水泥乳化沥青

水泥—乳化沥青路面基层施工作者：王成龙所在单位：安徽省华通路桥工程有线责任公司日期：2012.2目录一、水泥乳化沥青稳定碎石作用原理 (3)二、原材料及混合料组成设计 (3)（一）原材料 (3)（二）集料级配 (3)（三）原材料试验 (4)（四）配合比设计 (4)1、一般规定 (4)2、设计步骤 (5)三、力学变形性能试验及试验段 (6)（一）抗压强度 (6)（二）回弹模量 (6)（三）劈裂强度 (6)（四）干缩试验 (7)（五）试验段铺筑 (7)（六）试验总结 (7)四、水泥乳化沥青稳定碎石基层的施工 (9)（一）施工前准备 (9)1、下承层处理 (9)2、施工作业段组织 (9)3、设备选择 (9)（二）拌和 (9)1、一般要求 (9)2、乳化沥青的加入 (10)（三）摊铺与碾压 (10)（四）施工时接缝的处理 (10)1、横向接缝 (10)2、纵向接缝 (11)（五）养生及交通管制 (12)五、质量检验与后续观测 (12)（一）弯沉 (12)（二）芯样检测 (12)（三）回弹模量 (12)（四）裂缝观测 (12)六、结语 (12)参考文献技术报告评论意见表水泥乳化沥青半柔性基层技术及应用【摘要】半刚性基层沥青砼面层的路面结构形式在全国得到了普遍的推广和应用，然而，近年来不少新建的沥青砼路面在通车运营2~3年后，便出现不同程度的早期损害，如何解决半刚性基层出现的质量通病，特别是防止半刚性基层反射裂纹，以保证沥青砼面层的使用寿命，减少中后期养护费用。

本文通过进行水泥乳化沥青稳定碎石的试验，并结合施工实践，重点探讨了水泥乳化半柔性基层的施工工艺和质量控制技术以及应用效果。

【关键词】水泥乳化沥青、半柔性基层、配合比、路用性能薄层沥青混凝土半刚性基层水泥稳定碎石基层以其较高的强度、良好的水稳性和板体性，在公路建设中得到广泛应用，但其对重载交通的敏感性大，收缩系数较大，抗变形能力较低；透水性差，破裂后不能愈合裂纹难以解决。

抗车辙能力并不比柔性基层好，半刚性基层的疲劳和强度衰减控制了沥青路面的使用寿命，尤其是早起裂纹引起的沥青面层反射裂纹的出现，是沥青路面早期破坏的主要原因之一。

柔性基层已经是许多发达国家常用的路面结构形式，目前我国交通主管部门积极鼓励、支持各地加强柔性基层的试验研究并加以推广工作。

水泥乳化沥青稳定碎石是近年来提出的一种刚柔并济的新型基层材料，其优越的技术性能对提高路面的整体结构的抵抗变形能力有着显著地作用。

一、水泥乳化沥青稳定碎石作用原理水泥稳定碎石的强度来源主要是水泥水化胶凝作用，通过水泥水化形成的硅酸二钙、硅酸三钙等，当ph值增加到一定程度时，粘土矿物中的部分SiO和AiO的活性将被激发出来，与溶液中的Ca进行反应，生成新的矿物，具有凝胶能力。

生成的这些胶凝物质包裹在颗粒表面，与水泥的水化产物一起逐渐由松散状态经过胶凝状态向结晶状态转化。

随着时间的延续，结晶体逐渐增多，强度与刚性不断增大。

乳化沥青的加入使得水泥稳定碎石在拌合、摊铺、碾压过程中更具流动性，因沥青分散在集料与水泥混合入中，可以减少颗粒间的移动摩擦力，使得混合料的成型更加均匀而不易离析，同时这种润滑作用也使得水泥混凝土在受力变形时具有更高的适应变性的能力，即变形而不破坏的能力，这对于抵抗因干缩或者温缩产生的裂纹具有更直接的意义。

并且因为乳化沥青的用量较小，不会破坏水泥胶凝形成的整体作用。

因此，在水泥稳定碎石中加入乳化沥青可以提高其抵抗干缩、温缩裂纹的的能力。

二、原材料及混合料组成设计（一）原材料水泥采用P.O 32.5水泥，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山质硅酸盐水泥都可以用于稳定集料，但应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。

不应使用快硬水泥、早强水泥已经遭受潮变的水泥。

宜采用标号32.5或者42.5级的水泥。

石料采用石灰岩，硫酸盐含量不超过0.25%，乳化沥青采用符合原《公路沥青路面技术规范》（JTJ032-94）表C.3要求的BC-2型慢裂慢凝阳离子乳化沥青。

经试验检测，以上原材料指标均符合规范要求。

（二）集料级配集料级配是影响混合料性质的重要因素。

本次试验的合成级配接近规范要求的中值级配，如下表所示。

注：[1]基层水泥稳定碎石颗粒组成级配范围为《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）中规定的骨架密实型级配范围，应按最新规范执行，减少细集料用量。

（三）原材料试验在水泥-乳化沥青稳定层集料层施工前应对集料、乳化沥青、水泥等按照试验规程进行下列试验。

1、一般规定(1)各级公路用水泥-乳化沥青稳定集的7d浸水抗压强度基层强度标准应为2. 5-3( mPa)(2)水泥-乳化沥青稳定集料的组成设计应根据确定的强度标准，通过试验选取最适宜于稳定的集料，确定必需的水泥、乳化沥青剂量和混合料的最佳含水量。

2、设计步骤(1)确定水泥、乳化沥青用量：按水泥剂量为. 0%, 3.5%；沥青含量0%, 0.6%, 0.9%, 1.2%, 1.3%进行正交试验。

初步确定最佳含水量和最大于密度：选上述的水泥剂量分别与沥青含量0.9%,按现行规范《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》( JTS 057-94)进行重型击实试验，初步确定1组最佳含水量和最大干密度。

根据试验所得的最佳含水量和最大干密度，计算其它沥青含量的最大干密度和最佳含水量。

初步确定水泥和乳化沥青最佳用量：根据初步确定的最佳含水量和最大干密度，按现行规：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中的马歇尔试验表干法进行配合比的初步设计。

(2)根据初步确定的配合比进行下列验证；①按规定压实度计算试件应有的干密度。

②按初步确定的配合比、最佳含水量和计算得的干密度制备尺寸Φ150mm* 150 mm试件。

进行强度试验时，作为平行试验的试件数量为每组9个。

如试验结果的偏差系数大于规定的值，则应重做试验，并找出原因，加以解决。

如不能降低偏差系数，则应增加试件数量。

③试件在规定温度下保混养生6d, 浸水24h后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》( JTJ057)进行无侧限抗压强度试验。

④计算试验结果的平均值和偏差系数。

⑤根据强度标准，选定合适的水泥、乳化沥青剂量，此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合公式的要求：R ≥Rd / ( 1-ZaCv)式中；Rd一一设计抗压强度：Cv——-试验结果的偏差系数似小数计):Za——-标准正态分布表中随保证率(或置信度)而变的系数，取保证率90%, 即Za=1. 282。

⑥采用集中厂拌法施工时，工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%左右，乳化沥青含量与室内试验确定的剂量可相差土0. 3%⑦拌和施工时应根据现场集料含水量的变化及时进行施工配合比的调整。

三、力学变形性能试验及试验段水泥-乳化沥青稳定集料的各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》( JTJ057-94)进行。

(一)抗压强度试件尺寸为Φ150 mm*150 mm, 每组9个平行试件，根据最佳含水量和最大干密度计算成型试件所需配料，静压成型试件，将试件故人标准养护间地行养护到相应龄期，抗压前一天将试件浸泡水中24 h。

试验结果下表所示。

从两种混合利无侧限强度的试验结果可以得出如下结论：(1)水泥剂量是影响无侧限抗压强度的决定性因素，随着水泥剂量的增加，混合料的无侧限抗压强度不断增大；添加乳化沥青后，水泥剂量对强度的影响有所减弱。

(2)加入乳化沥青，混合料的无侧限抗压强度降低，乳化沥青剂量越多，降低越大；无侧限抗压强度的降低说明掺加乳化沥青可增强基层的柔性，但乳化沥青含量不宣过高，否则强度过低。

(3)乳化沥青水泥稳定碎石的早期强度不如水稳碎石，但髓着龄期的增长。

其强度增长幅度较水稳碎石大，到了60 d以后强度已经近水稳碎石，即随着乳化沥青水分的挥发，强度逐渐增长。

(二)回弹模量抗压回弹模量是反映路面材料力学性质的重要指标，体现了混合料的应力应变特性，室内抗压回弹模量试验方法采用顶面法．试验结果如下表所示。

水泥乳化沥青稳定碎石抗压回弹模量表从试验可以得出：加入乳化沥青后，混合料的抗压回弹模量降低，并且乳化沥青剂量增加的越多，抗压回弹模量降低的越大。

这表明水泥稳定碎石混合料中加入乳化沥青有助于降低基层剐度，增强其柔性，从而改变路面结构的受力特性，两种混合料抗压回弹模量均随龄期增长而增长，不加乳化沥青增长幅度较大，随着乳化沥青的增加，增长变慢，说明强度形成需要乳化沥青充分破乳。

(三)劈裂强度劈裂强度试验按照水稳碎石基层的相关标准进行，试验结果如下表所示(1)在水泥剂量相同时，加人不同剂量的乳化沥青，对混备料的劈裂强度影响不大；但较低的乳化沥青含量对强度形成还是有利的，也是经济的。

(2)水稳混合料及乳化沥青水稳混合料的劈裂强度都随着水泥剂量的增大而增强，随着龄期的增长有所增长。

(四)干缩试验试验采用l00mm*100 mm*515 mm的小梁试件，养生龄期为7 d，养生完毕后在试件上贴上电阻应变片，利用电测法测定干缩系数。

试验中环境温度箱的设定温度为+40℃，读取应变值的时倒分别为0、2、4、8、12、24、48 h，在读取应变值的同时，通过称量同处在环境箱中配比相同来贴应变片试件的质量测定试件含水量的变化情况。

从试验得出，各种混合料的干缩应变均随着时间的增长面增大，混和料中掺人乳化沥占后，干缩应变降低比较昵显。

随着水泥剂量增大，最大干缩应变和平均千缩系数都显著增加；而随着乳化沥青的加人，各种棍合料的最大干缩应变和平均干缩系数都显著降低，抗于缩性能明显提高。

(五)试验段铺筑水泥乳化沥青稳定碎石基层正式开工之前，应进行试验段铺筑。

试铺段应选择在离拌和站500m，其长度为200m。

试铺段主要决定如下问题：(1)验证用于施工混合料的配合比①试验段主要考察水泥乳化沥青基层性能，试验段拟采用的水泥乳化沥青基准设计配比为：碎石(4．75~31．5)：碎石(4．75~26．5)：石屑：石粉-20％：25％：25％：30％，水泥用量3．5％，乳化沥青用量2.0％。

调试拌和机，分别称拙拌缸中不同规格的碎石与细集料、水泥、水的重量，测量其计量的准确性，标定其流量曲线；②调整拌和时间，保证混合料均匀性：③检查各档碎石含水量，换算为所需掺配比例，同时，测试混合料含水量(实际施工时可通过微波炉或酒精法与烘干法进行标定后，可直接采用前者快速测定)、水泥剂量、7天无侧限抗压强度。

实际生产与施工要求基本匹配。

(2)确定铺筑的松铺厚度和松铺系数1.35。

(3)确定标准旅工方法①水泥混合料配比的控制方法采用设各电脑控制与现场取样检测结合；②水泥混合料摊铺方法和适用机县，摊铺机起步时的工作仰角为2°，螺旋布料器中轴距地面30cm，刮料板的宽度为50cm，其距螺旋布料器中轴40cm，摊铺机熨平扳拼接紧密，不存有缝隙。