路面基层厂拌冷再生混合料配合比设计与性能研究.pdf
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1、文章编号:():./.路面基层厂拌冷再生混合料配合比设计与性能研究崔鹏举(河南交投交通建设集团有限公司豫南分公司 漯河市)摘 要:为促进沥青路面铣刨废旧料的回收再利用探索厂拌冷再生混合料应用于路面基层的可行性通过击实试验确定再生混合料最佳含水量通过劈裂试验确定乳化沥青用量通过干缩试验、高温稳定性试验、水稳定性试验和无侧限抗压强度试验确定水泥掺量以及通过四点弯曲疲劳试验和半圆弯曲试验评价再生混合料的疲劳和抗裂性能 试验结果表明:厂拌冷再生混合料最佳外掺水量为.最佳乳化沥青掺量为.冷再生混合料干缩系数、动稳定度、无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而逐渐增大 水稳定性能在水泥掺量为.时最优 综合考虑各项
2、性能确定水泥最佳掺量为.关键词:路面基层厂拌冷再生配合比设计性能研究中图分类号:.文献标识码:引言随着服役年限增加早期建成的各等级公路普遍会出现路面老化等病害需要进行大中修养护对于养护过程产生大量的路面铣刨废料如何充分利用废旧铣刨料减少环境污染成为亟待解决的问题 乳化沥青厂拌冷再生技术是常用的废旧铣刨料再利用方法 该方法受环境影响较小便于控制质量废旧料利用率高达 以上综合成本相对较低诸多学者对乳化沥青冷再生技术开展了相关研究 郝林等研究了不同试件成型方法对于面层用乳化沥青冷再生混合料的空隙率、强度等性能的影响认为旋转压实成型方法效果最佳 户桂灵等通过 模型和 模型预估乳化沥青冷再生混合料的动态
3、模量 郭天星等针对影响乳化沥青冷再生混合料早期强度的因素分别进行试验研究 此外也有冷再生混合料反射裂缝、性能衰变规律等相关研究 综上当前冷再生混合料相关研究主要集中在路面面层对于厂拌冷再生混合料的基层应用研究较少基于此文章以某高速公路改扩建工程为依托将乳化沥青厂拌冷再生混合料应用于路面基层研究其配合比设计和路用性能以期为乳化沥青厂拌冷再生技术的工程应用提供参考 原材料与试验方法.原材料铣刨料分为 旧料、旧料和 旧料 添加的 新集料采用石灰岩集料 乳化沥青为阳离子慢裂型蒸发残留物含量在 新集料和乳化沥青指标满足公路沥青路面施工技术规范()要求.试验方法冷再生混合料用于基层时主要评价其抗反射裂缝性
4、能 通过四点弯曲疲劳试验和半圆弯曲试验评价基层混合料在减缓裂缝的发生与发展方面的性能 四点弯曲疲劳试验参照公路工程沥青及沥青混合料试验规程()试验仪器采用 试验参数见表 表 疲劳试验参数参数类型参数设定参数类型参数设定控制方式应变控制控制应变、加载模式偏正弦波测试温度/加载频率/终止条件劲度模量降低至初始值 半圆弯曲试验参照 标准试验仪器采用 测试温度为 和 加载速率为/从 圆柱形试件中切出 年 第 期 北方交通厚度 的圆柱片再将圆柱片平均切割为两个半圆片在半圆片对称轴位置垂直切割预裂缝深度宽度.测试过程中试件底部支撑跨径具体见图 图 半圆弯曲试验示意图高温稳定性试验、水稳定性试验和劈裂强度试
5、验参照公路工程沥青及沥青混合料试验规程()进行 击实试验参照公路沥青路面再生技术规范(/)进行 无侧限抗压强度试验参照公路工程无机结合料稳定材料试验规程()进行 冷再生混合料配合比设计.级配设计文章根据 级配范围确定各档集料掺配比例 尽可能使级配曲线呈现平滑的“”形减少混合料离析提高施工和易性利于摊铺碾压保障施工质量 参考公路沥青路面施工技术规范()级配范围确定冷再生混合料各档集料掺配比例和合成级配具体见表 和表 表 冷再生混合料各档集料掺配比例材料 新料 旧料 旧料 旧料矿粉掺配比例/表 冷再生混合料合成级配筛孔/.通过率/.筛孔/.通过率/.确定最佳含水量及最大干密度乳化沥青冷再生混合料中
6、的水分源于乳化沥青中的水及外加水 为确定冷再生混合料外加水量结合以往工程实例固定乳化沥青用量为 变化外加水量采用击实试验确定最佳含水量和最大干密度 外加水量以.为基准上下浮动 和.另外乳化沥青中含有.水分总计含水量为.、.、.、.和.不同含水量下的干密度试验结果见图 图 不同含水量下冷再生混合料干密度根据图 可知含水量与干密度之间呈现二次函数曲线关系当外加水量为.总计含水量为 时干密度最大 因此乳化沥青冷再生混合料最佳含水量为 对应的最佳外加水量为.乳化沥青最佳含量确定结合以往工程经验乳化沥青冷再生混合料选择.为起始掺量以.增量递增共计 个掺量 不同乳化沥青掺量下混合料性能评价指标为马歇尔试验
7、空隙率以及劈裂试验的干、湿劈裂强度 试验结果见图 图 不同乳化沥青用量下冷再生混合料的劈裂强度和空隙率由图 可知当乳化沥青冷再生混合料中乳化沥青的含量逐渐增加时混合料空隙率以不同速率减小 当乳化沥青掺量小于.时随着乳化沥青用量增加空隙率变化缓慢当乳化沥青掺量大于.时随着乳化沥青用量增加空隙率变化速率北方交通 年 第 期显著加快 同时冷再生混合料的劈裂强度在乳化沥青掺量为.时达到峰值 为使冷再生混合料同时具有较好的高温稳定性和抗水损害能力其应具有较高的劈裂强度和适宜的空隙率 因此优先选择乳化沥青用量为.水泥掺量确定.不同水泥掺量下的干缩性能在混合料中添加不同剂量的水泥时冷再生混合料干缩系数随时间
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