CN105198316A - 一种乳化沥青水泥稳定碎石 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路建筑材料技术领域，公开了一种乳化沥青水泥稳定碎石，所述的乳化沥青水泥稳定碎石由乳化沥青，水泥，碎石和水组成，其中以与碎石重量比计，乳化沥青掺量为2~4，水泥掺量为3.5~5.5，用水量为4.5~6.0，碎石为100。本发明的乳化沥青水泥稳定碎石兼有刚柔相济特性和良好的抗水损坏性能，与普通水泥稳定碎石相比，混合料的抗压和劈裂强度有所下降，弯拉强度在常温(20℃)时相近，在低温(5℃)时明显增大；干缩失水率、干缩系数和动态模量下降，极限应变量增大；施工性能优异：易压实，离析现象少，强度变异性小，延迟成型和干燥养护的不利影响减弱；可满足高等级公路和城市道路路面基层的力学强度要求，且可有效地减少和防止基层收缩裂缝出现。
Description
技术领域
本发明涉及一种乳化沥青水泥稳定碎石，属于道路建筑材料技术领域。
背景技术
水泥稳定碎石基层具有强度较高、承载力大、抗疲劳性能良好等特点，在我国道路路面建设中大量采用，据统计，我国近二十年来，新建的高等级公路和城市主干道路面基层及底基层采用水泥稳定碎石的比例高达2/3以上。
水泥稳定碎石基层材料的缺点是抗变形能力低、脆性大，易因失水干缩和温度收缩产生裂缝。这种裂缝在路面使用期内会反射到沥青面层，从而造成路面的结构使用性能恶化。如何控制水泥稳定碎石基层材料的开裂，保证其路用性能耐久、稳定，成为当前亟待解决的问题。
近些年，国内为提高水泥稳定碎石基层路用性能开展了大量研究，许多研究着眼于从集料级配、水泥含量、含水量、施工方法等多方面着手来改善其收缩性能；一些学者通过在水泥稳定碎石中添加合适的外掺剂，如：粉煤灰、纤维、丁苯聚合物等以达到降低混合料干缩、温缩量的同时，增加材料柔性和提高其极限抗拉应变量，从而减少基层收缩裂缝的出现和反射至面层的概率。
乳化沥青作为外掺剂具有很好的应用前景，掺加乳化沥青的水泥稳定碎石具有刚柔相济的特点，失水干缩量减少，在价格上也较丁苯乳胶等聚合物低廉，它很可能是解决路面结构反射裂缝有效且经济的途径之一。但是目前对乳化沥青水泥稳定碎石基层材料的力学性能、路用性能缺乏***研究，未能达到实用要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种乳化沥青水泥稳定碎石，以降低其干缩和温缩量并增加韧性，从而减少和防止乳化沥青水泥稳定碎石基层收缩裂缝的出现，提高其使用性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种乳化沥青水泥稳定碎石，所述材料由乳化沥青、水泥、碎石和水组成，按与碎石重量比计，其组成和含量如下：
碎石100
乳化沥青2~4
水泥3.5~5.5，
水4.5~6.0。
本发明中，所述的碎石由三档(15-25mm、5-15mm、0-6mm)粗集料和砂组成，级配为密实型级配。
本发明中，所述的乳化沥青为阳离子慢裂型乳化沥青，沥青质含量不低于50%。
本发明中，所述的水泥为P.O.42.5普通硅酸盐水泥。
本发明中，所述的水为洁浄自来水，其用量由重型压实条件下混合料最大干密度确定，水的重量占碎石总重量的4.5~6.0%。
本发明提出的乳化沥青水泥稳定碎石的制备方法，具体步骤如下：
将原料按照配比称量后，混合均匀，向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料。
本发明的有益效果在于：
1)重型击实条件下，所述的乳化沥青水泥稳定碎石的最佳含水量较对比组的普通水泥稳定碎石的最佳含水量降低1%左右，最大干密度降低1~4%。
2)所述的乳化沥青水泥稳定碎石与对比组的普通水泥稳定碎石相比，混合料的抗压、劈裂强度下降；常温(20℃)时的弯拉强度相近，低温(5℃)时上升20~30%左右；混合料弯压强度比明显上升，常温(20℃)时，乳化沥青掺量2%时，上升0.05~0.07点，乳化沥青掺量4%时，上升一倍以上，达0.5左右。
3)所述的乳化沥青稳定碎石具有良好的水稳定性，浸水后其强度几乎不变。养护环境和延迟成型对乳化沥青稳定碎石强度的影响较小，强度下降幅度较对比组的普通水泥稳定碎石的下降幅度减小1/3~1/2。
4)所述的乳化沥青水泥稳定碎石与对比组的普通水泥稳定碎石相比，混合料的干缩应变、干缩失水率和干缩系数均明显下降。标准养护条件下，乳化沥青水泥稳定碎石的干缩应变减少了1/5~1/3；在自然脱水状态下，干缩应变减少1/4~1/2。
5)所述的乳化沥青水泥稳定碎石与对比组的普通水泥稳定碎石相比，混合料温缩应变、温缩系数有些许下降，但下降量不大；混合料抗冲刷性能和应力加载模式下疲劳性能两者相近。
6)所述的乳化沥青水泥稳定碎石具有一定韧性，在常温弯拉4点试验中，与对比组的普通水泥稳定碎石相比，极限挠度和应变功增加20%~40%；5℃时，动态模量降低10%~17%，20℃时，动态模量降低20%~32%；40℃时，动态模量降低1/3~1/2。
7)本发明所述的乳化沥青水泥稳定碎石具有良好的施工性，其中，拌和机械需增加乳化沥青储存罐和有流量计输送管，拌和时间增加10~15s，摊铺、压实工艺与普通水泥稳定碎石的相同，现场离析现象减少，在相同的压实功下，乳化沥青水泥稳定碎石的压实度略高，其强度、模量及压实度的均匀性更优。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步说明，配合比中各种材料的含量按照与碎石的重量比计。
实施例1：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：3.5；乳化沥青：2。将原料按照上述配比称量后，向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的4.9%。其性能指标见表1-表2。
实施例2：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：3.5；乳化沥青：4。将原料按照上述配比称量后，向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的4.7%。其性能指标见表1-表2。
实施例3：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：4.5；乳化沥青：2。将原料按照上述配比称量后，向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的5.0%。其性能指标见表1-表6。
实施例4：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：4.5；乳化沥青：4。将原料按照上述配比称量后，向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的4.9%。其性能指标见表1-表5。
实施例5：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：5.5；乳化沥青：2。将原料按照上述配比称量后,向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的5.2%。其性能指标见表1-表2。
实施例6：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：5.5；乳化沥青：4。将原料按照上述配比称量后,向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的5.0%。其性能指标见表1-表2。
对比例1：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：3.5。将原料按照上述配比称量后,向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的5.5%。其性能指标见表1-表2。
对比例2：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：4.5。将原料按照上述配比称量后,向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的5.6%。其性能指标见表1-表5。
对比例3：
混合料由以下原料组成（重量比计）：
碎石：100；水泥：5.5。将原料按照上述配比称量后,向混合料中添加水，并搅拌混合均匀即得路基材料，其中水的加入量为碎石重量的5.8%。其性能指标见表1-表2。
使用时，将实施例1~6，对比例1~3拌合后制备得到的路基材料均匀地摊铺到建设的路基上，按施工规范用碾压机碾压压实即可。
表1击实试验与无侧限抗压强度试验结果
表2劈裂强度试验与弯拉强度试验结果
表3部分案例拓展无侧限抗压强度试验结果
表4部分案例拓展弯拉强度试验结果
表5部分案例收缩性能试验结果
表6部分案例疲劳性能试验结果
由表1和表2可以看到，比较六个实施例和三个对比例，随着乳化沥青掺量增加，实施例的抗压、劈裂强度下降，下降幅度随着水泥剂量增大有所增加，随着龄期的增大而有所减缓；实施例劈裂强度的下降幅度小于抗压强度的下降幅度；在常温下乳化沥青的掺量对实施例的弯拉强度影响甚微。表中各实施例均达到了《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中对高级公路和一级公路基层的要求。
由表3和表4可以看到，将实施例3，4和比较例2进行对比发现，实施例具有良好的水稳定性，浸水后其强度几乎不变；实施例受延迟成型的影响较小；随着乳化沥青掺量的增加，养护环境对实施例的强度影响减小；实施例具有一定感温性，其抗压强度随着温度上升而下降；低温时乳化沥青能明显提高实施例的弯拉强度，甚至超过了对比例。
由表5可以看到，将实施例3，4和比较例2进行对比发现，实施例的干缩应变、干缩失水率和干缩系数明显减小，但对温缩性能影响不大；由表6可以看到，实施例的疲劳寿命要略高于对比例。
本发明对于解决常规水泥稳定碎石易出现收缩裂缝的现象有极大的帮助，通过在混合料中添加乳化沥青以降低其干缩和温缩量并增加韧性，从而减少和防止基层收缩裂缝的出现，提高了路面结构的使用性能。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种乳化沥青水泥稳定碎石，其特征在于所述材料由乳化沥青、水泥、碎石和水组成，按与碎石重量比计，其组成和含量如下：
碎石100
乳化沥青2~4
水泥3.5~5.5，
水4.5~6.0。
2.根据权利要求1所述的乳化沥青水泥稳定碎石，其特征在于：所述的碎石由三档(15-25mm、5-15mm、0-6mm)粗集料和砂组成，级配为密实型级配。
3.根据权利要求1所述的乳化沥青水泥稳定碎石，其特征在于：所述的乳化沥青为阳离子慢裂型乳化沥青，沥青质含量不低于50%。
4.根据权利要求1所述的乳化沥青水泥稳定碎石，其特征在于：所述的水泥为P.O.42.5普通硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的乳化沥青水泥稳定碎石，其特征在于：所述的水为洁净自来水，其用量由重型压实条件下混合料最大干密度确定。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106495586A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-15 | 重庆绿恒环保科技有限公司 | 一种乳化沥青改性透水混凝土 |
| CN107285694A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-10-24 | 山东省交通科学研究院 | 一种利用乳化沥青复合固化粉质土的方法 |
| CN110184877A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-30 | 湖北工业大学 | 一种海绵城市生态处理道路***及其施工方法 |
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| CN101323512A (zh) * | 2008-07-10 | 2008-12-17 | 安徽省公路管理局 | 一种防治沥青路面反射裂缝的方法 |
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Application publication date: 20151230 |
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