一种冷再生混合料的水稳性研究

一种冷再生混合料的水稳性研究摘要：为回收利用路面材料，将水泥和聚酯按一定配比共同作为稳定剂用于旧沥青路面材料冷再生。试验结果表明，在水稳性和冰冻稳定性指标上，水泥和聚酯共同稳定的旧沥青路面材料稍好于普通的半刚性材料水稳碎石，在经冻融循环后其质量损失率指标上，前者比后者有明显的优势。这两个指标说明水泥和聚酯共同稳定的冷再生混合料适合于路面基层和底基层，这对回收利用旧沥青路面材料并延缓路面早期破坏有重要意义。关键词：水泥聚酯旧沥青路面冷再生中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：随着中国公路里程的快速增加，其维修养护工作显得愈加重要。为降低造价，节约资源，减少环境污染，应尽可能回收利用旧路面材料。目前，旧路面材料的回收利用已经得到人们的高度重视。本文在传统稳定剂水泥的基础上，添加一种聚酯材料，共同对旧沥青路面材料进行冷再生，改善和提高传统稳定剂冷再生混合料的水稳性和冰冻稳定性。试验所用旧沥青路面材料为G220东郑线小王屯至开封中牟界段大修工程中所铣刨掉的沥青路面混合料。试验所用水泥为新乡卫辉天瑞复合硅酸盐水泥，其数据如表1所示。表1新乡卫辉天瑞复合硅酸盐水泥指标1.水稳性冷再生混合料的水稳定性一方面是对不同饱水时间的适应度，另一方面也包含了失水吸水干湿循环次数对其力学性能的影响。随着吸水天数的增加，试件含水量升高，无侧限抗压强度减少；随着循环次数的增加，试件含水量增加幅度逐渐减少并趋于平缓，其无侧限抗压强度逐渐减小并趋于稳定值。冷再生混合料采用配比为水泥：聚酯：旧沥青路面材料=6:6:82。由于试件强度仍然主要由水泥提供，借鉴路面基层养生条件，在标准条件下养生28天后进行干湿循环试验。对于干湿循环试件采用ld饱水，2d风干为一干湿循环，进行5次干湿循环，最后饱水24小时进行抗压试验，用于对比试验的非干湿循环试件，在到达龄期的前一天先饱水一昼夜，然后测定其抗压强度。水稳定性试验一般用水稳定性系数来表示，水稳定性系数按式（1）进行计算。作为对比，试验时也同时作了用同一种水泥作稳定剂的水稳碎石的水稳性试验，试验结果如表2，可以看出，用水泥和聚酯作稳定剂的冷再生混合料的水稳定性稍优于普通半刚性基层的水稳定性，这是由于冷再生混合料中水泥和聚酯的稳定作用，在混合料中形成了一系列的胶结物，具有阻隔水进入粗集料界面的作用，在某种程度上增强了冷再生混合料的水稳性。（1）式中：K水稳定性；P1干湿循环后试件的饱水强度（MPa）；P2未经干湿循环后试件的饱水强度（MPa）；表25次干湿循环强度结果对比2.冰冻稳定性冷再生混合料作为一种多孔隙材料，在有水的条件下，受冻融循环作用时，其内部孔隙水冻胀产生的附加应力将重复对材料的孔隙壁产生挤压破坏作用。当材料孔隙中的含水率超过某一临界值时，由于水结冰时体积膨胀约9%，将会产生很大的压力。此压力的大小除了决定于孔隙的含水率之外，还与水的冻结速度以及孔隙的形状有关，孔隙的形状会影响到尚未结冰的水向周围孔隙流动的阻力。基于这一原理，冻融循环试验除了用于评定材料的抗冻性之外，也常用于评价有孔隙材料在水和负温共同作用下的耐久性。基层材料的冻融循环试验，还没有制定统一的试验规程，材料的抗冻性可以用经受冻融循环的次数和经过一定次数冻融作用后的强度（或质量）下降情况来表征，但是这些指标也与冻融方法（包括冻结速度、受冻时间和试件的龄期等因素）有关。试验采用试件在标准条件下养生28天，然后进行冻融循环试验。用于对比试验的非冻融试件，在到达龄期的前一天先饱水一昼夜，然后测定其抗压强度。试验采用在151下冻4小时，然后在151的水中融冻24小时，经5次循环，然后进行抗压强度试验。试件的质量损失率和冻稳定性系数按下式（2）和式（3）计算：（2）（3）式中：KnN次冻融循环后试件的质量损失率；m0冻融前试件的质量；mnN次冻融循环后试件的质量；K冻稳系数；R1试件冻融循环后的保水强度（MPa）；R2未经冻融循环试件的保水强度（MPa）；对水泥：聚酯：旧沥青路面材料=6:6:82试件进行5次冻融，试验也同时进行了水稳碎石的冻融循环试验，试验结果见表3。表3冻融循环试验结果从表4可以看出，用水泥和聚酯共同稳定的冷再生材料的冻稳性比水稳碎石的稍好，但后者质量损失率却比前者大的多，超过了3倍。这主要是由于旧路面材料中粗集料外包沥青和聚酯材料，使得骨料之间密实结合，混合料内部的毛细孔隙较少，甚至有一部分会变成封闭孔隙，减少了空隙水的存在，降低了毛细作用，增强了其抗冰冻能力增强，因此用水泥和聚酯共同稳定的冷再生混合料更适合作为路面基层或底基层。3.结语用水泥和聚酯共同稳定旧沥青路面冷再生混合料的水稳性和冰冻稳定性都稍好于普通的半刚性材料水稳碎石，但后者经冻融循环后其质量损失率是前者的3倍多，这说明水泥和聚酯共同稳定的冷再生混合料适合于路面基层和底基层，这对旧沥青路面材料回收利用、延缓路面早期破坏，保证路面质量有重要意义。参考文献1.焦继成.路面冷再生技术在高速公路中的应用J.公路交通科技(应用技术版)，2008，(01)2.王军，刘占广.沥青路面冷再生施工工艺J.公路交通科技(应用技术版)，2008，(06)3.钱海