泡沫瀝青再生混合料強度性能研究.doc

泡沫瀝青再生混合料強度性能研究 羅紅梅，徐鵬， （長江大學研究生學院湖北荊州湖北省農(nóng)業(yè)科學院湖北武漢） 摘要：泡沫瀝青冷再生混合料的力學性能是各國學者關(guān)注的焦點。在調(diào)研國內(nèi)外研究成果及前期研究的基礎(chǔ)上，擬設計試驗采取不同試驗方法以及試驗條件對泡沫瀝青冷再生混合料的強度進行研究，為后續(xù)進一步提高泡沫瀝青混合料力學性能提供依據(jù)，并為提出適合高等級公路路面改造項目泡沫瀝青廠拌冷再生設計與施工提供技術(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（）運至拌和廠（場、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度和穩(wěn)定性將隨著時間顯著增長，這是熱拌瀝青混合料所不具備的特性，但是后期強度和穩(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度性能的因素有很多，本文就泡沫瀝青用量、細料和粉料的摻入量、拌合溫度等方面進行研究。 泡沫瀝青用量對強度的影響 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，同時瀝青表面積迅速增大，體積膨脹數(shù)倍至十倍，在很短時間內(nèi)（約）瀝青又恢復原狀，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度形成。本節(jié)將討論泡沫瀝青用量對混合料強度的影響。 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，然后測試其干劈裂強度，試驗數(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，劈裂強度增大；當瀝青用量達到左右時，強度達到峰值；繼續(xù)增加泡沫瀝青用量，劈裂強度逐漸降低。也就是說，隨瀝青用量增加，劈裂強度存在峰值。 因為如果泡沫瀝青用量太少，一部分細集料就不能被瀝青充分裹附，導致混合料的粘結(jié)力不足；而泡沫瀝青用量如果太多，過多的瀝青分散于再集料之間，反而形成一種潤滑作用，也會導致混合料粘結(jié)力的下降。只有當泡沫瀝青用量為最佳用量時，才能夠達到最佳粘結(jié)效果，達到強度的峰值。 細料與粉料對強度的影響 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械對舊瀝青面層進行破碎、翻挖而形成的回收舊料，在銑刨料中多數(shù)細料以團塊的形式存在，對再生混合料的初期強度貢獻較低，為了保證泡沫瀝青混合料的強度，調(diào)整再生料級配組成，需要加入一定數(shù)量的細料和粉料。 分別采用礦粉用量、和，細料摻量、和制備泡沫瀝青再生混合料，成型馬歇爾試件，并進行養(yǎng)護測試，試驗數(shù)據(jù)如表所示。 圖和圖分別為細料和礦粉對泡沫瀝青再生混合料強度的影響。可見，當細料用量適當增加時，將提高泡沫瀝青混合料的強度，在細料用量左右，混合料強度達到其峰值；當?shù)V粉用量適當增加時，泡沫瀝青混合料的強度隨之增加，在礦粉用量左右，混合料強度達到其最大值。 這一結(jié)果驗證了細料對再生料強度的作用。但是當細集料和礦粉含量過高時，對再生料強度的貢獻減弱，甚至強度有下降的趨勢。這是因為，當細料或粉料過高時，混合料的比面積增大，導致瀝青用量相對不足。 集料拌和溫度對強度的影響 為了探討集料溫度對最終混合料強度的影響，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，測試其干劈裂強度，試驗數(shù)據(jù)如表所示。 由圖可見，當集料拌和溫度由提高到時，泡沫瀝青混合料的劈裂強度將顯著提高；溫度再提高到時，劈裂強度提高緩慢。由此說明，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度顯著提高。因為當集料拌和溫度提高時，有利于改善泡沫瀝青在集料中的分散均勻性，發(fā)泡特性會愈好，從而提高混合料強度。 結(jié)論 泡沫瀝青再生混合料強度隨瀝青用量增加存在峰值，峰值點瀝青用量接近最佳泡沫瀝青用量；當細料用量適當增加時，將提高泡沫瀝青混合料的強度，在細料用量左右，混合料強度達到其最大值；當?shù)V粉用量適當增加時，泡沫瀝青混合料的強度隨之增加，在礦粉用量左右，混合料強度達到其最大值；集料拌和溫度提高時，有利于改善泡沫瀝青在集料中的分散均勻性，從而提高混合料強度。 另外，影響泡沫瀝青再生混合料強度性能的因素還有實驗條件、含水量、消泡劑等，暫未作出研究，后續(xù)為改