瀝青混合料水穩定性改善措施研究

劉松濤

(黑龍江省公路勘察設計院)

瀝青混合料水穩定性改善措施研究

劉松濤

(黑龍江省公路勘察設計院)

采用摻加消石灰與抗剝落劑的方法,對水穩定性不佳的瀝青混合料進行了改善。結果表明,只有消石灰摻加量達到礦粉質量的 30%以上,瀝青混合料水穩定性才能有較大提高。單獨摻加抗剝落劑改善效果不佳,但是其與消石灰的搭配使用將可以大幅度改善瀝青混合料性能。

瀝青混合料;水穩定性;消石灰;抗剝落劑

2010-10-19

隨著交通量的迅速增長以及超載超壓現象的出現,近年來在全國各地,許多路面在通車1～2年甚至更短的時間內就發生大面積的破損,造成了巨大的經濟損失。分析影響瀝青混合料性能的因素可以看到,盡管有眾多因素對瀝青路面的早期損壞有影響,水仍然是路面性能衰減的主要因素。在交通動荷載作用下,由于真空作用路面上的水將很容易進入到混合料內部。這時,瀝青路面在水的作用下會造成多種損壞：如表面層的坑洞,局部表面產生網裂和形變,唧漿,嚴重的轍槽等。可以說,因為水產生的早期損壞給我國帶來了巨大的經濟損失,也給公路行業造成了不良的社會影響。針對水穩定性不佳的瀝青混合料,提出多種改善措施,以改善其使用性能。

1 試驗簡介

1.1 試驗方法

我國的水穩定性試驗主要包括浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗,其中,凍融劈裂試驗是簡化的洛特曼試驗方法。該方法采用凍融循環的方式來加速模擬自然條件下水對瀝青混合料的作用,試驗將劈裂強度比T S R作為評價指標。由于該方法對于瀝青混合料的水穩定性有較好的區分性,本文的試驗采用該方法驗證瀝青混合料的水穩定性。

1.2 試驗混合料組成設計

試驗混合料級配見表1。試驗用集料的粘附性見表 2。由表 2可知,由于集料與瀝青粘附性差,導致最終的凍融劈裂試驗殘留強度比為 50.65%,不滿足規范大于 75%的要求。因此,摻入不同質量的消石灰和抗剝落劑,以改善其水穩定性。

表1 AC-16瀝青混合料礦料級配組成及要求

表2 試驗集料粘附性

2 不同處置措施下瀝青混合料水穩定性分析

2.1 消石灰

在瀝青混合料拌和過程中摻入 20%、30%、40%礦粉質量的消石灰,替代部分礦粉。最終結果見表 3與圖1。

圖1 摻入消石灰后瀝青混合料劈裂強度比

表3 摻入生石灰瀝青混合料凍融劈裂性能

由圖1可知,隨著消石灰摻加量的增大,瀝青混合料水穩定性有較大提高。研究表明,堿性的消石灰能活化酸性集料的表面,增強瀝青與集料間的粘結力,從而改善瀝青混合料的水穩定性。由試驗可知,摻入 20%和 30%消石灰盡管對于瀝青混合料的水穩定性有一定提高,但是依然不能滿足要求。只有將 40%的礦粉替代為消石灰,瀝青混合料水穩定性才有較好的改善。

2.1 抗剝落劑

在瀝青混合料中摻入0.3%的抗剝落劑(0.3%為瀝青質量的0.3%)。最終結果見表 4。可以看到,單獨摻加抗剝落劑的改善效果不佳。因此,同時摻加抗剝落劑與消石灰,結果也見表 4。結果顯示,摻入 20%生石灰與0.3%抗剝落劑,瀝青混合料的水穩定性有較大提高。

總的來說,40%的生石灰和 20%石灰 +0.3%抗剝落劑的改善效果比較好。為考察摻入石灰和抗剝落劑對其他性能的影響,特對在這兩種改善方式下的低溫性能進行了實驗,結果見表 5。

表4 摻入抗剝落劑瀝青混合料凍融劈裂性能

表5 摻入瀝青混合料低溫性能

由上表可知,當對混合料進行生石灰和抗剝落劑的雙重改善后,會在一定程度上損害瀝青混合料的低溫性能,同時,雙重改善也會增加工程費用。當只進行 40%生石灰的改善時,盡管低溫性能較未改善有一定的下降,但仍在可接受的范圍內。

3 結 論

總的來說,消石灰與抗剝落劑都可以在一定程度上改善瀝青混合料的水穩定性。具體來說,可以得到以下結論。

(1)將 40%的礦粉用消石灰替代,可以大幅度改善瀝青混合料的水穩定性,同時低溫性能也能滿足規范要求。

(2)單獨添加抗剝落劑,對瀝青混合料水穩定性改善效果不佳。同時摻加部分消石灰和抗剝落劑,可以很好的起到改善作用。

(3)對于水穩定性不佳的瀝青混合料,推薦采用摻加消石灰的方法進行改善。

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1008-3383(2010)12-0030-02