。这就是石料（包括回收料）和乳化沥青刚刚拌和成冷再生混合料时的状态。这种状态存在的时间长短，与集料的性质有关，更重要的是乳化沥青的类型和破乳速度。在采用慢裂慢凝的乳化沥青时，这一状态有时会保持几天时间。使用时可以通过调节乳化沥青的配方来调节这一过程的长短。在实际施工中，如果摊铺冷再生混合料后半小时内就下雨了，对沥青颗粒的粘结成型非常不利，而且混合料表面的部分沥青颗粒会被雨水冲走。

因此，研究温度和水等养生条件对乳化沥青冷再生混合料性能的影响有着重要的意义。

2原材料及配合比设计

（1）试验采用慢裂中凝乳化沥青，水泥为P42.5；

（2）集料：集料为添加适量石屑的铣刨料，筛分结果见表1所示。其中沥青路面铣刨料分为两组（粒径大于9.5mm和小于9.5mm）。

表1集料筛分结果

最佳含水量为6.2%，拌和水量为5%；

（3）试件的干劈裂强度为0.55Mpa，劈裂强度比为96.4%。

3性能影响因素分析

在强度形成过程中，温度、水、风、乳化沥青用量和破乳速度等都对其产生影响，温度越高、风力越大，乳化沥青破乳速度越快，水分蒸发越快，越有利于强度的形成。因此，试验从温度及水的因素考虑，研究不同养生条件对乳化沥青冷再生混合料的影响。

3.1温度对强度的影响

乳化沥青冷再生混合料的强度在不同的阶段差异很大，其形成要经过一个不断变化的过程。因此，不同时间段的强度指标十分重要。国外研究结果表明，乳化沥青冷再生的养生根据现场情况分析、温度及时间变化可分为以下四个阶段：

（1）施工现场路面养生1天的效果，即将试件放在25℃的鼓风烘箱中养生4h（编号1）；

（2）现场路面养生5～8天后的情况，即将试件置于25℃的鼓风烘箱中养生24h（编号2）；

（3）路面摊铺一个月以后的情况，即相当于脱模后，将试件置于60℃的鼓风烘箱中养生24h（编号3）；

（4）路面达到最终强度，即相当于脱模后，将试件置于60℃的鼓风烘箱中养生48h（编号4）。

按以上条件养生试件并测其稳定度值，同时增加在60℃的鼓风烘箱中养生40h，水中养生24h(标准养生方法)进行对比(编号5)，试验结果如表2及图1所示。

表2 不同养生条件下的稳定度值

图1 不同养生条件下的稳定度比较

通过以上结果及对图表的分析可知：

（1）25℃的鼓风烘箱中养生4h（编号1）的试件，强度最小，脱模后，将试件置于60℃的鼓风烘箱中养生48h（编号4）强度最高，变化过程同理论分析的路面养生过程一致，表明，研究方法能较好模拟乳化沥青冷再生混合料现场的实际情况。

（2）从图1中数据变化规律分析可知，施工五天后强度基本达到最终强度的75%左右，可基本满足通车要求，可是当开放交通。

（3）前两种养生条件对比表明，随着养生时间延长，强度逐渐增大；第二种与第三种养生方式对比，养生相同时间，在一定温度范围内，养生温度越高，强度越大；由养生条件五对比分析可知，水中的养生的试件稳定度有所削弱。

3.2水对强度的影响

由上节试验结果可知，水对乳化沥青冷再生混合料的强度有一定的影响，因此，采用以下试验方法进行试验，分析水对乳化沥青冷再生混合料强度的影响。

（1）对比不同用量乳化沥青：4.3%，4.8%，5.3%

（2）对比不同乳化沥青用量下的不同浸水条件：60℃烘箱养生后不浸水（编号1）；60℃烘箱养生后40℃浸水30min（编号2）；60℃烘箱养生后40℃浸水24h（编号3）

测量以上试验条件下马歇尔稳定度，试验结果见表3和图2所示。

表3 不同乳化沥青含量下的浸水稳定度和残留稳定度

图2不同乳化沥青含量下的浸水稳定度图3不同乳化沥青含量下的残留稳定度

通过以上结果及对图表的分析可知：

（1）由表中及图2结果数据分析可知，浸水条件下，试件的强度均不同程度的降低，表明，施工过程中，水分对乳化沥青冷再生路面的强度有较大影响，应尽量避免雨天施工，并做好路基的排水设施。

（2）由三种用量下的浸水时间长短比较可知，浸水时间越长，强度越低。因此，施工早期做好养生防护工作。

（3）在最佳乳化沥青用两下，强度及浸水强度均最大，因此，施工时应控制配合比设计，保证乳化沥青用量。

4结论

温度和水对乳化沥青冷再生混合料的强度形成有一定的影响：

（1）在一定温度范围内，养生相同时间，养生温度越高，乳化沥青冷再生混合料强度越大。因此，施工时应合理控制养生温度，避免冬季施工。

（2）浸水条件下，试件的强度均不同程度的降低。因此，施工过程中，水分对乳化沥青冷再生路面的强度有较大影响，应尽量避免雨天施工，并做好路基的排水设施。

（3）在最佳乳化沥青用两下，强度及浸水强度均最大，因此，施工时应控制配合比设计，保证乳化沥青用量。

主要参考文献

[1]王元勋，张文魁.日本路面废料再生利用技术指南[M].北京：人民交通出版社，1990，25～27;

[2]Cold-in-place Asphalt Cement Concrete Recycling.Iowa Department of Transportation,O-ctober3,2000,15～18;

[3]徐东,陈祥峰,郑南翔等.乳化沥青冷再生混合料配合比设计及性能分析. 广西大学学报(自然科学版)103～109;

[4]拾方治，马卫民.沥青路面再生技术手册[M].北京：人民交通出版社，2006，11～19;

[5] 中华人民共和国行业标准，《公路沥青路面再生技术规范》 JTJ F41-2008.北京：人民交通出版社，2008年。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

bbs.99jianzhu.com内容：建筑图纸、PDF/word 流程，表格，案例，最新,施工方案、工程书籍、建筑论文、合同表格、标准规范、CAD图纸等内容。