全深式瀝青路面水泥穩(wěn)固冷再生混雜料路用性能精彩

1、全深式瀝青路面水泥穩(wěn)定冷再生混合料路用性能摘 要:本文以現(xiàn)場取回的瀝青層和基層RAP料為原材料，在調(diào)查面層和基層料比例的基礎(chǔ)上，選擇了20:80、33:67、40:60三種面基層混合料比例進(jìn)行混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、得出瀝青面層和基層的比例對(duì)其力學(xué)強(qiáng)度有較大的影響。關(guān)鍵詞：路用性能，材料標(biāo)準(zhǔn)Abstract:Based on the field to retrieve the asphalt layer and the base RAP materials, based on the investigation of surface and base layer material p

2、roportion, choose 20:80, 33:67,40:60 three kinds of surface base mixture ratio of the mixture of unconfined compressive strength, splitting tensile strength, the asphalt surface layer and base on the mechanical strength ratio has great influence.Keywords:Road performance, material standard無側(cè)限抗壓強(qiáng)度無側(cè)限

3、抗壓強(qiáng)度是表征道路基層強(qiáng)度的基本指標(biāo)，在現(xiàn)行的基層施工技術(shù)規(guī)范和再生技術(shù)規(guī)范中都有明確的要求，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可以直觀的反映出混合料時(shí)間的強(qiáng)度特征，試驗(yàn)過程簡單容易操作，同時(shí)抗壓強(qiáng)度與其他強(qiáng)度指標(biāo)間具有較好的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。本節(jié)研究了三種面層、基層用料比例、五種水泥摻量下的再生混合料的7d、28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，通過試驗(yàn)研究再生混合料料面層：基層用料比例、水泥劑量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。1.1試驗(yàn)方法將銑刨的舊路面材料添加3%、5%、6%、7%、8%四種不同的水泥摻量，面層基層的比例分別為20:80、33:67、40:60，并且根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水量，按照現(xiàn)行公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定 材料試驗(yàn)規(guī)程

4、試驗(yàn)方法進(jìn)行。試驗(yàn)采用靜力壓實(shí)法成型尺寸為150mm×150mm的圓柱形試驗(yàn)，每種水泥摻量的平行試件數(shù)量按照規(guī)范的要求制備，采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件進(jìn)行7d、28d和90d三個(gè)齡期的養(yǎng)生，試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的計(jì)算方法為：式中：-無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（MPa）-試件破壞時(shí)的最大壓力（N）-試件的直徑（mm）對(duì)養(yǎng)生后的試件進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，在進(jìn)行再生水泥穩(wěn)定混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果處理方面，以抗壓強(qiáng)度的代表值作為抗壓強(qiáng)度的取值。在試驗(yàn)中每組有3個(gè)試件，試件強(qiáng)度代表值的 確定規(guī)則為：取三個(gè)試件強(qiáng)度的算術(shù)平均值作為該組試件的強(qiáng)度代表值；如果一組的 最大值 或最小值之間的絕對(duì) 差值超過中間值的

5、0.15時(shí)，取中間值 作為改組試件 的強(qiáng)度代表值；當(dāng)一組試 件無 側(cè)限抗壓強(qiáng)度的最小值與最大值差值均超過中間值0.15時(shí)，該組試件的 強(qiáng)度則不能作為評(píng)定的依據(jù)。試驗(yàn)后試件的損壞情況見圖1.1。圖1.1 無側(cè)限抗壓試驗(yàn)損壞后的試件有圖1.1可知，在經(jīng)過無側(cè)限抗壓試驗(yàn)之后的試件保持著完整性，試件表面有少量集料顆粒脫落，表面產(chǎn)生細(xì)小微裂紋。1.2試驗(yàn)結(jié)果在本文的研究中，原道路中路基和路面材料的比例分別為20:80、33:67、40:60，水泥摻量分別選取質(zhì)量比3%、5%、6%、7%、8%，以下分別就三種面層基層用料比類型的混合料試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)進(jìn)行論述。（1）面層：基層=20:80無側(cè)限抗壓強(qiáng)

6、度舊瀝青路面和砂礫基層篩分之后的混合料按照質(zhì)量比20:80的比例混合料在一起，分別添加3%、5%、6%、7%、8%質(zhì)量比摻量的水泥在最佳含水量下進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1.1。表1.1 面層：基層=20:80時(shí)五種水泥摻量下無側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥摻量 %抗壓強(qiáng)度（代表值）/MPa7d與28d強(qiáng)度比（%）7d28d32.614.0264.953.474.7173.763.855.507074.325.8374.184.906.4276.3對(duì)表1.1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成為圖表如下：圖1.2 面層：基層=20:80時(shí)5種水泥摻量下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度從表1.1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在面層基層比例為20:8

7、0時(shí)的再生混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度只有在水泥用量為3%的時(shí)候不符合規(guī)范要求，5%、6%、7%、8%的試件強(qiáng)度均滿足規(guī)范要求；隨著水泥摻量的增加，再生混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大；再生混合料7d與28d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度比例在65%76%之間。（2）面層：基層=33:67無側(cè)限抗壓強(qiáng)度按照規(guī)范要求，混合料采用面層與基層用料質(zhì)量比例33:67，水泥摻量分別為3%、5%、6%、7%、8%條件下進(jìn)行7d、28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見表1.2。表1.2 面層：基層=33:67時(shí)五種水泥摻量下無側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥摻量 %抗壓強(qiáng)度（代表值）/MPa7d與28d強(qiáng)度比（%）7d28d32.873.7277.153.

8、264.5371.963.455.2166.274.195.6873.784.256.1369.3為了能夠?qū)Ρ?.2的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行較為直觀的分析，繪制水泥冷再生無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻量和養(yǎng)生齡期的變化曲線圖1.3。圖1.3 面層：基層=33:67時(shí)5種水泥摻量的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度從圖1.3的趨勢(shì)圖來看，當(dāng)面層：基層的比例為33:67時(shí)，混合料試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥用量的增加而增加，在我國現(xiàn)行的公路 路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ034-2000中對(duì)二級(jí)及 二級(jí)以下公 路的水泥穩(wěn)定土的7d浸水抗壓強(qiáng)度的要求為2.53.0Mpa，五種水泥摻量下的再生混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均滿足規(guī)范的要求。7d抗壓強(qiáng)度

9、與28d抗壓 強(qiáng)度之比在65%80%之間，參考普通水 泥混凝土強(qiáng)度形成特征，該再生混合料在早期的強(qiáng)度形成是比較快的，基層強(qiáng)度形成較快可以縮短工期，這對(duì)于南方多雨地區(qū)和工期短的項(xiàng)目來說很重要，同時(shí)工期的縮短可以降低建設(shè)工程費(fèi)用。（3）面層：基層=40:60無側(cè)限抗壓強(qiáng)度按照同樣的方法混合面層與基層混合料比例40:60，水泥摻量選取3%、5%、6%、7%、8%進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其7d與28d養(yǎng) 生后 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度見表1.3。表1.3 面層：基層=40:60時(shí)5種水泥摻量下無側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥摻量 %抗壓強(qiáng)度（代表值）/MPa7d與28d強(qiáng)度比（%）7d28d32.122.7577.152.5

10、23.1679.763.174.806673.964.9779.784.105.8670.0面層基層用料比例為40:60情況下，水泥摻量在3%、5%、6%、7%、8%下的混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化見圖1.4。圖1.4 面層：基層=40:60時(shí)5種水泥摻量的無側(cè)限抗 壓強(qiáng)度通過表1.3的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)基層面層比例為40:60時(shí)，再生混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度相比前者普遍減小，水泥摻量在3%、5%時(shí)均不能滿足基層對(duì)強(qiáng)度的要求，從整體上來看，隨著水泥摻量的增加，再生混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增加，表明舊瀝青混合料的存在對(duì)再生混合料的強(qiáng)度是有損害的。綜合以上三種混合料類型的水泥摻量對(duì)混合料試件強(qiáng)度的影響可知，在

11、3%8%范圍內(nèi)，水泥用量越大混合料試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度就越大，這說明水泥的添加是再生物料強(qiáng)度形成的主要原因。為了清晰的反映舊瀝青混合料的存在對(duì)再生料強(qiáng)度的影響，以水泥摻量為橫坐標(biāo)，7d、28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制相應(yīng)的規(guī)律圖。圖1.5 三種面基層比例下的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度由圖1.5可以看出，從總體上來看，混合料中摻加舊瀝青混合料的比例越大，再生混合料試件的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度就越小。從7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的指標(biāo)來看，水泥摻量越大再生料的的抗壓強(qiáng)度就越大，這說明水泥是再生料強(qiáng)度形成的主要原因。面層物料和基層物料的比例為40:60時(shí)，再生混合料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度較小且不規(guī)律，說明舊瀝青混合料的存

12、在對(duì)再生料的強(qiáng)度形成有較大影響，在面層基層比例為20:80時(shí)，隨著水泥用量的增加，試件的7無側(cè)限抗壓強(qiáng)度比較有規(guī)律。在舊瀝青混合料摻加較多的面層基層用料比例為20:80混合料中，試件在水泥摻量3%5%的強(qiáng)度增長緩慢，5%7%之間時(shí)強(qiáng)度增長較快。 圖1.6 三種面基層比例下的28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度從圖1.6的試驗(yàn)結(jié)果來看，三種類型的再生混合料試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 隨著水泥用量的增大而增大；舊瀝青混合料的存在對(duì)28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響，面層與基層物料比例為40:60時(shí)再生混合料28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度小并且沒有規(guī)律，水泥用量在3%5%范圍內(nèi)時(shí)，再生混合料試件的28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增長緩慢，水泥摻

13、量在5%以上時(shí)再生混合料的強(qiáng)度形成較快。2劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)半剛性基層的抗拉強(qiáng)度是我國 現(xiàn)行的公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算的指標(biāo)和參數(shù)之一，是評(píng)價(jià)水泥穩(wěn)定類混合料 的抗拉伸變形能力的重要技術(shù)指標(biāo)。本文分別對(duì)20:80、33:67、40:60面基層用料比例，水泥摻量分別為3%、5%、6%、7%、8%的再生混合料進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，通過以上試驗(yàn)來研究面基層比例、水泥摻量與再生混合料劈裂強(qiáng)度之間的關(guān)系，為再生混合料原材料摻合比例的優(yōu)化 提供參考。2.1試驗(yàn)方法選用試件的間接抗拉強(qiáng)度 即劈裂強(qiáng)度來研究水泥冷再生 混合料的抗拉性能，用以評(píng)價(jià)冷再生混合料的抗拉伸變形能力，并為結(jié)構(gòu)組合 設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參數(shù)。無機(jī)

14、結(jié)合料穩(wěn)定材料劈裂強(qiáng)度即試件的間接抗拉強(qiáng)度，在萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，壓力機(jī)的加載速率要求控制在1mm/min。試驗(yàn)采用四種不同的水泥摻量，每個(gè)摻量做三個(gè)平行試驗(yàn)，試件的成型、養(yǎng)生方法與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度相同，進(jìn)行劈裂試驗(yàn)用的加壓條寬度為18.75mm，弧面半徑75mm，長度大于150mm。試件劈裂抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式為：式中：-試件的間接拉伸強(qiáng)度/MPa； -試件破壞時(shí)的最大壓力/N； -試件的直徑/mm； -浸水后試件的高度/mm； -壓條的寬度/mm； -圓心角/rad。2.2試驗(yàn)結(jié)果原路中路基和路面材料的比例 分別為20:80、33:67、40:60，水泥摻量分別選取質(zhì)量比3%、5%、6%、7%、

15、8%，以下分別就三種面層基層用料比例類型混合料試件的劈裂強(qiáng)度分別進(jìn)行論述。（1）面層：基層=20:80劈裂強(qiáng)度舊瀝青路面和砂礫基層篩分之后的混合料按照質(zhì)量比20:80的比例混合料在一起，分別添加3%、5%、6%、7%、8%質(zhì)量比摻量的水泥在最佳含水量下進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2.1。表2.1 面層：基層=20:80時(shí)五種水泥摻量 下劈裂強(qiáng)度水泥2摻量 %抗壓強(qiáng)度（代表值）/MPa7d與28d強(qiáng)度比（%）7d28d30.280.3971.850.320.4669.660.380.5371.770.390.5570.980.430.5676.8在面層：基層=20:80的混合料類型 下，再生混

16、合料試件 劈裂強(qiáng)度 在不同水泥劑量下的劈裂強(qiáng)度見圖2.1。 圖2.1 面層：基層=20:80時(shí)5種水泥摻量下劈裂強(qiáng)度通過表5和圖7可以得到：再生混合料的劈裂強(qiáng)度總體上隨著水泥摻量的增加而增加，再生混合料7d與28d劈裂強(qiáng)度的比值范圍在69%77%，這表明再生混合料試件強(qiáng)度大部分在7d內(nèi)就已經(jīng)形成。（2）面層：基層=33:67劈裂強(qiáng)度按照規(guī)范的要求，混合料采用面層與基層用料質(zhì)量比例33:67，水泥摻量分別為3%、5%、6%、7%、8%條件下進(jìn)行7d、28d劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2.2。表2.2 面層：基層=33:67時(shí)五種水泥摻量下劈裂強(qiáng)度水泥摻量 %劈裂強(qiáng)度/MPa7d與28d強(qiáng)度比（%）

17、7d28d30.210.3461.750.300.4173.260.280.4858.370.320.5162.780.340.5068面層：基層=33:67時(shí)，再生混合料劈裂強(qiáng)度與水泥摻加量之間的關(guān)系見圖2.2。圖2.2 面層：基層=33:67時(shí)5種水泥摻量的劈裂強(qiáng)度由表2.2和圖2.2可知，總體上隨著水泥摻量逐漸增多的過程中，再生混合料試件的劈裂強(qiáng)度明顯增大，這表明水泥是再生混合料強(qiáng)度形成的主要原因。（3）面層：基層=40:60劈裂強(qiáng)度按照規(guī)范的要求，混合料采用面層與基層用料質(zhì)量比例40:60，水泥摻量分別為3%、5%、6%、7%、8%條件下進(jìn)行7d、28d劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2.3

18、。表2.3 面層：基層=33:67時(shí)五種水泥摻量下劈裂強(qiáng)度水泥摻量 %劈裂強(qiáng)度/MPa7d與28d強(qiáng)度比（%）7d28d30.190.3161.350.260.3868.460.290.426970.310.4963.380.330.5164.7面層：基層=40:60時(shí)，再生混合料劈裂強(qiáng)度與水泥摻加量之間的關(guān)系見圖2.3。圖2.3 面層：基層=33:67時(shí)5種水泥摻量的劈裂強(qiáng)度由表2.3和圖2.3可知，再生混合料劈裂強(qiáng)度隨著水泥用量的增大而增大，相比前者，在水泥用量逐漸增加的條件下，再生混合料強(qiáng)度增長的速率變小。就瀝青混合料比例的增大影響到水泥與集料界面之間的聯(lián)接，導(dǎo)致水泥水化產(chǎn)物難以順利形成

19、。水泥摻加量在超過5%以后強(qiáng)度增長緩慢，在5%以下時(shí)相對(duì)強(qiáng)度較小。再生混合料早期強(qiáng)度較高，以面層：基層=33:67為例，早期強(qiáng)度是中期強(qiáng)度的66%。（4）基面層比例對(duì)劈裂強(qiáng)度影響為了清晰的表現(xiàn)出不同面基層用料比例的劈裂強(qiáng)度指標(biāo)，分別研究7d、28d養(yǎng)護(hù)時(shí)間的不同水泥摻量下的劈裂強(qiáng)度。 圖2.4 不同面基層比例混合料 7d劈裂強(qiáng)度 圖2.5 不同面基層比 例混合料28d劈裂強(qiáng)度圖2.4和圖2.5分別是三種面基層比例下再生混合料的7d、28d劈裂強(qiáng)度，對(duì)于7d劈裂強(qiáng)度來說，再生混合料隨著水泥用量的增加沒有呈現(xiàn)出較好的規(guī)律。對(duì)于28d劈裂強(qiáng)度，隨著水泥用量的增加，強(qiáng)度上升比較穩(wěn)定，水泥摻量在大于7%之后增長已經(jīng)不明顯，水泥摻量對(duì)混合料劈裂強(qiáng)度的作用趨于穩(wěn)定。在20%40%之間，舊瀝青混合料所占比例越大，再生混合料的劈裂強(qiáng)度就越小，這說明舊瀝青混合料的存