沥青与矿料附性及提高沥青与矿料粘附性的几种措施 (1)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
・ ($ ・
!""# 年第 $ 期
中国西部科技
沥青与矿料附性及提高沥青 与矿料粘附性的几种措施
王宏军 李晓华
4 开封市公路管理局
开封
#’("""5
%
概述
成混合料后制成计划体制，然后测定沥青混合料的抗水 稳定性， 并以此来表征沥青与集料的粘附性。 这类方法与 沥青在路面中的实际状态， 较前一种方法更为接近。 我国 以前采用的浸水抗压强度法和当前采用的浸水马歇尔试 验法 （要求残留稳定性不低于 ’() ） 都属于这类方法。国 外还有采用间接抗拉强度比法等其他试验方法。
&A 左右。
有机高分子材料抗剥离剂。 这类抗剥离剂均为表 （& ） 面活性剂， 利用其极性与集料结合， 加强与沥青的粘附。
)B)
沥青混合料配合比设计对策
为使沥青混合料的抗水剥离能力提高，应使水侵入 的可能性减少，密级配沥青混凝土比大空隙的开级配透 水性差， 水侵入也困难些； 按照马歇尔试验配合比设计决
/,
&
胀缝问题
胀缝是现行水泥砼路面的一类重要工作缝，它主要 是为水泥砼路面在高温、潮湿的情况下产生膨胀时预留 空间， 以防止水泥砼路面挤坏或变形。 就新 / 许高速公路胀缝设置共有 + 种：第一种在竖曲 线直起、 终点各设置一条胀缝； 第二种凡明结构物两侧各 设置一条胀缝；第三种在没有构造物和竖曲线时一般每
#,&
抗剥离剂
当沥青与集料的粘附性不足， 按前述的试验方法， 粘 附性不合格或沥青混合料的水稳性达不到要求时，必须 采取掺加抗剥离剂的措施。目前采用的抗剥离剂有下面 几种：
建筑技术
!"#$%&’()
・ ,> ・
砼路面工程设计与施工中的一些问题
黄
*
诚 （开封通达公路工程有限公司
开封
)>,’’’ ）
设计方面的问题
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（7 ） 消石灰。消石灰是现在最常见， 也是最经济的抗 剥离剂， 消石灰可以提高沥青的粘性， 使集料表面性质改 善。一般的石灰石、 矿粉的比表面只有 &,’’?+,((-. 4 @， 这就使沥青与集料之间的分 而消石灰有 >(((-. 4 @ 以上， 子力增大，一般情况下，消石灰的用量为混合料总量的
&
评价沥青与矿料粘附性的方法
评价沥青与矿料粘附性的方法虽有多种，但通常采 用的方法可归纳为下述两大类：一类是沥青一集料的粘 附性试验。这类试验方法是将沥青裹覆在各矿料颗料表 面上， 并不压制成计划体制， 用于判断沥青与粗、 细颗粒 的粘附性。在这一类， 最常的是水煮法。另一类是沥青混 合料的粘附性试验。这类方法是将沥青与级配矿料拌和
& &
定沥青用量时， 多使用高限， 并适当增加 &B,.. 细集料用 量， 这些措施将使混合料抗剥离能力得到改善。
ห้องสมุดไป่ตู้)B,
施工注意事项
集料干燥和良好的拌和，是加强沥青与矿料粘附性 最主要措施。 材料中含有杂质、 尘土则会严重影响沥青与 矿料粘结， 土壤大都带负电荷 ， 它是亲水物质， 一定要杜 绝。压实度不足使空隙率增大， 将明显降低抗剥离性能， 必须使压实度达到要求。 在碾压时过 多 的 向 碾 压 轮 洒 水 的 害 处 是 很 大 的 ， 水 分被封闭在空隙里， 在交通荷载作用下反复搓揉， 逐渐进 入沥青与石料的界面上， 逐渐造成剥离。 综上所述，提高沥青与矿料的粘附性必须从各方面 采取综合措施， 才能够达到目的。
+’’. 设置一条胀缝，新 / 许路因夏季施工，间距调整到 ,’’. 。
就新/ 许路而论，全线砼均在夏季高温情况下施工， 若取其气温为 +’0 ， 路面砼取 ),0 ， 计算此时的综合压缩 应变为： 12!3 4 32*,5(6’’’’7 即 7,8*( 。 砼 弹 簧 模 量 取
/,
我们在建设河南新郑至许昌高速公路时，考虑到水 泥砼路面设计对路基的沉降较为敏感， 工程工期较紧， 慎 重地对路面结构及各层进度进行了设计变更，变更主要 有 + 个方面： ! 基层由原来设计的 *,-. 水泥稳定碎 石 改 为 &(-. 厚水泥稳定碎石； " 主线硬路肩结构层次改为 同 主线水泥砼路面同样的结构层次； # 水泥砼面板顶面加 铺一层 ,-. 厚的中粒式沥青砼。
表7
9 2+ 8):;< ， 则 水 泥 砼 路 面 中 的 内 压 应 力 可 计 算 为 )6,:;< ， 这 个 应 力 大 大 低 于 水 泥 砼 路 面 的 抗 压 强 度
远不致引起砼的压缩破坏。 +’:;< ，
变更后， 各层路面结构和厚度如表 * ：
若在冬季施工砼路面， 取施工气温为 7’0 ， 至夏季高 温时， 仍 取 路 面 温 度 ),0 ， 计算此时的综合压缩应变为： 则砼内压应力为 *(6,:;< ， 仍低 于 水 泥 砼 $2% = %2+,8*( ， 抗压强度， 不会造成水泥砼路面的压缩破坏。 如果考虑到 砼的徐变等因素， 则其内应力还会更小。 在设置了胀缝的 情况下， 路面在胀缝处变为自 由 端 ， 应可以自由伸缩， 但 如果传力杆固结、 或偏离、 或翘曲， 致使水泥板的伸缩受 到传力杆的限制时，则砼板强行伸缩的结果使砼中的内
#
提高沥青与矿料粘附性的措施
如何提高沥青与矿料的粘附性，应从形成剥离破坏 的原因来考虑， 因此， 可以从防止水对沥青混合料侵蚀及 防止水侵入后使沥青膜脱开两个途径来寻求对策。
#*%
路面结构措施
水的来源无非是雨水、 地下水及毛细水， 将水与沥青 面层隔离开是最根本的措施。可以采取如下方法隔水： （% ） 在沥青面层的下层， 用沥青含量高的沥青砂作下 封层， 其厚度为施工最小厚度 !+!,(-. 。 在沥青面层的下面层 （或联接层） 使用空隙很大， （! ） 集料相互嵌挤作用好的沥青碎石或贯入式结构层。
!
产生剥离破坏的条件
由剥离的过程可以发现， 沥青从集料表面脱落， 失去 附着力必须以水的存在为先决条件，另一个条件是外力 的存在， 剥离是路面破坏的第一阶段， 随之而来的是交通 荷载的反复作用， 使集料松散 、 掉粒， 继而成为坑槽而导 致路面全面破坏。破坏的过程与荷载大小、频度密切相 关。在开始阶段， 集料与集料之间是一种剪切破坏。集料 滑动面上沥青膜脱离，剪切力很大程度起因于超载的轮 压， 一旦造成剪切破坏， 水分立即浸入界面而导致附着丧 失， 所以剥离的过程实际上是一个短暂的过程。 当一条道 路， 长时间并无破坏迹象， 由于水的存在突然产生网状龟 裂或坑洞， 都可以从水损害形成剥离破坏上考虑， 这是与 普通疲劳破坏的不同之处。 在水损害的破坏类型上， 一般 有三种情况： 一是在雨季发生 ， 二是发生在春融季节， 第 三种情况是由冰雪造成的。
沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量 和耐久性。 沥青以薄膜形式裹覆在干燥的石料表面后， 如 果遇水， 大多数沥青容易被水所剥离。 沥青裹覆矿料的抗 剥性取决于沥青与集料的粘附性，它不仅与沥青的性质 有密切关系， 而且与矿料性质有关， 沥青与矿料相互作用 时， 除分子力的作用， 即物理吸附外， 还有化学的作用， 即 化学吸附， 而且后者可较前者强若干倍。 沥青混合料的剥离是沥青路面几种常见的破坏现象 之一。 造成剥离的最基本的条件是水的存在。 各种抗剥离 性能的试验皆以浸水状态为前提，故而剥离三十属于水 损害，沥青路面的抗剥离性能是最主要的路面使用性能 之一， 它与抗车辙性能， 低温抗裂性能， 耐老化性能， 疲劳 耐久性等一样重要。
#,!
材料选择对策
除了抗剥离剂及其他外掺剂之外，从集料本身及沥 青性质来考虑， 可以采取以下的措施： （% ） 集料。众所周知， 容易造成剥离散的石料品种是 吸水性大， 而磨耗性能差的集料， /01 ! 含 量 高 ， /01 ! 含 量 高 于 $$2 的石料称为酸性 岩 石 ， /01 ! 含 量 少 于 (!3 的 是 碱 性 石料， /01!含量介于 (!)+$$) 之间的属于中性岩石。 酸性岩易于剥离的原因是其表面带负电荷，因而是 亲水性的， 而碱性岩石表面则 带 正 电 荷 ， 故是亲油性的， 所以集料应选择碱性岩石。 （! ） 沥青。 沥青与集料之间的粘附性主要依赖于沥青 本身的粘度， 粘度越大， 抗剥离性能越好。经过橡胶或树 醋改性的沥青由于粘度大大增加，所以抗剥离性能得到 很大改善。
!""# 年第 $ 期
中国西部科技
沥青与矿料附性及提高沥青 与矿料粘附性的几种措施
王宏军 李晓华
4 开封市公路管理局
开封
#’("""5
%
概述
成混合料后制成计划体制，然后测定沥青混合料的抗水 稳定性， 并以此来表征沥青与集料的粘附性。 这类方法与 沥青在路面中的实际状态， 较前一种方法更为接近。 我国 以前采用的浸水抗压强度法和当前采用的浸水马歇尔试 验法 （要求残留稳定性不低于 ’() ） 都属于这类方法。国 外还有采用间接抗拉强度比法等其他试验方法。
&A 左右。
有机高分子材料抗剥离剂。 这类抗剥离剂均为表 （& ） 面活性剂， 利用其极性与集料结合， 加强与沥青的粘附。
)B)
沥青混合料配合比设计对策
为使沥青混合料的抗水剥离能力提高，应使水侵入 的可能性减少，密级配沥青混凝土比大空隙的开级配透 水性差， 水侵入也困难些； 按照马歇尔试验配合比设计决
/,
&
胀缝问题
胀缝是现行水泥砼路面的一类重要工作缝，它主要 是为水泥砼路面在高温、潮湿的情况下产生膨胀时预留 空间， 以防止水泥砼路面挤坏或变形。 就新 / 许高速公路胀缝设置共有 + 种：第一种在竖曲 线直起、 终点各设置一条胀缝； 第二种凡明结构物两侧各 设置一条胀缝；第三种在没有构造物和竖曲线时一般每
#,&
抗剥离剂
当沥青与集料的粘附性不足， 按前述的试验方法， 粘 附性不合格或沥青混合料的水稳性达不到要求时，必须 采取掺加抗剥离剂的措施。目前采用的抗剥离剂有下面 几种：
建筑技术
!"#$%&’()
・ ,> ・
砼路面工程设计与施工中的一些问题
黄
*
诚 （开封通达公路工程有限公司
开封
)>,’’’ ）
设计方面的问题
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（7 ） 消石灰。消石灰是现在最常见， 也是最经济的抗 剥离剂， 消石灰可以提高沥青的粘性， 使集料表面性质改 善。一般的石灰石、 矿粉的比表面只有 &,’’?+,((-. 4 @， 这就使沥青与集料之间的分 而消石灰有 >(((-. 4 @ 以上， 子力增大，一般情况下，消石灰的用量为混合料总量的
&
评价沥青与矿料粘附性的方法
评价沥青与矿料粘附性的方法虽有多种，但通常采 用的方法可归纳为下述两大类：一类是沥青一集料的粘 附性试验。这类试验方法是将沥青裹覆在各矿料颗料表 面上， 并不压制成计划体制， 用于判断沥青与粗、 细颗粒 的粘附性。在这一类， 最常的是水煮法。另一类是沥青混 合料的粘附性试验。这类方法是将沥青与级配矿料拌和
& &
定沥青用量时， 多使用高限， 并适当增加 &B,.. 细集料用 量， 这些措施将使混合料抗剥离能力得到改善。
ห้องสมุดไป่ตู้)B,
施工注意事项
集料干燥和良好的拌和，是加强沥青与矿料粘附性 最主要措施。 材料中含有杂质、 尘土则会严重影响沥青与 矿料粘结， 土壤大都带负电荷 ， 它是亲水物质， 一定要杜 绝。压实度不足使空隙率增大， 将明显降低抗剥离性能， 必须使压实度达到要求。 在碾压时过 多 的 向 碾 压 轮 洒 水 的 害 处 是 很 大 的 ， 水 分被封闭在空隙里， 在交通荷载作用下反复搓揉， 逐渐进 入沥青与石料的界面上， 逐渐造成剥离。 综上所述，提高沥青与矿料的粘附性必须从各方面 采取综合措施， 才能够达到目的。
+’’. 设置一条胀缝，新 / 许路因夏季施工，间距调整到 ,’’. 。
就新/ 许路而论，全线砼均在夏季高温情况下施工， 若取其气温为 +’0 ， 路面砼取 ),0 ， 计算此时的综合压缩 应变为： 12!3 4 32*,5(6’’’’7 即 7,8*( 。 砼 弹 簧 模 量 取
/,
我们在建设河南新郑至许昌高速公路时，考虑到水 泥砼路面设计对路基的沉降较为敏感， 工程工期较紧， 慎 重地对路面结构及各层进度进行了设计变更，变更主要 有 + 个方面： ! 基层由原来设计的 *,-. 水泥稳定碎 石 改 为 &(-. 厚水泥稳定碎石； " 主线硬路肩结构层次改为 同 主线水泥砼路面同样的结构层次； # 水泥砼面板顶面加 铺一层 ,-. 厚的中粒式沥青砼。
表7
9 2+ 8):;< ， 则 水 泥 砼 路 面 中 的 内 压 应 力 可 计 算 为 )6,:;< ， 这 个 应 力 大 大 低 于 水 泥 砼 路 面 的 抗 压 强 度
远不致引起砼的压缩破坏。 +’:;< ，
变更后， 各层路面结构和厚度如表 * ：
若在冬季施工砼路面， 取施工气温为 7’0 ， 至夏季高 温时， 仍 取 路 面 温 度 ),0 ， 计算此时的综合压缩应变为： 则砼内压应力为 *(6,:;< ， 仍低 于 水 泥 砼 $2% = %2+,8*( ， 抗压强度， 不会造成水泥砼路面的压缩破坏。 如果考虑到 砼的徐变等因素， 则其内应力还会更小。 在设置了胀缝的 情况下， 路面在胀缝处变为自 由 端 ， 应可以自由伸缩， 但 如果传力杆固结、 或偏离、 或翘曲， 致使水泥板的伸缩受 到传力杆的限制时，则砼板强行伸缩的结果使砼中的内
#
提高沥青与矿料粘附性的措施
如何提高沥青与矿料的粘附性，应从形成剥离破坏 的原因来考虑， 因此， 可以从防止水对沥青混合料侵蚀及 防止水侵入后使沥青膜脱开两个途径来寻求对策。
#*%
路面结构措施
水的来源无非是雨水、 地下水及毛细水， 将水与沥青 面层隔离开是最根本的措施。可以采取如下方法隔水： （% ） 在沥青面层的下层， 用沥青含量高的沥青砂作下 封层， 其厚度为施工最小厚度 !+!,(-. 。 在沥青面层的下面层 （或联接层） 使用空隙很大， （! ） 集料相互嵌挤作用好的沥青碎石或贯入式结构层。
!
产生剥离破坏的条件
由剥离的过程可以发现， 沥青从集料表面脱落， 失去 附着力必须以水的存在为先决条件，另一个条件是外力 的存在， 剥离是路面破坏的第一阶段， 随之而来的是交通 荷载的反复作用， 使集料松散 、 掉粒， 继而成为坑槽而导 致路面全面破坏。破坏的过程与荷载大小、频度密切相 关。在开始阶段， 集料与集料之间是一种剪切破坏。集料 滑动面上沥青膜脱离，剪切力很大程度起因于超载的轮 压， 一旦造成剪切破坏， 水分立即浸入界面而导致附着丧 失， 所以剥离的过程实际上是一个短暂的过程。 当一条道 路， 长时间并无破坏迹象， 由于水的存在突然产生网状龟 裂或坑洞， 都可以从水损害形成剥离破坏上考虑， 这是与 普通疲劳破坏的不同之处。 在水损害的破坏类型上， 一般 有三种情况： 一是在雨季发生 ， 二是发生在春融季节， 第 三种情况是由冰雪造成的。
沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量 和耐久性。 沥青以薄膜形式裹覆在干燥的石料表面后， 如 果遇水， 大多数沥青容易被水所剥离。 沥青裹覆矿料的抗 剥性取决于沥青与集料的粘附性，它不仅与沥青的性质 有密切关系， 而且与矿料性质有关， 沥青与矿料相互作用 时， 除分子力的作用， 即物理吸附外， 还有化学的作用， 即 化学吸附， 而且后者可较前者强若干倍。 沥青混合料的剥离是沥青路面几种常见的破坏现象 之一。 造成剥离的最基本的条件是水的存在。 各种抗剥离 性能的试验皆以浸水状态为前提，故而剥离三十属于水 损害，沥青路面的抗剥离性能是最主要的路面使用性能 之一， 它与抗车辙性能， 低温抗裂性能， 耐老化性能， 疲劳 耐久性等一样重要。
#,!
材料选择对策
除了抗剥离剂及其他外掺剂之外，从集料本身及沥 青性质来考虑， 可以采取以下的措施： （% ） 集料。众所周知， 容易造成剥离散的石料品种是 吸水性大， 而磨耗性能差的集料， /01 ! 含 量 高 ， /01 ! 含 量 高 于 $$2 的石料称为酸性 岩 石 ， /01 ! 含 量 少 于 (!3 的 是 碱 性 石料， /01!含量介于 (!)+$$) 之间的属于中性岩石。 酸性岩易于剥离的原因是其表面带负电荷，因而是 亲水性的， 而碱性岩石表面则 带 正 电 荷 ， 故是亲油性的， 所以集料应选择碱性岩石。 （! ） 沥青。 沥青与集料之间的粘附性主要依赖于沥青 本身的粘度， 粘度越大， 抗剥离性能越好。经过橡胶或树 醋改性的沥青由于粘度大大增加，所以抗剥离性能得到 很大改善。