泡沫瀝青再生混合料強(qiáng)度性能研究.doc

泡沫瀝青再生混合料強(qiáng)度性能研究 羅紅梅，徐鵬， （長(zhǎng)江大學(xué)研究生學(xué)院湖北荊州湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院湖北武漢） 摘要：泡沫瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能是各國(guó)學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。在調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究成果及前期研究的基礎(chǔ)上，擬設(shè)計(jì)試驗(yàn)采取不同試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)條件對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料的強(qiáng)度進(jìn)行研究，為后續(xù)進(jìn)一步提高泡沫瀝青混合料力學(xué)性能提供依據(jù)，并為提出適合高等級(jí)公路路面改造項(xiàng)目泡沫瀝青廠拌冷再生設(shè)計(jì)與施工提供技術(shù)指南。 關(guān)鍵詞：泡沫瀝青；廠拌冷再生；干劈裂強(qiáng)度；穩(wěn)定性 ：U414：50745 根據(jù)公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范（）規(guī)定，廠拌冷再生是將回收的瀝青路面材料（）運(yùn)至拌和廠（場(chǎng)、站），經(jīng)破損、篩分，以一定的比例與新集料、瀝青類再生結(jié)合料、活性填料（水泥、石灰等）、水進(jìn)行常溫拌和，常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。 目前的研究表明，由于泡沫瀝青再生混合料組成材料的特殊性，其性能既不同于熱拌瀝青混合料，也不同于水泥穩(wěn)定類材料，表現(xiàn)為泡沫瀝青再生混合料強(qiáng)度和穩(wěn)定性將隨著時(shí)間顯著增長(zhǎng)，這是熱拌瀝青混合料所不具備的特性，但是后期強(qiáng)度和穩(wěn)定性卻顯著低于水泥穩(wěn)定類材料。影響泡沫瀝青混合料強(qiáng)度性能的因素有很多，本文就泡沫瀝青用量、細(xì)料和粉料的摻入量、拌合溫度等方面進(jìn)行研究。 泡沫瀝青用量對(duì)強(qiáng)度的影響 泡沫瀝青是在高溫條件下（一般為左右）的瀝青中加入少量的水（左右），由于水的急速氣化，使瀝青劇烈膨脹，發(fā)生”爆炸”產(chǎn)生大量泡沫，同時(shí)瀝青表面積迅速增大，體積膨脹數(shù)倍至十倍，在很短時(shí)間內(nèi)（約）瀝青又恢復(fù)原狀，由于瀝青膨脹形成大量泡沫，因此稱為泡沫瀝青。泡沫瀝青是泡沫瀝青混合料中最重要的粘結(jié)劑，合適的泡沫瀝青用量可以使得集料間達(dá)到最佳粘結(jié)效果，而適宜的發(fā)泡效果可以提高再生混合料的施工和易性，有助于泡沫瀝青再生混合料的強(qiáng)度形成。本節(jié)將討論泡沫瀝青用量對(duì)混合料強(qiáng)度的影響。 分別在瀝青用量、和下制備泡沫瀝青再生混合料，成型馬歇爾試件，并在烘箱中養(yǎng)護(hù)，然后測(cè)試其干劈裂強(qiáng)度，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表和圖所示。 由圖可見，在一定范圍內(nèi)，隨著泡沫瀝青用量的增加，劈裂強(qiáng)度增大；當(dāng)瀝青用量達(dá)到左右時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到峰值；繼續(xù)增加泡沫瀝青用量，劈裂強(qiáng)度逐漸降低。也就是說(shuō)，隨瀝青用量增加，劈裂強(qiáng)度存在峰值。 因?yàn)槿绻菽瓰r青用量太少，一部分細(xì)集料就不能被瀝青充分裹附，導(dǎo)致混合料的粘結(jié)力不足；而泡沫瀝青用量如果太多，過(guò)多的瀝青分散于再集料之間，反而形成一種潤(rùn)滑作用，也會(huì)導(dǎo)致混合料粘結(jié)力的下降。只有當(dāng)泡沫瀝青用量為最佳用量時(shí)，才能夠達(dá)到最佳粘結(jié)效果，達(dá)到強(qiáng)度的峰值。 細(xì)料與粉料對(duì)強(qiáng)度的影響 在泡沫瀝青冷再生料中，集料包括了路面銑刨料和新加集料兩部分。由于銑刨料是采用路面銑刨機(jī)械對(duì)舊瀝青面層進(jìn)行破碎、翻挖而形成的回收舊料，在銑刨料中多數(shù)細(xì)料以團(tuán)塊的形式存在，對(duì)再生混合料的初期強(qiáng)度貢獻(xiàn)較低，為了保證泡沫瀝青混合料的強(qiáng)度，調(diào)整再生料級(jí)配組成，需要加入一定數(shù)量的細(xì)料和粉料。 分別采用礦粉用量、和，細(xì)料摻量、和制備泡沫瀝青再生混合料，成型馬歇爾試件，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)測(cè)試，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。 圖和圖分別為細(xì)料和礦粉對(duì)泡沫瀝青再生混合料強(qiáng)度的影響。可見，當(dāng)細(xì)料用量適當(dāng)增加時(shí)，將提高泡沫瀝青混合料的強(qiáng)度，在細(xì)料用量左右，混合料強(qiáng)度達(dá)到其峰值；當(dāng)?shù)V粉用量適當(dāng)增加時(shí)，泡沫瀝青混合料的強(qiáng)度隨之增加，在礦粉用量左右，混合料強(qiáng)度達(dá)到其最大值。 這一結(jié)果驗(yàn)證了細(xì)料對(duì)再生料強(qiáng)度的作用。但是當(dāng)細(xì)集料和礦粉含量過(guò)高時(shí)，對(duì)再生料強(qiáng)度的貢獻(xiàn)減弱，甚至強(qiáng)度有下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)?，?dāng)細(xì)料或粉料過(guò)高時(shí)，混合料的比面積增大，導(dǎo)致瀝青用量相對(duì)不足。 集料拌和溫度對(duì)強(qiáng)度的影響 為了探討集料溫度對(duì)最終混合料強(qiáng)度的影響，將集料分別在、和下恒溫以上，然后制備泡沫瀝青混合料并成型試件，將試件在烘箱中恒溫后，測(cè)試其干劈裂強(qiáng)度，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。 由圖可見，當(dāng)集料拌和溫度由提高到時(shí)，泡沫瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度將顯著提高；溫度再提高到時(shí)，劈裂強(qiáng)度提高緩慢。由此說(shuō)明，在一定拌合溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的提高，泡沫瀝青混合料的強(qiáng)度顯著提高。因?yàn)楫?dāng)集料拌和溫度提高時(shí)，有利于改善泡沫瀝青在集料中的分散均勻性，發(fā)泡特性會(huì)愈好，從而提高混合料強(qiáng)度。 結(jié)論 泡沫瀝青再生混合料強(qiáng)度隨瀝青用量增加存在峰值，峰值點(diǎn)瀝青用量接近最佳泡沫瀝青用量；當(dāng)細(xì)料用量適當(dāng)增加時(shí)，將提高泡沫瀝青混合料的強(qiáng)度，在細(xì)料用量左右，混合料強(qiáng)度達(dá)到其最大值；當(dāng)?shù)V粉用量適當(dāng)增加時(shí)，泡沫瀝青混合料的強(qiáng)度隨之增加，在礦粉用量左右，混合料強(qiáng)度達(dá)到其最大值；集料拌和溫度提高時(shí)，有利于改善泡沫瀝青在集料中的分散均勻性，從而提高混合料強(qiáng)度。 另外，影響泡沫瀝青再生混合料強(qiáng)度性能的因素還有實(shí)驗(yàn)條件、含水量、消泡劑等，暫未作出研究，后續(xù)為改