（土木工程专业论文）水泥乳化沥青砼路面材料研究.pdf

摘要 阳离子乳化沥青是道路施工、养护中常用的一种路面材料，然而受国产沥青 材料的质量影响，在使用过程中易造成路面的一些病害发生，针对这一状况，国 外公路研究部门提出在乳化沥青混凝土中掺加水泥的方法，较好地改善了这种材 料的路用性能。 本文主要是先讨论了适合水泥乳化沥青混凝土材料性能特点的实验方法，推 荐了合适混合料迸一步修正马歇尔实验的测试方法及荫料顺序，然后，通过该实 验提出了水泥乳化沥青的最佳配合比，并说明了在乳化沥青混合料中加入一定比 例水泥后对乳化沥青混合料高温稳定性和早期强度的影响，同时对一段旧路进行 补强，摸索了该用材料施工路面的过程及方法，最后初步探讨了该材料的强度形 成枧理和技术经济分析。 关键词：水泥乳化沥青马歇尔稳定度流值强度理论 a b s t r a c t t h ec e m e n t e m u l s i f i e da s p h a l ti saw i l d l yu s e dm a t e r i a li nr o a d s c o n s t r u c t i o na n dp r o t e c t i o n b e c a u s ei n f l u e n c e db yt h eq u a l i t yo ft h e a s p h a l t i tu a s a lc a u s e ss o m ed i s e a s e so ft h er o a d ss u r f a c e t os o v l e t h i sp r o b l e m ，s o m ea b r o a dr o a d si n s t i t u t e sa p p l i e dau s e f u lm e t h o dt h h 2 3 针入度( 2 5 摄氏度，l o o gi i o 姗) 1 2 l 延度( 2 5 摄氏度c m )3 4 7 5 软化点( 摄氏度) 4 7 5 乳化沥青技术性质表3 项目结果 筛上剩余量( ) 0 2 蒸发残留物含量( ) 5 7 3 3 粘附性 2 3 针入度( 2 5 摄氏度，l o o gi i o m m ) l0 4 延度( 2 5 摄氏度c m ) 5 8 软化点( 摄氏度) 4 6 5 水泥乳化沥青砼路面材料研究 三、水泥 实验中所用水泥为市场购买的3 2 5 级普通硅酸盐水泥。 水泥技术性质表4 j项目结果 l细度( 0 0 7 5 筛余) 3 3 4 f标准稠度用水量( m 1 ) 1 2 3 初凝时间( h ) 3 0 8 终凝时间( h ) 6 o 2 - 2 乳化沥青砼最佳含油量确定 一、级配的选择 良好级配的矿料，使不同粒径的颗粒搭配适当，互相填充能得到最大的密实 度，既能节约胶结材料，又能提高整体的密实度和强度。乳化沥青砼在常温养生 条件时，粗级配空隙率大的试件更有利于排水，混合料的强度主要由材料的内摩 阻力起作用，因而其早期稳定度较高，而在高温养生时无论粗级配和密级配的试 件水份已基本蒸发，沥青的粘聚力及沥青与矿料的粘结力发挥作用而矿料多的密 级配试件中，矿粉增加了矿料的比表面积，减小空隙率，并有助于形成结构沥青 膜提高粘聚力，所以密级配试件后期高温稳定度大于粗级配的试件。本次实验为 乳化沥青混合料中掺加适量的水泥以提高其性能，故采用交通部提供的阳离子乳 化沥青砼的密级配r l 一2 0 一中值。 表5 c 孑l 径 2 0 1 052 51 20 60 30 1 5 o 0 7 5 通过率9 7 5 7 55 7 54 2 53 2 5 2 41 71 1 55 矿料筛分时使用的为圆孔筛 二、最佳含油量确定 沥青用量的多少直接影响到沥青混合料的强度、高温稳定性等性能，过多的 沥青使矿料颗料间存在大量自由沥青，不仅导致粘聚力降低，且为集料颗料间的 润滑剂，使内摩阻力也降低，沥青用量过少，不能保证全部矿料表面充分裹覆， 同时不存在少量自由沥青时会引起沥青砼塑性，特别是低温塑性降低，所以沥青 用量要适当。 阳离子乳化沥青砼的强度形成过程与普通热拌沥青砼有着明显的不同，普通 热拌沥青混合料在适宜温度下拌制和压实成型后，可在较短的时间内冷却，此时 混合料中的沥青迅速由粘稠状态转入近乎玻璃体态，分散体系也由具有较大空隙 的散堆状态变为密实整体形状，并产生较大强度，乳化沥青混合料则不同，由于 乳液是沥青与水的混合物，其中沥青必须经过乳液与骨料的粘附、分解破乳、蒸 干等过程后才能完全恢复原有的粘结性能，所以需要经过一段比热沥青成型时间 水泥乳化沥青砼路面材料研究 长得多的时间才能达到一定的强度要求。由于乳化沥青混合料与普通热沥青混合 料成型机理的区别，原先适用于热沥青混合料配合比设计的马歇尔稳定度实验方 法已不适应用于乳化沥青混合料的配合比设计，所以对乳化沥青混合料的马歇尔 稳定度实验方法需在热拌沥青实验方法的基础上迸行修正，修正的要点在于“试 件的击实和养生”以及在试样拌制方法时如何考虑添加拌和用水问题，具体修正 之处是： l 、每组试样采用6 个试件，其中3 个放在室温条件下养生( 温度1 5 2 5 摄 氏度，相对湿度5 0 8 0 ) 试件在试模内和试模外分别养生2 4 小时，然后在2 0 摄氏度条件下试压，另外3 个试件在i i 0 摄氏度烘箱中于试模内养生2 4 小时， 脱模后在室内静置2 4 小时，然后在6 0 摄氏度的条件下试压。 2 、每个试件在在制作时，上、下两面各击实5 0 次，并且分为两趟击锤，首 先在混合料试件拌制入模时，于试件上、下两面各击锤25 次，经过规定条件模 内养生后，在养护温度下，再于上、下两面各补击2 5 次，然后冷却脱膜。 修正后的马歇尔稳定度实验，通过不同养生条件试件所测得的稳定度，可以 作为乳化沥青混合料初期和后期强度评定指标。 本次实验根据级配采用拌和总用水量为6 ，初步确定混合料中乳液用量为 p = 0 0 6 a + 0 1 2 b + 0 2 c p - - - 试拌乳液占矿料干质量的百分率 a 大于2 5 m m 矿料占全部矿料总量的百分率 b - - - 粒径为2 5 r m m 一0 0 7 4 r m n 矿料占全部矿料总量的百分率 c 小于0 0 7 4 r r 埘n 矿料占全部矿料总量的百分率 根据本实验所选级配由上式所初步确定乳液用量为9 ，故采用了8 ，9 ， 1 0 ，1 1 ，1 2 五种不同乳液用量，按照修正的马歇尔稳定度实验方法进行实验， 根据实验测试结果将有关物理指标和力学性质列下： 最佳含油量实验结果表6 乳液用稳定度脚流值1 l o o m m密度g c m 3空隙饱和 量 g 干湿干湿干湿 率度g 8 ( 4 1 5 ) 5 1 31 9 75 2 23 2 22 2 82 2 58 1 95 2 8 3 9 4 6 6 ) 4 5 22 15 1 83 3 92 2 92 2 47 1 25 9 0 4 l o ( 5 1 8 ) 4 3 61 7 63 6 32 5 02 3 02 2 36 0 36 5 5 5 1 1 ( 5 7 0 ) 3 8 61 8 54 2 32 7 12 2 92 2 35 7 36 8 4 8 1 2 ( 6 2 2 ) 4 8 5l 。3 83 3 92 9 22 3 02 2 04 2 57 6 1 4 乳液用量括号内值为沥青含量，空隙率、饱合度均为干试件所测值。干为试件高 温养生，湿为试件室温养生。 6 水泥乳化沥青砼路面材料研究 乳化沥青混合料技术标准表7 项目单位湿于 击实次数次5 05 0 稳定度 k n2 54 0 流值 l 1 0 抛n2 0 4 52 0 4 0 空隙率 6 1 0 饱合度 5 0 一7 0 密度( 湿)g c m 3 2 1 5 密度( 干)g c m 3 2 2 0 由于乳液用量为8 的试件中，有一试件在试压过程中稳定度还没达到最大 值时，机器故障，修好后重新测试，可能造成稳定度偏大，所以不具有可比性， 后用第二次所取乳液做了乳液含量为6 ，7 ，8 ，9 的四组试件，来进一步 确定最佳含油量。 最佳含油量实验结果表8 乳液用 稳定度 流值 密度g c m 3空隙率饱合度 量 l 1 0 0 i m 6 ( 3 4 4 ) 4 2 52 4 72 3 09 3 54 5 4 2 7 ( 4 0 1 ) 4 2 92 6 42 3 l8 2 85 2 2 4 8 ( 4 5 9 )4 5 42 7 4 2 3 17 3 05 8 5 4 9 ( 5 1 6 ) 4 4 82 8 l2 3 3 5 6 36 7 4 3 将实验结果与技术标准对照，并绘绘制乳液相当于沥青用量与稳定度、流值、 空隙率、饱和度、密度的关系曲线，并按照表7 技术标准可得出乳液相当于沥青 用量为4 88 为乳化沥青混合料的最佳用量。 水泥乳化沥青砼路面材料研究 2 25 7 0 巷i o 蠡5 0 4 0 一相当沥青用量的 k 一 l。，一 + 相当沥青用量 3 4 4 40 145 95 1 6 一一相当橱青用量g 8 2 9 。 2 8 0 s 。，。 , j - 4 銎2 6 。 2 5 。 2 4 0 9 替 8 霸 ， 6 5 3 4 4 4 o l4 5 95 1 6 + 相当沥青用量 3 4 44 0 l 4 5 95 1 6 十相当沥青用量 i i 4 j i 旦勰破嚣 ，。l c j 3 3 扎 2 乍口5 毯释 川 一 一 而 一 兰 一“一 水泥乳化沥青砼路面材料研究 第三章施工工艺与最佳配合比实验及分析 3 一l 施工工艺实验与分析 一、旋工工艺实验 根据国外的研究来看，按照施工工艺的不同，一般可分为两类，一种是以日 本为代表的渗透型，这种方法是在预先摊铺压实好的大空隙率( 2 0 左右) 沥青 砼上撒布渗透浆料，经过浆料的自然渗透以及振动压路机的振动碾压，使水泥浆 渗透到沥青砼中，另外种是英、美等国采用的拌和型，即将水泥( 砂) 浆与沥 青混合料拌和后与普通热沥青砼一样摊铺碾压成型。因渗透法需使用较大水灰比 的水泥浆料来提高其流动性，以便利于其在混合料中渗透，而本实验使用的是乳 化沥青，其强度形成需要排水、蒸干的过程，所以渗透法不适合本实验，放采用 拌和型。 为了使乳液能充分裹覆矿料并使水泥均匀地分散到乳化沥青混合料中，我们 拟定十组不同加料方法： s ls 2+ 水泥+ 乳液 s 3s 4 + 水泥浆w c = o 4 5 s 5s 6+ 水泥砂浆+ 乳液( 0 0 7 4 细砂8 0 9w c ：1 ) s 7s 8 + 乳液+ 水泥砂浆w c = o 4 s 9+ 乳液+ 矿粉与水泥拌和均匀 s l o + 矿粉与水泥拌和均匀+ 乳液 各组乳液用量为8 ，总用水量为矿料的6 ，水泥用量为3 。 二、进步修正的马歇尔实验方法 目前已有的对水泥一乳化沥青混合料的研究都按照适于乳化沥青混合料特点 的修正马歇尔实验方法进行的，较少考虑加入水泥对混合料性质的影响。 修正马歇尔实验方法要求试件的击实成型分两次进行，一次为混合料拌制人 模时，次为模内养生2 4 小时后，这模j ! ；( 了乳化沥青混合料强度逐渐形成，以 及路面铺筑后不中断交通，在行车荷载下继续压实的情况，是一种比较合理的试 验方法。但是，水泥乳化沥青混合料开始拌和，水泥即与水接触发生水化反应， 同时促使乳化沥青尽快破乳，使水泥乳化沥青混合料强度形成时间大为缩短，而 且，水泥水化有一定的凝结时间，如本次试验用水泥初凝时间为3 小时，终凝时 间为6 小时，该方法提出的2 4 小时后二次击实会把已形成一定强度的水泥石击 碎，破坏水泥与石料间的粘结，降低水泥对混合料整体强度的改善作用，为此， 国内有人研究时曾把两次击实改为装模时一次击实，这虽然避免了二次击实时击 碎水泥石，但也会造成成型时乳化沥青尚未完成破乳，混合料中多余水分不能完 全排出，致使试件空隙率过大，与实际情况不符。 修正马歇尔实验还要求试件在i i 0o c 高温下养生，以反映混合料后期性能。 9 水泥乳化沥青砼路面材料研究 但水泥水化有一定的温度要求，一般情况下随着养生温度提高，水泥水化速度加 快，但i i o o c 高温养生会遏制水泥的水化反应，使其在混合料中只能起填充料作 用而没有达至d 预期的粘结作用，不能体现水泥对乳化沥青混合料后期性能的影 响。 针对水泥乳化沥青混合料的上述特点，本次研究在修正马歇尔实验方法基础 上作了进一步修正的，主要修正之处如下： 1 、一组试样制件1 2 个，其中6 个放在室温条件下养( 2 0 + 5 。c ，保湿) ，在 2 0 。c 条件下试压；另外6 个试件放在6 0 恒温恒湿箱内养生，然后在6 0 。c 条件 下试压，分别反映水泥乳化沥青路面材料的早期强度和高温性能。 2 、每个试件制作时，上下两面击实，且分两次进行，每一次击实在混合料 拌制人模时进行，第二次击实在水泥初凝时进行，击实次数各为击实总数的一半， 第二次击实后将试件脱模养生。其中s 1 s 3s 5 s 7 组击实5 0 次，s 2 s 4s 6 s 8s 9s l o 组击实7 5 次。 上述进一步修正是基于对水泥乳化沥青混合料中乳化沥青和水泥各自特性 及路面施工的实际情况的考虑而提出的，每组试样采用1 2 个试件，6 个用于观 测混合料的前期性能，6 个用于观测混合料后期情况，提高了实验结果的可靠度， 增大保证率。 乳化沥青混合料是用冷拌冷铺法施工的，经过碾压后乳化沥青破乳，恢复 粘结作用，但混合料强度仍较低，路面成型是一个逐惭发展的过程，在交通量繁 重的地区，新铺路面不得不在较短的时间内开放交通，承受交通荷载，由于水泥 乳化沥青混合料中水泥的存在，乳化沥青破乳迅速，再加上水泥的水化反应，混 合料强度发展较快，水泥初凝时，混合料已具备一定强度，路面可基本定型。为 此，本次研究仍以两次击实，并将第二次击实安排在水泥初凝时，模拟路面成型 过程，并以经过室温养生的试件在2 0 0 c 条件下的稳定度作为水泥一乳化沥青混合 料的初期强度评价指标。 水泥乳化沥青混合料经过一段时间的行车碾压后，其中的水泥水化过程基 本完成，乳化沥青完全恢复粘结性能，多余的水分不断蒸发至干，混合料的强度、 密实度达到最佳，研究证明水泥乳化沥青混合料在6 0 。c 烘箱中养生4 8 h 后，其 性能接近混合料后期情况，本次研究以烘箱养生试件6 0 0 c 条件下的稳定度来反 应水泥哥l 化沥青混合料后期高温性能，表9 分别按修正马歇尔实验及进一步修 正马歇尔实验方法养生测试的两种水泥乳化沥青混合料在不同水泥含量下的稳 定度变化情况： 水泥乳化沥青砼路面材料研究 不同水泥含量在不同实验方法下对混合料稳定度的影响( 单位：k n )表9 修正马歇尔实验进一步修正马歇尔实验 水泥含量 后期高温稳定后期高温稳定 早期稳定度早期稳定度 度度 0 5 4 12 6 61 5 63 7 8 1 6 5 42 5 55 2 46 3 l 3 8 7 02 6 01 2 8 71 3 8 6 5 1 1 12 9 91 7 8 82 0 0 0 由表可见，加入水泥明显提高了沥青混合料的早期强度，对于修正马歇尔实 验方法养生沥青混合料，加入1 的水泥，使早期强度提高了2 1 ，水泥对按进一 步修正马歇尔实验方法养生的混合料早期强度的改善作用更是明显，按修正马歇 尔实验方法对混合料进行z z o o c 高温养生，因为水泥的活性作用基本消失，其对 混合料的后期高温性能影响不大，如表2 所示，当水泥用量为1 左右时，混合 料后期高温稳定度甚至略有下降，当水泥用量达到5 时，其稳定度也仅比无水 泥的沥青混合料提高1 2 ，按进一步修正马歇尔实验方法对混合料进行6 0 0 c 高温 养生，因为水泥水化完全，其对混合料的后期高温稳定性的改善作用能充分体现 出来，仅加入l 的水泥，就能将混合料的后期高温稳定性提高6 7 ，可见，本次 研究提出的进一步修正马歇尔试验方法既考虑了乳化沥青混合料本身的特点，又 顾及了水泥胙为粘结料的影响，尽可能地模拟了路面实际情况，使室内实验对现 场施工具有指导意义。 施工工艺实验结果表l o 稳定度流值密度 空隙率饱和度 赋 1 1 0 0 r a mg l c m 3 千湿干湿干湿干 于 s l7 87 2 2 2 7 72 3 12 2 92 3 28 3 85 5 0 s 29 3 89 8 2 2 5 42 1 32 3 32 3 4 7 1 28 9 1 6 s 36 7 94 8 13 9 82 4 8 2 2 72 2 59 3 25 2 1 0 s 47 8 05 5 72 8 52 3 0 2 2 82 308 8 45 3 5 4 s 58 0 76 9 8 2 0 92 3 2 2 2 92 3 l8 7 45 3 8 5 s 68 2 s7 2 8 3 5 22 7 52 3 02 3 2 8 3 45 5 1 7 s 71 0 0 27 1 6 3 8 62 2 8 2 2 82 2 99 。0 55 2 9 2 s g1 0 7 49 5 6 2 6 13 2 4 2 。2 92 3 28 4 35 4 8 6 s 91 1 4 5 2 2 02 3 l 7 3 05 7 5 l s 1 01 2 0 7 2 2 92 3 l 7 9 25 7 5 2 水泥乳化沥青砼路面材料研究 三、结果分析 由数据可以直接得出s 1 0 组工艺过程为最优。 s 3s 4 组加入水泥浆由于用水量的限制，水泥浆没有足够的流动性，拌和不 易，使水泥浆在试件中易结成团，分散不均，不能充分发挥水泥的作用。 s 5s 6 组能够使水泥在矿料中分散得较均匀，但后加入乳液使得有部分乳液 裹覆在水泥砂浆的表面，同s 7s 8 组先加入乳液再加入水泥砂浆相比减少了裹覆 粗骨料的乳液用量。 s 9 组先加入乳液既使乳液能充分裹覆粗骨料以避免了与矿粉水泥结团，也 是1 0 组中最易拌和的，且加入矿粉水泥后，混合料中有水析出混合料看起来比 较湿润，分析是水泥加速了乳液的破乳，利于在初期尽早发挥沥青粘结作用，但 其稳定度又为何低于s 1 0 组呢? 可能是在击实过程中水份易被排出，养生中水分 易于蒸发，表现在s 9 比$ 1 0 空隙率要小，这样不利于水泥的水亿反应。 s 1 0 组水泥与矿粉拌合后再加入乳液形成矿粉与水泥混合物为分散相，乳液 为分散介质的分散系，使水泥分散更均匀，更能充分发挥水泥的作用，使早期强 度及后期强度得到较大的提高。 s i s 2 组加料为+ 矿粉+ 水泥+ 乳液与s 1 0 组+ 矿粉与水泥拌合均匀碍l 液相差不 大，但结果却为什么相差很大? 这需在以后的工作中进一步研究。 同时从数据中还可以看出，击实7 5 次试件与击实5 0 次试件相比孔隙率减小， 密实度增大，稳定度提高，饱和度增加，明显优于击实5 0 次试件，但整体孔隙 率仍偏大，分析是两次击实间隔较短，仍有较多永分存留在试件中，由于水的润 滑作用，第二次击实效果不佳造成。以后所做配合比实验均采用7 5 次击实。 3 - 2 最佳配合比实验及分析 一、最佳配合比实验 从水泥制品的刚性性能推测，在乳化沥青砼混合料中掺加一定比例的水泥 时，会使其流值降低，所以必然有个最佳用量。在混合料中加入水泥，水泥在 定程度上起到填充料的作用，所以可能对级配稍有改变，故拟定了两种级配，其 一为前面所述的r l 一2 0 一中值( k 1 ) ，其二为自调级配( k ：) ，孔径为圆孔筛。如下 表1 1 孔径m m 2 01 052 51 20 60 30 1 50 0 7 5 通过率 9 58 77 04 9 53 4 52 4 5 1 6 51 0 56 5 水泥掺入混合料将代替部分沥青起到结合料作用，因而最佳沥青用量将有可 能减少，故采用了6 ( k ，】，7 ( k ：) ，8 ( k ) ，9 ( k ) ( 相当沥青含量3 ，4 4 ，4 0 i ， 4 5 9 ，5 1 6 ) 四种乳液用量；加入少量水泥会改善混合料性质，但水泥含量过 多会使混合料过于刚性化且不经济，失去研究的意义，本实验选取1 ( k - ) ， 2 ( ) ，3 fk 3 ) ，4 ( k 。) ，5 ( k ；) 五种水泥含量，并与不含水泥( k e ) 的实验相对比， 用正交实验方法做了进一步修正的马歇尔实验及无侧限抗压实验。 1 2 一查塑些塑童蔓坌堕亘垫型堡塞 米用丽还s i o 组地上上乙l 2 4 ( 6 。4 。2 1 ) 正交实验表1 2 实验号水泥乳液级配 实验号水泥乳液级配 1l1l1 3 412 2l2 l1 4422 3l321 54 3l 41421 64 41 52l21 75l 1 62221 8521 723l1 95 32 82412 05 42 931l2 1612 1 032l2 2622 _ i i3322 363l 1 2 3422 464l 1 3 查塑塾堡型堕亘塾! 避 最佳配合比实验结果表1 3 稳定度蹦流值i l o o r n 密度g l c m 3 空隙率饱和度 干湿干湿干湿 18 6 2 7 32 8 43 2 12 3 0 2 3 49 5 34 4 6 9 27 5 9 6 6 24 5 23 2 52 2 72 3 l9 7 74 7 4 8 34 4 83 7 4 3 6 93 4 02 2 62 2 98 5 55 3 8 8 44 1 23 3 1 3 3 93 1 92 2 52 2 69 2 55 4 5 9 59 7 1 7 4 83 7 23 6 12 2 92 3 41 0 0 74 3 0 l 68 3 57 7 3 3 4 02 9 72 2 62 2 9i 0 2 74 5 9 0 79 9 5 8 4 72 4 93 0 72 2 32 2 91 0 8 84 7 2 5 87 1 56 。0 42 6 82 4 62 。2 3 2 ，2 5i 0 2 85 l 。4 7 91 6 9 21 6 0 83 4 4 2 5 52 2 82 3 41 0 5 74 1 4 9 1 01 6 0 01 6 0 02 5 8 2 3 32 2 72 3 31 0 3 04 5 6 5 1 l1 3 、3 21 0 1 82 9 8 2 7 l2 2 72 309 2 35 1 6 7 1 29 2 29 2 13 2 82 4 9 2 2 52 2 89 5 05 3 4 7 1 32 2 5 41 7 1 03 1 32 6 22 3 l2 3 29 5 7 4 3 9 9 1 4 1 6 0 81 4 1 33 2 12 9 42 2 92 3 19 4 94 7 7 1 1 51 5 4 91 4 8 73 0 52 7 92 2 72 3 0 9 4 55 0 8 2 1 61 4 1 l1 1 5 l2 3 43 0 82 2 5 2 2 99 5 75 3 0 9 1 72 7 5 82 1 302 3 6 2 8 52 3 l2 3 49 0 84 5 1 4 1 81 9 81 8 401 9 42 7 22 2 92 3 29 7 24 6 8 6 1 91 7 4 41 7 o03 6 7 2 9 32 2 82 3 19 7 85 1 1 4 2 01 5 1 91 4 803 8 52 5 72 2 82 2 98 5 95 5 8 5 2 l4 1 71 5 42 4 63 2 82 2 72 ，2 51 0 3 04 2 7 8 2 21 9 31 2 22 2 7 3 5 42 2 72 2 59 7 94 7 6 3 2 34 5 41 5 32 7 52 8 62 3 l2 2 77 3 05 8 5 4 2 44 4 81 9 52 7 42 5 52 3 32 2 35 6 76 7 4 3 1 4 水泥乳化沥青砼路面材料研究 1 、实验结果计算 各因素水平下混合料高温稳定度( k n ) 表1 4 水平 因素 k 1k 2如kk 5比 沥青含量 1 4 9 3i i 6 2i 0 9 39 0 5 水泥含量 6 3 l8 7 91 3 8 61 7 0 62 0 0 03 7 8 级配 1 2 6 9i 0 5 7 方差分析表1 5 方差来源平方和自由度均方 f a 沥青含量 s s 1 0 8 4 4 f 。3 3 6 1 59 4 1 b 级配s s 。2 6 8 8f bl2 6 8 87 0 0 1 c 水泥含量 s s c8 工0 2 8 f 。5 1 6 2 0 64 2 2 0 误差s s 。 5 3 7 l f 。1 4 3 8 4 总和s s 。9 9 9 3 工f 。2 3 f 1 3 1 4 ，o9 5 产3 1 3f 【1 ，1 ，o9 ”。4 3 8f ( s ，1 。9 5 ) _ 2 7 4 故因素a 、b 、c 对高温稳定度皆有显著影响，以c 水泥含量的影响最大。 各因素水平下混合料早期稳定度( k n ) 表1 6 水平 因素 k l如k jkk 5k 6 沥青含量 1 1 8 01 0 6 89 2 97 8 0 水泥含量 5 2 47 4 31 2 8 71 4 3 91 7 8 81 5 6 级配 1 0 8 38 9 5 方差分析表1 7 方差来源平方和自由度均方 f a 沥青含量s s 。5 4 0 0f 。3 1 8 0 01 3 1 7 b 级配s s 。7 5 9 6 6f 。 l2 1 2 41 5 5 4 c 水泥含量s s 。 2 1 2 4f c51 5 l 。9 3i i i 1 3 误差s s 。 1 9 1 4 f 。1 4 1 3 7 总和s s 。8 5 4 0 4f l2 3 f 3 1 i ，。9 5 ) = 3 1 3f f l ，1 io9 5 ) = 4 3 8f 5 ，1 。o9 5 1 ：2 7 4 故因素a 、b 、c 对早期稳定度皆有显著影响，以因素c 水泥含量的影响最大。 查塑丝塑坠堕塑型堕 各因素水平下混合料高温流值( 0 0 1 r a m ) 表1 8 水平 因素 k 1飓k 3地k 5k e 沥青含量 2 9 92 9 93 l o 3 0 5 水泥含量 3 6 l3 0 73 0 72 9 32 9 5 2 5 5 级配 2 8 l3 2 5 方差分析表1 9 方差来源平方和自由度均方 f a 沥青含量 s s 。5 3 8 9 4 f 。3 1 7 9 6 50 0 5 b 级配s s 。1 1 7 9 7 0 9f b11 1 7 9 7 0 93 2 8 c 水泥含量s s 。2 3 2 4 3 3 6f 。54 6 4 8 6 71 2 9 误差s s 。5 0 3 7 2 4 2厶1 43 5 9 8 0 3 总和s s ，8 5 9 5 1 ，8 1f t2 3 f 4 ，0 9 5 】= 3 1 3f ，o 9 5 j = 4 3 8f ( 5 1 ，。9 5 f 2 7 4 故因素a 、b 、c 对早期流值皆无显著影响。 各因素水平下混合料早期流值( 0 0 1 m m ) 表2 0 水平 因素 k l琏飓kk 5k 6 沥青含量 2 9 82 9 62 9 62 7 2 水泥含量 3 2 03 0 32 5 22 8 62 7 73 0 6 级配 2 7 93 0 2 方差分析表2 1 方差来源平方和自由度均方 f a 沥青含量s & 2 6 5 1 3 9f 。3 8 8 3 8 01 1 9 b 级配s s 。3 1 7 8 6 0f b 13 1 7 8 6 04 3 1 c 水泥含量 s s 。1 1 7 3 1 7 5f 。 52 3 4 6 6 53 1 8 误差s s 。1 0 3 2 0 1 9厶 1 47 3 7 1 6 总和s s 。2 7 8 8 1 9 3f t 2 3 f ( 3 ，1 do9 5 】2 3 1 3f 1 1 1 4 , o s s l = 4 3 8f i s , 1 4 ，0 9 s i ：2 7 4 故因素a 、b 对早期流值无显著影响，因素c 对早期流值有显著影响。 水泥乳化沥青砼路面材料研究 2 、稳定度水平问显著性判别 湿 a q 0 。，( 4 1 4 ) ：4 1 ld t = 4 1 1 压丽：1 9 6 a k 。一k 2i = 1 1 2 i k 2 - k ：i = 1 3 9 b q 。o s ( 2 ，1 4 ) 3 0 3 - k ，一k 。i = 1 8 8 c q 0 0 5 ( 6 ，1 4 j ：4 6 4 u k l _ k 3i = 2 5 1d k l 一k 4l = 4 0 0 k 2 一k 。l = 2 8 8i k 3 一k du = 1 4 9 函= 3 0 3 * 撕j 而：1 0 2 d ，：4 6 4 * 撕j 开百：2 7 1 l k l k ：l = 2 1 9i k ，一k 】u = 7 6 3 i k ，一k dl = 1 5 2- k 3 一k ；i = 5 0 1 干ad ，：4 i i * 3 8 4 6 = 3 2 9 _ k i k 2 _ = 3 3 1l k ：一bi = o 6 9 b 由= 3 0 3 + 3 8 4 1 2 = 1 7 1 _ k k - = 2 1 2 c 出：4 6 4 + 3 8 4 4 = 4 5 5 _ k ，- k 。_ = 2 4 8l k l 一bi = 7 5 5 i h - kl = 3 2 0l k ，一k ，i = 6 4 1 _ k 2 - k ，= 5 4 4 i k 3 - k 。i = i i 3 1 _ k ：一k di = 2 5 7 i k ：一k 】i = 5 0 7 说明：水泥用量1 与2 和3 与4 9 相差不大，但2 与3 差异显著，则水泥 用量3 为最好；b 1 级配优于b 2 级配；由于乳液用量使稳定度没有出现峰值，暂 不能确定乳液最佳用量，但可判断用量将小于3 4 4 。 二、阳离子乳化沥青砼混合料中掺加水泥性能影响分析 影响混合料的高温稳定性因素是错综复杂的，不仅与乳液和矿料的本身性质 及其相互作用的特性有关，且与矿料的级配组成、养护条件、龄期等有关。但由 于实验上述因素都是不变化的，所以影响混合料的主要因素是水泥的掺人，这里 主要探讨水泥为最佳用量3 时对其的影响。 马歇尔实验可以反映混合料的稳定度、流值、密度、空隙率、饱合度五项指 标，现就除密度外的几项批标的变化来分析掺入水泥后对其的影响。 1 、对高温稳定性影响及分析 加入3 水泥剂量与未加水泥剂量在壶渔差生条件下实验数据记录表如下： 查翌塾些塑! 墼堕堕翌垫婴壅 乳化沥青混合料稳定度试验记录 混合料种类试验日期 6 7 击实次数 7 5 乳液用量_ _不他用暮。 总用水量 6 试验编号g 1 2 7g 1 2 8g 1 2 9g 1 2 1 0g 1 2 i ig 1 2 1 2 备注 6 3 5 86 3 0 66 4 3 26 4 2 0 6 3 0 66 3 5 4 试 圆周 件 对称 6 3 5 06 3 2 06 4 2 26 4 4 d6 3 0 4 6 3 6 4 厚6 3 3 46 3 2 86 4 1 06 4 0 26 3 0 06 3 3 0 度 四点 6 3 3 86 3 2 86 4 3 26 4 0 86 3 9 26 3 6 2 r n m 平均 6 3 4 56 3 2 06 4 2 46 4 0 86 3 2 56 3 5 2 试件空气中重g 1 1 3 71 1 2 11 1 4 21 1 4 21 1 2 71 1 3 7 蜡封试件空气中重g 1 1 4 41 1 2 81 1 4 91 1 5 01 1 3 51 1 4 5 蜡封试件水中重g 6 3 26 1 76 3 46 3 26 2 66 29 体积 c m 3 实测容重g l c m 3 2 2 5 42 2 2 72 2 5 12 2 4 22 2 5 32 2 4 1 理论容重g c m 3 2 4 8 4 b 2 级配 沥青体积百分率g 1 1 。2 6i i 1 2i i 。2 41 1 2 01 l ，2 51 1 2 0 高温 养生 空隙率 9 2 3i 0 3 39 3 79 7 19 3 09 7 5 矿料间空隙率 2 0 4 92 1 4 62 0 6 22 0 9 12 0 5 52 0 9 5 饱和度 5 4 9 55 1 8 45 4 5 45 3 5 65 4 7 65 3 。4 4 测力计读 4 33 74 44 15 0 54 3 数0 0 1 c m 稳 折算稳定 9 2 78 0 59 4 68 8 81 0 6 69 2 7 定 度 度 k 修正系数 n 测定度 平均值 9 2 2 ( 2 ，5 ) 流值 测定值 3 5 54 0 83 3 03 1 02 5 83 1 5 0 0 i m m 平均值 3 2 7 5 ( 2 ，5 ) 实验记录： 1 8 水泥乳化沥青砼路面材料研究 乳化沥青混合料稳定度试验记录 第页 混合料种类试验日期 6 6 击实次数 7 5 乳液用量8水泥用量 3 总用水量 6 试验编号 g 1 1 7g i l 8g 1 1 9g 1 1 1 0g i l l lg 1 1 1 2备注 6 3 4 26 3 6 86 2 4 06 3 5 06 3 4 86 3 4 0 试 圆周 件 对称 6 3 3 56 3 5 26 2 7 26 3 2 46 3 5 26 3 4 4 厚6 3 2 06 3 8 46 3 2 d6 3 1 86 3 4 06 3 1 0 度 四点 6 3 1 46 4 0 66 2 7 46 3 1 86 3 6 2 6 3 1 0 m 平均 6 3 2 86 3 7 86 2 7 66 3 4 26 3 5 06 3 2 6 试件空气中重g 1 1 5 11 1 5 21 1 5 01 1 4 21 1 4 9 1 1 4 5 蜡封试件空气中重g 1 1 5 61 1 5 81 1 5 5 51 1 4 81 1 5 31 1 5 0 蜡封试件水中重g 6 4 56 4 5 56 4 5 6 3 96 4 2 56 4 0 体积 c m 3 实测容重g c m 3 2 2 7 72 2 7 72 2 8 02 2 7 32 2 7 02 2 6 9 理论容重g c m 3 2 5 0 4 b 2 级配 沥青体积百分率 1 0 1 61 0 1 6i 0 1 81 0 1 51 0 ，1 31 0 1 3 高温 养生 空隙率g 9 0 79 0 78 9 59 2 39 3 49 3 7 矿料问空隙率 1 9 2 41 9 2 31 9 1 41 9 3 81 9 4 71 9 5 0 饱和度5 2 8 35 2 8 55 3 1 7 5 2 3 7s 2 0 55 1 9 6 测力计读 1 6 71 5 82 2 11 5 01 4 01 4 6 数0 0 1 c m 稳 折算稳定 1 5 0 21 4 3 01 9 361 3 4 71 2 4 81 3 0 5 定 度 度 k 修正系数 n 测定度 平均值1 3 ，3 2( 3 。1 ) 流值 测定值 3 4 75 0 62 8 72 9 738 22 6 1 0 0 i c m 平均值 2 9 8( 2 ，5 ) 实验记录 水泥乳化摘青砼路面材料研究 乳化沥青混合料稳定度试验记录 第页 混合料种类试验日期6 6击实次数7 5 琨液用量水泥用量 3 总用水量 6 9 试验编号 g 1 0 7g 1 0 8g 1 0 9g 1 0 1 0g 1 0 1 1g 1 0 1 2 备注 6 3 0 66 3 3 46 2 4 06 2 9 06 28 86 2 9b 试 圆周 件 对称 6 3 3 46 3 2 46 2 6 46 3 0 86 31 06 2 3 8 厚 6 3 346 3 2 bg 2 8 66 3 d b6 3 1 06 3 ，日2 度 四点 6 2 8 06 3 3 06 2 7 86 2 9 26 3 0 86 3 36 啊 平均6 2 + 3 86 32 96 2 6 7 9 2 9 763 0 46 3 2 8 试件空气中重g 1 1 3 91 1 4 g1 1 3 81 3 4 41 1 39 51 i 4 9 蜡封试件空气中重g 1 1 4 31 1 4 61 1 4 11 1 4 9 1 4 41 1 5 4 蜡封试件水中重g 6 3 86 3 7 56 3 46 4 26 3 66 4 l 体积 c m 3 实测容重g c m 3 2 2 7 52 2 7 12 2 5 92 2 4 522 6 52 2 6 4 理论容重g c m 3 2 2 5 b 1 级配 糖青体积百分率 目9 48 9 28 。8 7e 8 28 9 0日8 9 高温 养生 空隙率 9 e 9i 0 0 51 0 5 2i i 0 81 0 2 91 0 3 4 矿料间空隙率 1 8 8 31 8 9 71 9 o1 9 9 01 9 1 91 9 2 3 饱和度 4 7 。4 74 7 0 34 5 ，7 54 4 。3 34 6 3 74 6 2 5 测力计读 1 8 21 4 33 6 81 7e2 1 01 9 3 数0 0 1 c m 稳 折算稳定 1 6 1 41 2 7 51 5 0 91 5 6 6 1 9 5 61 7 0 9 定 度 度 k 修正系数 1 0 4 n 测定度 1 3 26 平均值 1 6 0 0( 2 ，5 j 流值 测定值 2 6 82 8 02 3 6 2 0 739 42 4 8 00 1 m 平均值 2 5 8 ( 5 ，4 ) 实驻 永泥乳化洒青砼路面材料研究 乳化沥青混合料稳定度试验记录 第页 混合料种类试验日期6 6击实次数 7 5 乳液角量 6 水泥甩量 3 总用水量 6 试验编号 g 9 7g 9 8g 9 9g 9 1 0g 9 1 1g 9 1 2备注 【 6 2 ，6 8 6 2 ，7 26 2 6 66 2 7 66 2 8 06 2 2 8 试 圆周 _ 件 对称 6 3 1 66 2 8 46 3 0 86 2 5 66 3 0 46 2 9 0 厚6 2 7 46 2 6 06 2 6 46 2 6 66 2 8 86 2 9 4 度 四点 - 6 2 3 26 2 8 26 2 9 06 2 9 66 2 3 8 62| 4 0 m 。 平均6 2 7 46 2 6 26 2 8 06 2 7 2 6 2 6 76 2 6 2 试件空气中重g 1 1 3 51 1 3 21 1 3 51 1 351 1 4 21 1 3 3 1 蜡封试件空气中重g 1 1 4 01 1 3 81 1 4 01 1 4 21 1 4 71 1 3 9 蜡封试件水中重g 6 76 j 56 3 46 3 85 3 76 3 5 体积 c m 3 实测容重g c m 3 2 2 8 12 2 8 02 2 6 82 2 8 72 2 6 3 l 2 2 7 8 1_ 理论容重g c m 3 2 5 46 b 1 级配 沥青体积百分率 7 7 27 7 27 6 87 7 47 6 67 7 1 高温 空隙率 1 0 4 l1 0 ，4 5 1 0 9 51 0 1 91 1 1 11 0 5 5 养生 l 矿料间空隙率1 8 1 31 8 1 71 8 6 21 7 9 41 8 7 71 8 2 6 饱和度 4 2 ，6 d4 2 。4 94 1 2 24 3 1 64 0 。窟34 2 2 3 测力计读 2 0 21 8 51 9 31 9 41 9 21 8 1 稳 数0 o l c m 定 折算稳定 1 7 8 91 6 4 01 7 0 91 7 1 81 7 0 11 6 0 6 度 度 k 修正系数 n 测定度 平均值1 6 9 2 f 2 ，5 ) 流值 测定值 2 1 84 2 04 0 92 6 03 4 33 6 5 0 0 1 m m 平均值3 4 4 2( 1 ，2 ) 实验记录 2 l 计箕 水掘乳化沥青砼路面材料研究 乳化沥青混合料稳定度试验记录 第页 混合料种类试验日期 6 1 2 击实次数 7 5 乳液用量9水泥用量 0 总用水量 6 试验编号g