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乳化沥青水稳碎石路用性能研究 [复制链接]

Lily0927
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发表于 2007-10-23 09:32 |只看楼主
摘要：水泥稳定碎石半刚性基层是我国常用的基层结构形式，但由于设计强度高易导致其开裂并形成面层反射裂缝，这导致了半刚性基层沥青路面较严重的水损害。通过大量室内试验，对比分析在水泥稳定碎石基层中掺加一定剂量乳化沥青后，基层材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量以及干缩性能的变化情况，研究在确保基层强度的前提下增加基层柔性及提高抗收缩性能的有效途径。Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    目前我国高速公路路面基层普遍采用强度高、稳定性好以及抗冲刷能力强的水泥稳定碎石，但半刚性基层易开裂并将在沥青面层形成反射裂缝，从而导致或加速路面的破坏。因此降低水泥剂量提高基层的抗收缩性能是目前减少面层反射裂缝的有效手段，但这必然降低了基层的抗压回弹模量。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    乳化沥青水泥稳定碎石是以水泥、乳化沥青和水共同为结合料，掺人到符合基层规范级配的碎石中，经拌合得到的混合料，是一种以水泥材料为主，形成水泥为连续相沥青为分散相的复合材料。利用沥青对碎石的胶结作用，在满足基层强度的前提下应可以降低水泥剂量，从而提高其抗裂性能，减少或延迟反射裂缝的出现。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    本文拟通过无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数指标来评价乳化沥青水泥稳定碎石的路用性能，并与同剂量的水稳碎石相比较。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
1原材料检验与集料级配 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    水泥采用P．O32．5水泥，石料采用石灰岩，乳化沥青采用慢裂快凝型。经试验检测，以上原材料各项指标均符合规范要求。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    集料级配是影响混合料性质的重要因素。本次试验的合成级配接近规范要求的中值级配，如表1所示。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
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发表于 2007-10-23 09:43 |只看楼主

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2路用性能试验 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
2．1无侧限抗压强度 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    根据文献[6]，试件尺寸为Φ150 mm*150 mm，每组9个平行试件，根据最佳含水量和最大干密度计算成型试件所需配料，静压成型试件，将试件放人标准养护间进行养护到相应龄期，抗压前一天将试件浸泡水中24 h。试验结果如图1所示。从两种混合料无侧限强度的试验结果可以得出如下结论：
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发表于 2007-10-23 09:44 |只看楼主

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1)水泥剂量是影响无侧限抗压强度的决定性因素，随着水泥剂量的增加，混合料的无侧限抗压强度不断增大；添加乳化沥青后，水泥剂量对强度的影响有所减弱。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (2)加入乳化沥青，混合料的无侧限抗压强度降低，乳化沥青剂量越多，降低越大；无侧限抗压强度的降低说明掺加乳化沥青可增强基层的柔性，但乳化沥青含量不宜过高，否则强度过低。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (3)乳化沥青水泥稳定碎石的早期强度不如水稳碎石，但随着龄期的增长。其强度增长幅度较水稳碎石大，到了60 d以后强度已经近水稳碎石，即随着乳化沥青水分的挥发，强度逐渐增长。Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
2．2劈裂强度 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    劈裂强度试验按照水稳碎石基层的相关标准进行，试验结果如图2所示。
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从图2中可以看出： Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (1)在水泥剂量相同时，加人不同剂量的乳化沥青，对混合料的劈裂强度影响不大；但较低的乳化沥青含量对强度形成还是有利的，也是经济的。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (2)水稳混合料及乳化沥青水稳混合料的劈裂强度都随着水泥剂量的增大而增强，随着龄期的增长有所增长。Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
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发表于 2007-10-23 09:48 |只看楼主

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2．3抗压回弹模量比较 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    抗压回弹模量是反映路面材料力学性质的重要指标，体现了混合料的应力应变特性，室内抗压回弹模量试验方法采用顶面法．试验
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结果如图3所示。Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
从图3中可以看出：加入乳化沥青后，混合料的抗压回弹模量降低，并且乳化沥青剂量增加的越多，抗压回弹模量降低的越大。这表明水泥稳定碎石混合料中加入乳化沥青有助于降低基层刚度，增强其柔性，从而改变路面结构的受力特性。图4则表明两种混合料抗压回弹模量均随龄期增长而增长，不加乳化沥青增长幅度较大，随着乳化沥青的增加，增长变慢，说明强度形成需要乳化沥青充分破乳。
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2．4干缩系数比较 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    试验采用10 CmxlO cmx40 cm的小梁试件，养生龄期为7 d，养生完毕后在试件上贴上电阻应变片，利用电测法测定干缩系数。试验中环境温度箱的设定温度为+40℃，读取应变值的时间分别为0、2、4、8、12、24、48 h，在读取应变值的同时，通过称量同处在环境箱中配比相同未贴应变片试件的质量测定试件含水量的变化情况。混合料的干缩应变见图5。
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图5中可以看出，各种混合料的干缩应变均随着时间的增长而增大，混和料中掺人乳化沥青后，干缩应变降低比较明显。平均干缩系数是混合料抗干缩性能的重要指标，能反映混合料的抗干缩性能，各混合料对应平均干缩系数见图6。
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可以明显地看出，随着水泥剂量增大，最大干缩应变和平均干缩系数都显著增加；而随着乳化沥青的加人，各种混合料的最大干缩应变和平均干缩系数都显著降低，抗干缩性能明显提高。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
3结论 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (1)水泥是水泥稳定碎石混合料刚度和干缩性能的决定性因素，水泥剂量越高，混合料的刚度越大，干缩性能越差。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (2)乳化沥青水泥稳定碎石的抗压回弹模量较相同水泥剂量的水泥稳定碎石降低明显，并且加入的乳化沥青越多，抗压回弹模量降低越大。说明加入乳化沥青后，混合料的刚度降低，更具柔性。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (3)干缩试验说明各种混合料的抗干缩性能在加入乳化沥青后都有不同程度的提高，相同水泥剂量的情况下，加入乳化沥青越多，混合料的干缩应变和干缩系数减小越多。 Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
    (4)比起传统的水泥稳定碎石，乳化沥青水泥稳定碎石具有刚度较低，抗干缩性能强的特点，可有效减少基层的开裂。Ù{é½ZÙh |bbs.3c3t.comü\ ðND÷I
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