泡沫沥青混合料配合比设计

1、2021/3/2612021/3/262 泡沫沥青泡沫沥青 泡沫沥青的定义 在高温的沥青中加入少量的水,由于水的急速气化形成爆炸性泡沫,使沥青表面积大量增加,体积膨胀数倍至数十倍,然后在近1min内沥青又恢复原状,这种膨胀成泡沫的沥青称为泡沫沥青.沥青膨胀产生泡沫而使其粘度下降,从而可以很方便地与冷湿集料拌合均匀. 2021/3/263WLB10发泡试验机2021/3/264制备方法制备方法 冷水及空气冷水及空气发泡舱发泡舱喷嘴喷嘴泡沫沥青泡沫沥青热沥青热沥青2021/3/265发泡特性发泡特性1.膨胀率(expansion ratio)沥青发泡膨胀时达到的最大体积与泡沫完全消失的体积之比.2

2、.半衰期(half-life)泡沫沥青从最大体积降到最大体积的一半所需的时间,以s计.2021/3/266典型的发泡特性曲线024681012141618201234含水量(%)膨胀率051015202530半衰期(s)膨胀率半衰期(s)2021/3/267特有的优点特有的优点增加粒料的抗剪切能力,降低水敏感性;能用于稳定各种类型的集料;与其他类型的冷再生方法相比,节省沥青用量和用水量,从而节省成本;经泡沫沥青处理后的材料可立即进行铺筑和碾压,碾压完成后可马上开发交通;养生期间无挥发物产生,利于环保;贮存性好;能在某些不利条件下使用,而较小程度上影响结构层的特性.2021/3/268泡沫沥青混

3、合料设计中的关键参数泡沫沥青混合料设计中的关键参数1.沥青特性发泡特性 确定合适的膨胀率和半衰期,以获得性能良好的泡沫沥青.沥青含量 上限 下限 最佳泡沫沥青含量2021/3/2692.集料特性v填料含量v沥青与填料含量的比值010203040506070809010037.531.525191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075筛孔(mm)通过率(%)上限下限过细过粗恰当enter级 配 范 围2021/3/26103. 含水量水的作用水的作用保证泡沫沥青的分散保证混合料有效的压实4. 养生 压实后的泡沫沥青混合料并没有达到最大强度,进行养生能使混合料强度逐

4、渐增长. 2021/3/2611 选定沥青 选定级配进行沥青发泡特性试验进行击实试验确定最佳含水量确定混合料的拌和用水量,用几种不同的泡沫 沥青用量拌和混合料并成型试件 试件脱模后进行养生养生完成后量测试件各项数据,并将试件分为干湿两组干组试件25养生1至2小时后进行劈裂试验湿组试件置于25水浴中24小时后进行劈裂试验计算残留劈裂强度比,确定最佳泡沫沥青用量泡沫沥青混合料配合比设计流程图2021/3/2612试试验验路路配配比比结结果果1.沥青发泡特性结果 采用维特根WLB10对90#沥青进行发泡试验,结果如下:含水量(%)150160170膨胀率半衰期/s膨胀率半衰期/s膨胀率半衰期/s11

5、6.2812.614138219.271410156320.8516715.9642442451752021/3/26132021/3/26142021/3/26152021/3/26161505101520251234含水量(%)膨胀率23456789半衰期/s膨胀率半衰期/s1605101520251234含水量(%)膨胀率246810121416半衰期/s膨胀率半衰期170051015201234含水量(%)膨胀率0246810半衰期/s膨胀率半衰期沥青发泡特性试验2021/3/26172.集料级配组成A.70%RAP,28%石屑,2%水泥B.75%RAP,22%石屑, 1.5%水泥,1

6、.5%矿粉C.65%RAP,33.5%石屑,1.5%水泥2021/3/261875RAP,1.5%水泥,1.5%矿粉2.0002.0502.1002.1502.2002.2502.3004.004.505.005.506.006.507.00含水量(%)干密度(g/cm3)65%RAP,1.5%水泥2.0502.1002.1502.2002.2502.3002.3504.004.505.005.506.006.507.00含水量(%)干密度(g/cm3)70%RAP,2%水泥2.1202.1302.1402.1502.1602.1702.1802.1902.2002.2104.00 4.50

7、5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00含水量(%)干密度(g/cm3)含水量干密度2021/3/2619泡沫沥青混合料的拌和2021/3/2620return喷沥青前喷沥青后2021/3/2621Marshall试件（正面）2021/3/2622Marshall试件（侧面）2021/3/26232021/3/26242.0502.1002.1502.2002.2502.3002.350122.533.5沥青用量(%)毛体积密度(g/cm3)马歇尔试件毛体积密度与沥青用量的关系2021/3/2625间接拉伸试验2021/3/2626湿组ITS300310320330

8、34035036037011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)干组ITS25030035040045050011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)NoImage残留劈裂强度比70809010011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)75%RAP,22%石屑,1.5%水泥,1.5%矿粉2021/3/2627湿组ITS25030035040045011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)残留劈裂强度比70758085909510011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)干组ITS250300350400450500

9、55011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)70%RAP,28%石屑,2%水泥2021/3/2628湿组ITS25030035040011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)干组ITS25030035040045050011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)残留劈裂强度比8085909510011.522.533.54沥青含量(%)ITS(KPa)65%RAP,33.5%石屑,1.5%水泥2021/3/262970%RAP，28石屑，2%水泥最大干密度(g/cm3)2.2击实最佳含水量(%)5.90%拌合时加入水量(%)4.72%泡沫沥青用量(%)122.533.5毛体积密度(g/cm3)2.3332.2392.2382.2062.155湿组ITS（Kpa)388.83393.93418.78390.45298.36干组ITS（Kpa)487.7486.59470.36421.15365.28TSR(%)79.7