水泥-乳化沥青混合料配合比设计与施工技术

通过对水泥-乳化沥青混合料进行马歇尔稳定度试验、劈裂强度试验以及抗压强度试验,提出按照最佳级配、最佳流体用量、最佳沥青用量和最佳水泥用量来确定最佳配合比的方法;结合工程实例,系统地介绍了该种半柔性混合料的性能特点、组成设计及施工工艺流程。     

改进的水泥-乳化沥青冷再生混合料设计方法

文章通过实验,采用水泥和乳化沥青为再生剂进行了水泥乳化沥青冷再生混合料的配合比设计。实验结果表明:第二次成型的时间选择在30℃恒温烘箱中养生后的24h较好,水泥乳化沥青冷再生混合料设计过程中采用最佳有效流体含量指标确定外掺水量是比较合理的,采用60℃温度条件下的第二次击实更能模拟现场压实,在满足劈裂强度要求条件下采用无侧限抗压强度最大值求最佳沥青能降低乳化沥青的用量,采用此最佳沥青进行车辙试验,结果表明高温稳定性良好。     

水泥对乳化沥青冷再生混合料强度的影响

在RAP比例为20%、50%两种条件下、选用3种水泥用量和2种乳化沥青用量进行水泥—乳化沥青再生沥青混合料(CEARM)配合比设计试验,通过比较CEARM初期强度和后期强度,分析了水泥对乳化沥青冷再生混合料强度的影响。结果表明:水泥能显著提高再生混合料的早期强度,对后期强度的影响因RAP比例的不同而异,并据此提出了水泥和乳化沥青适宜用量的确定方法。     

水泥、乳化沥青及其用量对水泥-乳化沥青混合料性能的影响

通过对结合料为乳化沥青、水泥乳化沥青以及水泥的混合料进行马歇尔稳定度试验、劈裂强度试验以及抗压强度试验,分析了混合料为这3种结合料的情况下各自的强度增长规律和力学特性,得出了水泥乳化沥青复合结合料具有很强的优越性.     

基于早期抗压强度的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法

为了研究不同级配冷再生混合料的早期强度评价指标及最佳乳化沥青用量(OEC),在RAP料中掺入不同比例的新集料,设计出4种不同级配的冷再生混合料,通过击实试验确定了不同级配混合料的最佳掺水量。针对我国现行规范中最佳乳化沥青用量确定方法的不足,以试件含水率为2%作为试件的试验状态。根据剩余含水率及强度检测结果,确定了采用静压试件在25℃鼓风烘箱中养生27 h后的无侧限抗压强度作为评价乳化沥青冷再生混合料早期强度的指标。以早期抗压强度和干、湿劈裂强度为指标,确定了不添加水泥时冷再生混合料在不同强度指标下对应的OEC。基于冷再生料早期强度,提出了以早期抗压强度为指标确定最佳乳化沥青用量。最后,以早期抗压强度为指标,确定了不同级配混合料的最佳乳化沥青用量。结果表明:同一强度指标下,4种冷再生混合料的最佳沥青用量大小顺序为XL40XL30XL20XL10,表明随着新集料掺量的增加,冷再生混合料的最佳乳化沥青用量也逐渐增加;同一冷再生混合料下,3种强度指标最大值对应的最佳乳化沥青用量大小顺序为OEC_dOEC_wOEC_e,与OEC_d和OEC_w相比,OEC_e少了0.24%～0.5%的乳化沥青用量;与采用OEC_d和OEC_w的冷再生混合料相比,在兼顾后期强度的同时,采用OEC_e的冷再生混合料具有较高的早期强度。冷再生混合料强度虽满足规范要求,但并未表现出较高的力学强度,在此可通过添加适量的水泥来进行改善。     

结合料对水泥乳化沥青混合料性能的影响

针对水泥和乳化沥青两种结合料对水泥乳化沥青混合料性能的不同影响,研究了不同结合料剂量条件下水泥乳化沥青混合料的性能.试验结果表明:在一定用量范围内,当乳化沥青用量一定时,水泥用量增加,混合料的马歇尔稳定度、抗压强度、抗折强度和抗压回弹模量随之增加,高温和水稳性能变好;当水泥用量一定时,乳化沥青用量超过8.0%,相应的力学指标呈下降趋势,高温、水稳性能变差,但低温性能变好.     

冷再生沥青混合料性能评价

从基层材料的功能要求出发,评价了乳化沥青冷再生混合料的高温性能、劈裂强度和水稳定,从而论证冷再生沥青混合料用作高速公路沥青路面基层材料的可行性。通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验评价了冷再生混合料的强度性能,确定了混合料的最佳沥青用量;用车辙试验检验了再生混合料的高温稳定性;用冻融劈裂试验评价了再生混合料的水稳定性。研究发现,冷再生混合料的最佳沥青用量为(纯沥青油石比)2.5%;最佳油石比下,冷再生混合料车辙动稳定度均大于3000次/mm,冻融劈裂残余劈裂强度比为97.39%。结果表明,所设计的冷再生混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,能够用于铺筑高速公路沥青路面基层。     

灌注式水泥-沥青混合料设计与路用性能

灌注式水泥-沥青混合料是一种在开级配的沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的，兼具沥青路面和水泥混凝土路面特点的复合材料。采用体积法设计高空隙率的基体沥青混合料并通过马歇尔试验确定其最佳沥青用量；通过不同水灰比和不同灌浆量的水泥浆灌注的水泥-沥青混合料的马歇尔稳定度和低温劈裂强度，确定水泥浆的合理水灰比和单位面积合理的灌浆量。利用车辙试验动稳定度评价水泥-沥青混合料的高温稳定性，用残留稳定度和冻融劈裂强度比评价水泥-沥青混合料的水稳定性。结果表明所选择的水泥-沥青混合料具有优良的高温稳定性和良好的水稳定性，在普通水泥浆中掺加一定量的粉煤灰，水泥-粉煤灰一沥青混合料同样具有较好的路用性能。     

灌注式水泥-沥青混合料设计与路用性能

灌注式水泥-沥青混合料是一种在开级配的沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的,兼具沥青路面和水泥混凝土路面特点的复合材料.采用体积法设计高空隙率的基体沥青混合料并通过马歇尔试验确定其最佳沥青用量;通过不同水灰比和不同灌浆量的水泥浆灌注的水泥-沥青混合料的马歇尔稳定度和低温劈裂强度,确定水泥浆的合理水灰比和单位面积合理的灌浆量.利用车辙试验动稳定度评价水泥-沥青混合料的高温稳定性,用残留稳定度和冻融劈裂强度比评价水泥-沥青混合料的水稳定性.结果表明所选择的水泥-沥青混合料具有优良的高温稳定性和良好的水稳定性,在普通水泥浆中掺加一定量的粉煤灰,水泥-粉煤灰-沥青混合料同样具有较好的路用性能.     

乳化沥青冷再生混合料超早强技术研究

为改善乳化沥青冷再生沥青混合料早期强度低的缺点,通过掺加早强水泥的方法开展了乳化沥青冷再生沥青混合料超早强技术研究,确定了再生混合料最佳含水率和最佳乳化沥青用量,并对其路用性能进行了评价。试验结果表明:早强水泥可显著提升乳化沥青冷再生混合料的早期强度,加入2%早强水泥后1d龄期劈裂强度已达到原来掺加2%普通水泥时3d的强度;3d龄期强度可以达到原7d龄期强度,而两者28d龄期的强度接近;1d劈裂强度可满足基层要求,3d劈裂强度可满足下面层要求;在早期强度满足要求的条件下,再生混合料仍具有较好的水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性等路用性能。乳化沥青冷再生混合料早强技术能有效缩短施工工期,减轻因路面维修封闭交通带来的负面社会影响。     

水泥掺量对冷再生混合料路用性能影响

以水泥作为改性添加剂,应用于乳化沥青冷再生混合料中,变化水泥在再生混合料中的添加量,以最大干密度即最佳含水率原则确定再生混合料中的最佳水泥掺量,并对再生混合料的路用性能进行相关试验。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,最佳含水率、劈裂强度、动稳定度、低温抗裂性、水稳定性都随之增加,而弯拉应变逐渐降低,在乳化沥青掺量7%的情况下,建议水泥掺量为3%。     

水泥乳化沥青冷再生混合料性能评价

乳化沥青就地冷再生技术近年在我国得到了较多的应用,在研究了乳化沥青冷再生的机理后,通过对比试验确定改性乳化沥青的性能优于普通乳化沥青,然后分析在不同的水泥用量和乳化沥青用量条件下再生混合料的性能变化,以决定乳化沥青用量及水泥用量,试验结果表明改性乳化沥青冷再生混合料具有较好的高温稳定性和水稳定性。     

水泥对乳化沥青再生混合料早期性能影响研究

工程中可改装水稳碎石拌和楼生产乳化沥青冷再生混合料,但不同拌和楼掺入粉料的顺序有所差异。针对乳化沥青厂拌冷再生技术,通过不同水泥用量和不同水泥掺和顺序对混合料的早期性能进行对比分析。研究结果表明：水泥用量较低时,水泥用量的增加有利于冷再生混合料的劈裂强度、高温稳定性及水稳定性的发展;掺入沥青后再掺入水泥对冷再生混合料的早期强度起抑制作用,但对混合料的水稳定性具有一定的促进作用;同时确定了依托项目最佳目标配比RAP(0～10 mm)∶RAP(10～20 mm)∶粗集料(10～20 mm)∶石屑(0～5 mm)∶矿粉=48∶30∶12∶8∶2,水泥以外掺的方式,用量为1.5%,乳化沥青用量为4.2%。     

水泥对泡沫沥青混合料性能影响分析

为了研究水泥用量对泡沫沥青混合料强度与疲劳特性的影响,对不同水泥用量(0%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%)的泡沫沥青混合料进行干、湿劈裂强度试验。通过控制应力加载方式,变化应力比进行疲劳试验。试验结果表明:增加水泥用量对干、湿劈裂强度有明显的提高作用。添加多于2%的水泥会降低材料抗疲劳性能,建议水泥用量不超过2%。考虑到泡沫沥青混合料强度要求,需要加入水泥用量至少为1.5%。     

考虑热压实过程的乳化沥青冷再生混合料设计方法研究

考虑热拌沥青混合料铺筑对冷再生层的＂热压实＂作用,室内试验采用＂两次击实＂的成型方法成型马歇尔及车辙试件;理论分析了土工击实法确定冷再生混合料最佳总水量的不合理性,并推荐采用美国再生沥青协会（ARRA）建议的先由经验初试总水量确定最佳乳化沥青用量,再根据空隙率确定最佳总水量的方法;通过工程实例和试验分析,中国规范中推荐的15℃劈裂强度和干湿劈裂强度比确定最佳乳化沥青用量的方法存在不足,推荐采用40℃马歇尔稳定度指标确定最佳乳化沥青用量,而15℃劈裂强度指标作为性能测试指标之一;采用-10℃低温小梁试验测试了冷再生混合料的低温性能。     

厂拌乳化沥青冷再生配合比设计

为了提出厂拌乳化沥青冷再生配合比,通过九江-景德镇高速公路改建项目冷再生沥青混合料配合比设计的实例,结合室内试验,确定了最佳含水量,研究了水泥含量对冷再生混合料劈裂强度、疲劳寿命的影响,以及乳化沥青含量对冷再生混合料劈裂强度、浸水劈裂强度、残留强度比、马歇尔稳定度的影响,并确定了最佳配合比。     

水泥乳化沥青混凝土力学性能研究

通过室内试验测试了两种集料级配下，乳化沥青用量分别为7％、8％、9％，水泥用量分别为2％、3％、4％时水泥乳化沥青混凝土的物理、力学性质。试验结果表明：在乳化沥青含量不变时，随着水泥用量的增加水泥乳化沥青混凝土的马歇尔稳定度、抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量、抗折回弹模量随之增加；在水泥用量不变时，随着乳化沥青用量的增加相应的力学指标呈降低趋势；矿料级配中粗集料含量增加后，混合料的抗折强度和抗折回弹模量有明显增加，但抗压强度和抗压回弹模量变化不大。     

微表处混合料室内配合比设计方法研究

针对微表处混合料配合比设计,提出了采用拌和试验确定微表处混合料的最佳流体含量和水泥用量,在此基础上采用60℃单轴贯入试验峰值剪切强度确定微表处混合料的最佳乳化沥青用量。进而采用MMLS3加速加载试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验验证了最佳乳化沥青用量的合理性,同时和＂图解法＂确定的乳化沥青用量进行了比较。经室内试验验证,表明该法取得了较好的使用效果。     

纤维改善水泥乳化沥青混合料性能及结构层受力特性分析

基于水泥乳化沥青混合料强度和疲劳性能与其结构层受力特性不相适应的问题，提出采用纤维稳定剂改善水泥乳化沥青混合料的柔韧性；通过低温弯曲试验和弯曲疲劳试验评价玄武岩纤维对水泥乳化沥青混合料柔韧性能的影响及影响显著性，对比掺有玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维的水泥乳化沥青混合料力学强度与路用性能差异；并采用Bisar3.0软件分析了铺有水泥乳化沥青混合料、纤维水泥乳化沥青混合料的路面结构力学响应。结果表明：玄武岩纤维有效改善了AC-25型水泥乳化沥青混合料的柔韧性，基于性价比较优的考虑，推荐玄武岩纤维掺量为0.2%～0.3%、纤维长度为9 mm;玄武岩纤维对水泥乳化沥青混合料柔韧性、劈裂强度的改善效果劣于聚酯纤维，但掺有玄武岩纤维的混合料具有更高的抗压强度、抗压回弹模量、抗车辙性能和抗松散性能，整体性能更好；该混合料铺筑在高等级沥青路面下面层中，可有效降低沥青混合料层的拉应变和剪应力值，分别降低约16.0%和4.8%,路面发生疲劳开裂和车辙病害的概率减小。研究成果可为水泥乳化沥青混合料在路面结构中应用及病害控制提供参考依据。     

基于对比试验的水泥冷再生疲劳特性分析

通过试验研究水泥冷再生基层材料的合理水泥结合料掺量和乳化沥青掺量,以回弹模量、劈裂强度及无侧限抗压强度等指标进行表征,确定了基层材料组成;开展力学性能分析,研究结构层厚度和乳化沥青比例对水泥冷再生基层材料疲劳特性的影响;依托多层弹性连续体系理论,对比材料结构层层底拉应力变化规律;通过疲劳试验预估了水泥冷再生基层的疲劳寿命。