多孔沥青混合料改良研究.pdf
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1、总652期2023年第22期(8月 上)0 引言东北振兴是我国区域发展“四大板块”之一,在东北地区进行修路建桥是发展的必经之路。由于天气原因,东北多冻土,为道路建设带来很多困扰,基于此,许多专家学者针对此开展相关研究1-5。本研究通过改良多孔沥青混合料,增强其抗损伤能力,开展冻融循环试验和单轴压缩试验,研究改良后混合料的稳定性,分析不同材料间的差异性,为实际工况提供理论基础。1 试样制作过程和冻融循环试验1.1 试样制作过程对多孔沥青混合料进行改良,多孔沥青混合料主料选用普通岩石、石灰岩矿粉以及改性沥青为材料制备,制备多孔沥青混合料后,对其进行改良,通过掺入不同材料对多孔沥青混合料进行改良。本
2、研究选用的掺入材料分别为沥青混合料回收料、玻璃纤维以及硅藻土,其中沥青混合料回收料从沿海地区取来;玻璃纤维采用长20 cm的短切玻璃纤维;硅藻土为白色粉末,SiO2含量较高,酸碱度呈中性,且无毒。根据规范可知,沥青最佳用量在4.1%,用压实仪将材料制备成孔隙度为18.2%的试样,其中主料沥青混合料级配与沥青混合料回收料相同,具体情况如图1所示。将掺入材料与沥青混合料进行配比,具体情况如表1所示。由表1可知,编号A、B、C以及D分别对应不同掺入材料,后面数字对应不同掺入量,并以字母和数字组合为一组,每组有两个平行样,另外制作一组试样为对照组,其编号为0,后面数据皆以每组数据平均值来分析。1.2
3、冻融循环试验在试样通过模具制备完成后,通过室内冻融试验箱进行试验,箱尺寸长宽高分别为 1.1 m、0.4 m 以及0.5 m。试验过程为:一次循环:试样在真空中饱水收稿日期:2022-12-26作者简介:宋永军(1970),男,山东招远人,高级工程师,从事道路工程建设工作。多孔沥青混合料改良研究宋永军(招远市地方公路建设养护中心,山东 烟台 265400)摘要:为获取更具抗冻的沥青材料,通过对多孔沥青混合料进行改良,探究混合料冻融损伤特性。改良方法包括添加玻璃纤维、沥青混合料回收料、硅藻土等材料对沥青混合料进行改性,并通过开展冻融循环试验和单轴压缩试验研究改良后的混合料的稳定性,得出以下结论:
4、0.7%掺量的玻璃纤维试样的稳定性最好;15%沥青混合料回收料掺量的试样稳定性较好;25%硅藻土掺量的多孔沥青混合料试样稳定性最佳;20%掺量的硅藻土再生沥青混合料试样稳定性效果最好,但其不适用于长期冻土区。改良的多孔沥青混合料均可减缓普通混合料冻融损伤,但0.7%掺量的玻璃纤维试样抗压强度下降幅度最小,损伤程度最小。关键词:多孔沥青;沥青稳定性;抗压强度;冻融试验中图分类号:U414文献标识码:B图1 颗粒级配曲线表1 掺入材料配比掺入材料编号玻璃纤维掺量(%)掺入材料编号沥青混合料回收料掺量(%)掺入材料编号硅藻土掺量(%)掺入材料编号沥青混合料回收料掺量(%)硅藻土掺量(%)A10.3B
5、15C115D11515A20.5B210C220D21520A30.7B315C325D31525A40.9B420C430D4153046交通世界TRANSPOWORLD900 s,之后经历30 min的常压水,之后密封袋装入试样,并放入冻融试验箱16 h,冻融试样箱保持-18,经过16 h后,将试样放在恒温条件下8 h,其中该恒温温度为60。试验共进行15次该操作,也可称为冻融循环15次。2 抗压强度分析由于多孔沥青混合料存在内部结构孔隙较大,且使其容易存储过量的水分,导致沥青混合料本身稳定性存在缺陷,因此通过掺入不同材料对多孔沥青混合料进行改良,并通过单轴压缩试验研究多孔沥青混合料的稳
6、定性,试验将冻融循环 0 次和 15 次的混合料放入恒温箱内保持 3 h,之后取出进行单轴压缩试验。2.1 玻璃纤维多孔沥青混合料试样分析不同玻璃纤维掺量的多孔沥青混合料试样的抗压强度曲线如图2所示。图2 玻璃纤维多孔沥青混合料试样抗压强度曲线由图2可知,随着玻璃纤维掺量的增加,玻璃纤维多孔沥青混合料试样抗压强度随玻璃纤维含量增加而先增加后减小,其中当玻璃纤维含量达到0.7%时,试验抗压强度达到最大值。之所以出现该现象,是由于随着玻璃纤维的增加,其加筋用使沥青混合料之间的附着力增加,从而使试样的抗压强度增加,但随着玻璃纤维数量增加,制样过程会出现搅拌不均匀现象,从而导致试样抗压强度减弱。通过循
7、环次数可以发现,当试样经过15次冻融循环后,试样的抗压强度开始下降,其中玻璃纤维掺量为0.7%的试样其抗压强度在冻融循环15次后依然保持最大抗压强度。说明0.7%掺量的玻璃纤维试样的稳定性最好,强度最佳。2.2 再生多孔沥青混合料试样分析不同沥青混合料回收料掺量的多孔沥青混合料试样的抗压强度曲线如图3所示。由图3可知,随着沥青混合料回收料掺量的增加,再生多孔沥青混合料试样的抗压强度呈先增大后减小,最后趋于稳定的变化趋势,其中在冻融循环 0 次时,5%沥青混合料回收料掺量的试样抗压强度最强,而10%、15%与20%沥青混合料回收料掺量的试样抗压强度无较大变化。而经过冻融循环15次后,试样抗压强度
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