石料级配ES-2稀浆封层配合比

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试验报告
试验项目：稀浆封层配合比试验
试验单位：
试验日期：二○○七年五月
试验总说明
1、试验依据：《路面稀浆封层施工技术规程》，《乳化沥青
及稀浆封层技术》，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》《公路工程集料试验规程》《公路沥青路面施工技术规》。

2、试验容：细集料石屑筛分、砂当量、改性乳化沥青各指
标、稀浆封层混合料最佳沥青用量、稀浆封层混合料最佳用水量等。

3、试验结果：通过试验室相关配比试验，确定以下数据：
最佳沥青用量：7.5%
最佳外加水量：7.5%
在施工时，油石比应控制在7.5%±1%
一、原材料试验
1、集料实验
稀浆封层选用的集料要有一定的颗粒级配组成，使其形成密实而又稳定的稀浆混合料，在集料中要有一定数量的粗粒料起骨架作用，也需要适当数量的细料填充空隙，已保证稀浆具有较好的密实性、耐久性而不会离析分散。

根据本项目的具体情况，其集料级配组成采用石灰石，使用ES—2型级配，对每批料必须进行筛分，筛分结果应符合规要求，其集料级配容许偏差围见下表：
集料筛分实验，其用以测量集料的规格和级配的组成。

结果如下图：
集料筛分示意图
从上图可以看出此石料的级配满足ES—2型集料的要求。

砂当量实验，它是评价集料的清洁程度，其用以测量粘土和有机质的数量。

本集料的砂当量如下表：
此石料的砂当量已完全满足规要求：
2、矿物填料的选择
矿物填料主要有水泥、消石灰、硫酸铵粉、粉煤灰等在添加填料时，应充分考虑填料与矿料、乳化沥青的反映及相容性。

应有利于稀浆混合料的拌和、摊铺和成型，保证稀浆封层的整体强度，填料的用量必须通过配合比试验来确定，由于这里我们采用ES-2型级配。

级配比较密实，从在实验室多次实验来看，可以不采用填料。

3、乳化沥青沥青试验
我们采用的是慢裂慢凝型SBR改性乳化沥青，用与本项目的稀浆封层施工，改性乳化沥青要满足级配矿料的拌和要求，使得稀浆混合料在拌和摊铺过程中保持均匀、不破乳、不离析的良好流动状态我们所采用的是阳离子中裂乳化沥青作为本次稀浆封层的结合料，由于阳离子乳化沥青对碱性石料有良好的粘附性，因此对矿料的选择也较广。

采用的慢裂慢凝型SBR改性乳化沥青各项指标如下表：
4、水
水是构成稀浆混合料的重要组成部分，它的用量大小是决定稀浆稠度和密实度的主要因素。

稀浆混合料的水相是由矿料中的水、乳液中的水和拌和时的外加水构成的。

任何一种级配良好的混合料都可以由集料、乳液及有限围的外加水组成稳定的稀浆。

一般矿料的含水量相当与矿料质量的3%—5%。

矿料输出量应随其含水量的不同而做出相应调整。

矿料的含水量影响封层的成型，含水量饱和的矿料，其成型开放交通时间要更长。

稀浆混合料太稀，易发生离析、流淌，而且可能产生集料下沉、沥青上浮现象，成型后表面一层油膜而下面是松散集料，与原路面粘结不牢，容易起皮脱落，因此慎重控制总外加水量对保证稀浆封层的质量非常重要。

二、配合比设计及试验
合理的稀浆混合料配合比，是保证稀浆封层质量的前提，所以在稀浆封层施工前，必须有一套合理的配合比设计作为现场施工的指导。

1、湿轮磨耗试验（WTAT）。

湿轮磨耗试验是模拟行车轮胎与路面的磨耗作用，检验设计的混合料的配比能否
满足行车磨耗的需要，其重点是检验稀浆封层中沥青含量是否充足。

湿轮磨耗试验是按规定的成型方法，将成型后的稀浆混合料试件放在水中，用磨耗头磨耗5分钟，测定磨耗损失。

稀浆封层要求浸水1小时的WTAT值要小于800g/㎡。

以下是不同沥青用量的试件，WTAT试验结果如下：
备注：表上的油石比是基质沥青与石料的比例。

磨耗值与沥青用量的关系如下图所示：
磨耗值与不同沥青用量示意图
上图可以得出稀浆封层混合料的最小沥青用量为5.5%
2、负荷车轮试验（LWT）
沥青用量过多易引起路面波浪与泛油，负荷车轮试验既是确定稀浆混合料中饿沥青用量的上限，与湿轮磨耗试验一起确定乳化沥青的最佳用量，它用封层表面对热砂的粘附量为检验标准，规中要求粘砂量测试值应小于450 g/㎡，轮迹宽度变化率小于5%。

粘砂量试验（LWT）试验。

不同沥青用量的试件，试验结果如下：
粘砂量与沥青用量的关系如下图所示：
粘砂量与不同沥青用量示意图上图可以得出稀浆封层混合料的最大沥青用量为8.5%
最佳沥青用量的确定：
湿轮磨耗限定值
最佳沥青用量
沥青用量示意图
从上图可以确定稀浆封层的最佳油石比为7.5%，由于改性乳化沥青的蒸发残留物为60.9%，所以最佳乳化沥青用量为12.3%
3、粘聚力试验
粘聚力试验是测定试件在0.193MPa压力下不同时段的最大扭矩，以次来确定稀浆混合料的固化时间。

每一组试件采用多个平行试件，每隔30分钟测定一次试件的最大扭矩，试件最大扭矩达到2N·M的时间即为早期开放交通的时间。

粘聚力试验如下表：
从上图可以看出早期开放交通的时间大约需要3个小时。

由于现场施工温度与湿度的不同开，交通时间可能与现场的有点误差。

4、稠度试验。

稠度试验用水量的多少与试验温度与湿度有很大的关系，ASTN D3910及ISSA 106试验方法中，规定本试验必须在25℃±1℃的条件下进行，考虑到我们各地很难达到此要求，而且与实际施工的条件不一致，因此我们规程要求在室温下进行即可，以下是稠度试验表：
从图上可以得出最佳的外加水量为7.5%，由于稠度试验与现场施工的温度、湿度等有着很大的关系，试验室所做的稠度试验往往在现场难以进行，因此在现场施工时用水量可以做相应的调整。

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二○○七年五月。