探讨盐化物对防冰沥青、混合料的影响分析[筑路施工机械化]

1、 MAI NT E NANCE C0NS TR UCT1 0N AND M ACHI NER Y 1 2 试 验 设计 参照沥青混合料油石 比的定义 定义盐石 比为 盐 分 占矿物 集料 的百 分 比 盐 石 比范 畴 为 0 8 增 量取 2 在 不 同盐 石 比下 配 制 混合 料 后 进 行 筛 分试验 再求解通过各档筛孔的百分率 然后参照贝 雷法计 算级 配评 价参 数 由马歇 尔方 法设计 沥青 混合 料 保持最 佳 沥青 用量不变 在不 同盐石 比下成 型若 干马歇 尔试 件 1 0 1 6 mm 6 3 5 mm 和 车 辙 试 件 3 0 0 mm 3 0 0 mm 5 0 mm 参 照 公 路 工程 沥青 与 沥 青 混 合料试验规程 J T J 0 5 2 2 0 0 0 分别对马歇尔试件 进行稳定度试验 飞散试验及冻融劈裂试验 对车辙 试 件进行 车辙 试验 耐久性试验考虑室温下浸水时间长短对劈裂强 度与结冰效果的影响 与冻融循环试验不 同之处在 于 本试验融冰措施为较长时间间隔的室温水浴完 全浸泡 具体而言 试件上 下表面完全浸泡于 自 来水中 考虑浸水 3 6

2、 1 2 d 采用重复试验 再次试 验时仅考虑剩余浸水时间 比如浸水 6 d时仅在前 期试验 基 础上增 加 3 d浸水 时间 对 于结 冰 效果 分 析 马歇尔试件不脱模 在试件表面用注射器注入等 量 的水 溶 液 液 面 厚 度 约 2 mm 然 后 平 整 置 放 于 冷冻 冰柜 中 观测 延迟 冻结 时 间 定义 为初始 冻结 时 间与完 全 冻结 时间之 差 2 试验 结果与分析 2 1 氯盐对 强度 的影 响 马歇尔稳 定度与 流值 的试 验结果 见表 1 由 表 1 可知 伴随氯盐用量的增加 试件的空隙率以及 吸水率增大 稳定度减小 流值基本没有变化 这说 明 植入较大数量的氯盐 压实沥青混合料试件的空 隙率随之增大 强度随之损伤 外加剂的植入不能扩 充既有结构的空隙 也无法干涉既有结构的骨架 表 1 不同氯盐用 下的马歇尔试验结果 氯盐用量 空 隙率 吸水率 稳定度 k N 流值 o 0 1 mm 0 4 3 0 1 2 1 4 8 2 2 7 4 6 2 6 6 0 4 2 l 2 1 3 2 5 1 5 4 6 6 O 3 6 1 2 7 7 2 7 4 0 6 5

3、 2 0 2 6 1 5 5 1 27 8 0 8 6 4 0 3 8 1 1 7 6 3 3 52 2 2 氯盐 对粘结 性能 的影 响 采用洛杉矶磨耗试验仪进行飞散试验 结果见 表 2 由表 2可知 伴随氯盐用量 的增加 质量损失 增 大 氯 盐 用 量 在 5 9 6 以上 时 飞 散 质 量 损 失 超 出 8 这说明 植入氯盐的用量过大将损伤试件 的整 体 粘结 性 盐分 的植 入 需 要 数 量 更 多 或 质量 更好 的 胶 结材 料 表 2 不 同氯盐用 下的飞散试验结果 氯盐用量 试验前质量 g 残留质量 g 飞散损失 O 1 21 9 4 1 l 7 4 0 3 7 2 1 2 4 4 1 1 1 6 5 3 6 3 4 1 2 6 4 0 l 1 6 8 7 7 5 6 1 2 8 4 9 1 l 7 2 5 8 7 8 1 3 0 3 8 1 1 9 1 8 8 6 2 3氯盐对 级 配 的干扰 采用贝雷法评价氯盐植入对级配的干扰程度 参照 贝雷 法要 求 对 于公 称 最大 粒径 1 6 mm 的混 合 料 D 2取 9 5 主 要 控 制 孔 径 取 4 7

4、 5 细 集 料 初 次 分界与二次分 界分别 取值 1 1 8和 0 3 4 按照 贝 雷法计 算 粗 集 料 粗 比 C A R a t i o 细 集 料 粗 比 F AC 与细集 料 细 比 F AF 见 图 1 由图 l可 知 C A Ra t i o集中在 0 7 2 在推荐范 围 0 6 1 0 内 F AC约在 0 4 7 O 5 5之 间 基 本在 推 荐 范 围 0 3 5 O 5 0 内 F AF约 在 0 5 2 0 6 5之 间 超 出推 荐 范围 O 3 5 0 5 0 导致级配呈现 驼峰状 即细集 料 的较 细 部分趋 于过量 这 说 明以矿 粉替 代形 式 或 微 粒干 涉形 式新 增 的盐 化 物 数 量 有 限 因此 可 以 以盐化物造骨料填充粗集料空隙来增加盐化物的实 际存量 引 植入过量氯盐 等 同于增加了细集料 的超细部 分 干扰沥青混合料既有骨架 增大空隙率 损伤结 构强 度 与整体 粘 结 盐 化 物宜采 用 非干扰 的方法 以 较低剂量植入沥青混合料 如果植入数量偏大 则 要求考虑降低与水分的溶解速度 O 75 0 7 O 0 6 5 蒸

5、o 6 0 0 5 5 O 5 O O 4 5 O 4 0 0 2 4 6 8 盐 石 比 图 1 不 同氯盐用量下 贝雷法参数变化 M AI NT E NANCE C0NS TRU CTI oN AND M ACHI NE l y 2 4稳定性 分 析 采用轮 碾式 车 辙试 验 仪 进 行 车辙 试 验 结 果 见 表 3 由表 3可知 伴 随氯盐 用 量 的增 加 车 辙深 度 增 大 动稳 定度 减小 结果 表 明 在较 低 的氯盐 用量 下 氯 盐植 入对 车辙 的影 响并不 显著 表 3车辙试 验结果 氯盐用量 1 h车辙深度 mm 动稳定度 次 mm O 2 8 9 3 6 5 O 2 3 4 7 2 9 8 4 4 3 8 8 2 8 36 采 用 冻 融 劈 裂 试 验 分 析 水 稳 定 性 结 果 见 表 4 由表 4可 知 伴 随氯盐 用量 的增加 劈 裂强度 降低 劈 裂 强 度 比 TS R 减 小 结 果 表 明 在 较 低 的氯 盐 用 量 下 氯 盐 植 入 对 水 稳 定 性 的影 响 并 不 显 著 表 4 水损害试验 结果 氯盐用量 劈裂强度 M

6、P a 冻融劈裂强度 MP a T S R的值 0 1 0 2 0 9 4 9 2 2 2 0 9 3 0 7 9 8 4 9 4 0 8 5 0 7 0 8 2 3 2 5耐 久性分 析 室温下多个连续浸水条件下的劈裂试验结果见 图 2 由图 2可 知 在 氯盐 用量 一 定 的情 况 下 氯盐 对浸 水初 期 的试 件 强 度 影 响较 小 但 随着 浸 水 时 间 的延 长 试件 强度 逐步 衰减 在浸水 时 间一定 的情 况 下 伴 随氯盐 用量 的增 加 试 件强 度逐 步降低 统 计 分析表明 氯盐对强度的不利影响存在临界用量 越 过 临界 盐石 比 约 5 强度衰 减 明显 5 0 4 0 3 6 1 2 24 浸水时间 d 图 2 不 同氯盐用量下劈裂强度随浸水 时间的变化 马歇尔试件成型后 不脱模 主要是为 了获得 便利 的边 壁环 境 便 于 进行 冷 冻 试 验 冷 冻 试 验结 果见表 5 由表 5可知 伴 随盐化物用量 由 0增 大 N6 延 迟冻结 时间轻微延长 浸水时间 由3 d延 长 到 1 2 d 延迟 冻 结 时 间轻 微 缩 短 这 说 明 长 时

7、 间用 清 水 浸 泡 稀 释 试 件 表 层 盐 分 短 期 冻 结 条 件 下 试 件 内部 盐 分 难 以 向表 层 转 移 不 同盐 化 物 用 量可能会影 响最 大冻结 深度 需要 在长期 冻结 条 件下进一步研究 如果不能打通深层盐化物 向表 层转移 的通 道 追 加盐化 物用量对 短时段 内的防 冻结 则 没 有效 果 表 5冷冻试验结果 浸水 延迟冻结时间 rai n 时间 d 无氯盐 2 氯盐 4 氯盐 6 氯盐 O 1 3 1 4 1 5 1 5 3 1 3 1 4 1 5 1 5 6 1 3 1 4 1 4 1 5 1 2 1 3 1 3 l 4 1 4 3 结 语 1 盐 化物 宜采 用非 干扰 级配 的方 法 植入 沥 青 混合料 并且其用量 盐与矿料的质量 比 不宜超出 5 过量会 损 伤集料 间 的粘结 以及结 构强 度 2 伴 随氯盐 的植 入 沥青 混 合 料 的抗 车 辙 性 能与抗水损害性能降低 在较低氯盐用量下 氯盐造 成 的不利 影响 并不显 著 3 在 浸水 初 期 氯 盐 用 量 对混 合 料 强度 的影 响不 明显 随着 清水 浸泡 时 间的延长 氯盐 混合 料 的 强度 逐 步衰减 延迟 冻结 时 间缩 短 4 长 时 间的清水 浸泡损 伤 盐 化物 防 冰混 合料 短时段内的防冻结效率 导致无法长效应对突发桥 面结 冰 事件 这 需要 革新 盐化 物植 入方式 参 考文 献 1 张洪伟 韩森 张丽娟 等 盐化物沥青混凝 土抑制结冰与融 雪试验I J 长安大学学报 自然科学版 2 0 1 1 3 1 2 1 7 2 O 2 谭忆秋 周 纯秀 橡胶颗粒路面抑制冰雪技术 J 筑路机械与 施工机械化 2 0 0 8 2 5 1 1 2 2 2 6 3 郭 晓 岑 国平 黄灿华 等 机场道面混凝土冻融破坏评价指 标I J 交通运输工程学报 2 0 1 0 1 0 1 1 3 1 8 4 李立寒 曹林 涛 郭亚兵 等 初始空隙率对沥青混合料性能影 响的试验研究2 J 3 同济 大学学报 自然科学版 2 0 0 6 3 4 6 7 57 7 6 0 7 8 9 5 张洪伟 陈伦坤 张宝龙 等 抗 冻结沥青混凝土路面 国内外研 究 现状与进展 J 公路 2 0 1 1 1 1 3 5 1 3 9 责任编辑 袁宝燕

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