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透层乳化沥青渗透评价方法及指标研究
2019年04月15日    阅读量:553    新闻来源:中国沥青网 sinoasphalt.com  |  投稿

摘要:综述了当前我国公路半刚性基层透层乳化沥青渗透能力的测试方法和评价指标的缺陷,针对现阶段我回对透层乳化沥青渗透性评价方法的盲目性和评价指标的随意性,提出用乳化沥青在堆积砂中的渗透效果模拟乳化沥青在半刚性基层的渗透性能,分析现阶段常用的普通乳化沥青和高渗乳化沥青经试验得到的渗透效果,进而研究出透层乳化沥青渗透性的量化评定指标。


关键词:透层乳化沥青 渗透性 评价方法 评价指标

我国公路多以沥青混合料为面层,水泥结合料为基层。由于结合料性质差异过大,导致半刚性基层和沥青面层之间不能形成稳定的整体结构,从而影响沥青路面的耐久性,引起早期病害,缩短道路的使用寿命【1-3】中国沥青网sinoasphalt.com。为了保证良好的层间粘结,在半刚性基层上喷洒透层乳化沥青是解决层间问题的重要手段,不仅能起到粘结基面层的作用,同时能防止水分下渗,保护基层和土基。目前没有标准的试验和确定的指标评价乳化沥青的渗透效果。常用的方法是,在施工时,喷洒一定量的透层油,完成渗透并固化之后,采用钻心取样的方法取出芯样,测量其渗透深度。该方法费时费力且无法保证乳化沥青的固含量。而现阶段我国尚未制定公路半刚性基层透层乳化沥青的渗透能力试验方法及评价指标,室内评价的方法各家评定不一,造成评价方法的盲目性和随意性。

现阶段,国内外常用的乳化沥青渗透性的评价方法,包括以下几种:日本采用的方法,用马歇尔成型仪击实一定含水量的标准砂制作马歇尔试件,用喷雾器将定量的乳化沥青喷到试件上,记录乳化沥青完全渗人马歇尔试件中的时间,以此作为渗透性评价指标。哈尔滨工业大学提出了标准砂渗透试验【4】,取定量的标准砂装入筒中,记录透层乳化沥青在量筒中的标准砂里的渗透深度△l和渗透时间人用渗透速度Ts=△l/t和来评价乳化沥青的渗透性。经过试验验证,本方法仅能测试煤油稀释沥青的渗透性,而测试乳化沥青渗透性出现气阻现象,使测试无法进行。江苏交科院提出标准砂胶结料的试验方法【5】,按一定比例混合标准砂、水泥和水,用马歇尔成型仪击实后,在表面喷洒一定量的乳化沥青,经过一定时间后,铲开试件,观察乳化沥青的渗透深度和渗透状态。该方法操作人员的主观因素较大,并且截面的渗透状态不一,不能有效地判定其渗透性能。水稳试件试验方法【6】,按照一定的级配制作水稳试件,养生后撒布一定量的乳化沥青后,破坏试件,观察渗入试件的深度,方法较为复杂,同时也具有试验人员的主观臆断。


综上所述,目前常用的评价手段多以定性为主,主观因素大,虽有一定的定量程度,但得到的结果离散性比较大。


具体试验步骤如下:

(I)使用标准筛对量砂进行筛分,取粒径0.15-0.30m的量砂,质量大于100g,收集起来放人干净的容器中,存放在干燥环境中备用;


(2)将玻璃三角漏斗放在漏斗托架内;


(3)将称好的50g量砂经过玻璃三角漏斗,保持匀速加入量筒内;


(4)整平量筒中量砂表面;


(5)沥青含量大于45%的乳化沥青样品,渗透试验前,应加水稀释,统一调整为沥青含量45%的乳化沥青样品;


(6)称取定量乳化沥青7g(考虑到在倒人量筒的过程中,小增塌和漏斗内残留的乳化沥青,实际加入至量筒内的乳化沥青的质量为6.5g),通过漏斗将称量好的乳化沥青匀速加人至筒内,从乳化沥青接触量筒内量砂表面时开始计时,渗透时间10min。


(7)称取盛余砂的容器的自重,并记录。


(8)渗透时间结束,将量筒下部松散的砂放人到盛余砂的容器内,称取质量,根据质量计算出量筒下部砂的体积,进而计算出乳化沥青实际渗入到上部量砂的体积。

同一试样至少平行试验两次,两次试验结果的差值不大于0.4%,取其平均值作为试验结果。


初选三家检测单位对部分透层乳化沥青及普通的乳化沥青进行渗透性能测试,验证方法的可行性,并确定渗透指标。哈尔滨工业大学交通科学与工程实验室、西安公路研究院材料实验室、漯河天龙化工有限公司实验室对渗透型的乳化沥青,包括HTC-08型、TL-1、TL-4、TL-8型及普通喷洒型的乳化沥青PC-2型等乳化沥青按照提出的试验方法进行渗透性能测试,试验结果如表l。


由表1数据显示,该方法能明显区分出普通乳化沥青和用于透层的高渗透的乳化沥青。从渗透速度看,经过10min后,高渗透型的乳化沥青的渗透速度均在0.20cm/min之上,而普通喷洒型的乳化沥青约为0.10cm/min。从而,确定高渗型的乳化沥青指标为:渗透速度不小于0.20cm/min。


评价指标确定之后,试验方法是否具有一定的可行性,需要进一步的验证。2014年8月,上旬,在郑州开展了透层乳化沥青试验方法培训会,邀请七家试验单位对四种高渗型的乳化沥青进行验证。每单位三名试验人员,每名试验人员对每种乳化沥青重复10次试验,得到的试验数据服从正态分布。


由表2数据可知,通过大量的数据处理分析,各种透层乳化沥青的渗透速度仍不小于0.20cm/min,确保了渗透指标的准确性,渗透性能的排序为:RPC-2>RPS-2>HTC08>STJ-01。


经过对渗透性能的试验方法的综述分析,阐释了乳化沥青渗透性现行评价方法的随意性和盲目性,并针对现状提出了渗透性评价的新方法,根据新方法对常用的透层乳化沥青进行了渗透性评价,得到了如下结论:


a)针对现状提出了相对科学的,简单快捷的试验方法,定量判定了透层乳化沥青的渗透性能,并提出了高渗型乳化沥青的指标,渗透速度需大于0.20cm/min;


b)针对常用的透层乳化沥青进行了大量的试验,既验证了当前指标的可行性,又对目前常用的透层乳化沥青进行了渗透性的排序:RPC-2>RPS-2>HTC-08>STJ-01。


标签:技术中心改性沥青
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