泡沫沥青混合料物理力学特性的试验研究_拾方治

W add = W omc- W moist - W reduce
( 1)
M w ater =
W add 10 0
×(
M
+ sample
M cement )
( 2)
式 中: W add 为 需要 加 入 集料 中 的 含水 量, % ;
Fra Baidu bibliotek
W omc 为 最 佳 含 水 量, % ; W moist 为 集 料 中 的 含 水
根据材料的筛分结果, 按照尽量贴近 Wirt gen 级配曲线[ 1] 中值并控制 0. 075mm 筛通过率在 8% 的原则, 确定了试验级配, 如图 1 所示。从图 1 可看出, 所选试验级配中细集料略少, 这主要是由新料和 RAP
资助项目: 上海市重点学科建设项目资助。 收稿日期: 2004- 02- 16
韩国 AH- 70 150
1. 5
11
12
1. 3 拌和用水 应用泡沫沥青稳定的一个重要特点就是集料可
以是冷湿材料, 同时拌和与压实时也需要加入一定 的水, 这些水有利于拌和与压实。但是集料的含水率 会对泡沫沥青稳定的效果产生影响, 为达到最佳的 拌和目的, 必须根据公式( 1) 考虑水分的散失量, 然 后根据公式( 2) 的结果向集料中加入水。试验中为了 便于控制集料中的含水率, 2 种集料在试验前都在 60℃下烘干并用塑料袋密封冷却至室温, 然后根据 以下经验公式( 1) 确定拌和用水量:
2004 年 第 5 期 拾方治等: 泡沫沥青混合料物理力学特性的试验研究
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图 1 泡沫沥青混合料级配曲线
沫沥青混合料, 根据其发泡特性, 确定它的最佳发泡 条件如表 2。
表 2 韩国 AH- 70 沥青最佳发 泡条件 沥青 发泡温度/℃ 发泡用水量/ % 膨胀率/ 倍 半衰期/ s
表 1 集料的密度
集料类别
0～5 mm 石屑 5～15 m m 新砂石料 15～25 mm 新砂石料 0～5 mm RA P 回收料 5～25 mmRAP 回收料
密度/ (g /cm3) 2. 714 2. 693 2. 690 2. 225 2. 419
试验方法
T0328- 2000 T0304- 2000 T0304- 2000 T0328- 2000 T0304- 2000
公路 2004 年 5 月 第 5 期 HIG HWA Y Feb. 2004 N o . 2 文章编号: 0451- 0712( 2004) 05- 0142- 04 中图分类号: U 416. 217 文献标识码: A
泡沫沥青混合料物理力学特性的试验研究
拾方治1, 孙大权1, 罗芳艳2, 吕伟民1, 朱良镨2
( 1. 同济大学交通运输工程学院 上海市 200092; 2. 上海浦东路桥建设有限公司 上海市 200120)
摘 要: 泡沫沥青混合料是一种全新的道路材料, 其有关特性尚不完全清楚。本文以泡沫沥青稳定 2 种骨料( 新 砂石料和 回收料) 为 基础, 从 材料的选 取与级配的 组成、沥青的最佳 发泡条件、混合料 拌和方法及 养护方案 等几个方 面提出一种泡沫沥青混合料 的研究方法, 并对该材料的物 理性质和强度特性进 行了研究。结果表明 泡沫沥青混合料 密度较小, 空隙率较大, 其强度能够满足路面设计规范关于 基层设计参数的要求。水泥作为填料对泡沫沥青混合料强 度影响不大, 其主要作用是能显著改善水稳性。 关键词: 泡沫沥青混合料; 物理性质; 强度特性; 水稳性
根据对 4 种常用沥青( 镇海、壳牌、韩国和埃索) 发泡特性的试验研究结果来看, 沥青发泡过程主要 是沥青物理性质的变化过程, 因此对于普通针入度 级沥青均可进行发泡, 但在一定温度和发泡用水量 下, 每种沥青都会有一个最佳的发泡状态。因此在选 用沥青拌制泡沫沥青混合料之前还需对该种沥青进 行发泡试验, 以确定最好的发泡效果并以此拌制泡 沫沥青混合料。本文采用韩国 AH- 70 沥青拌制泡
量, % ; W reduce为水分的散失量, 其值取 0. 3×W omc-
0. 6, % ; Mwater 为需加入水的质量, g ; M 为 sample 集料的
干质量, g; M cement 为需加入水泥的质量, g 。
6 种不同水泥含量的混合料击实试验结果和最
1 材料与级配设计 1. 1 材料
新集料由 0～5 mm , 5～15 mm 和 15～25 mm 等 3 档料组成, 且均为石灰岩。RAP 料由旧沥青路 面回收料和 0～5 mm 石屑( 和新集料所用相同) 混 合而成。依据交通部行业标准《公路工程集料试验规 程》( JT J 058- 2000) 分别采用网篮法和容量瓶法测 定粗集料的毛体积密度和细集料的表观密度, 对于 RAP 料, 则分成 0～5 mm 和 5～25 mm 两档料分别 加以测定, 测定结果如表 1 所示。
材料中细集料偏少引起的, 其实这与实际工程中往 往细集料偏少的情况一致, 因此也认为该级配符合要 求。根据加入普通硅酸盐水泥用量的不同又将每类材 料分成 3 组, 其水泥含量分别为 0、1% 和 1. 5% 。由于 矿粉和水泥颗粒粒径几乎全部小于 0. 075 m m, 因此 对于水泥用量的变化只需相应调整矿粉用量即可, 该 调整对级配曲线几乎无影响。同时为了寻求每组材料 有关特性随沥青含量的变化情况, 这里对每组级配均 喷入 1% 、2% 、3% 、4% 和 5% 的泡沫沥青。 1. 2 沥青
泡沫沥青混合料是一种新型的道路材料, 近年 来由于能源紧缺及人们环保意识的增强, 已经引起 国内外道路界的重视, 围绕泡沫沥青稳定材料的研 究已经展开, 但是人们对其有关性质还不熟悉, 有关 研究方法也不相同。为了了解该材料的有关性质, 选 择合适的研究方法, 本文对泡沫沥青稳定 2 种集料 进行了配合比设计和有关特性的试验研究。试验用 的一种集料是全部采用新的砂石料, 简称新集料; 另 一种是以旧沥青路面回收料为主并添加少量新砂石 料, 简称 RAP 料。