稀浆混合料的室内试验

郑 毅

(黑龙江省交通科学研究所)

稀浆混合料的室内试验

郑 毅

(黑龙江省交通科学研究所)

根据实际状况，结合施工单位所采用的合格原材料样品，利用工地实验室，先后做了稠度试验﹑拌和试验﹑粘聚力试验﹑湿轮磨耗试验和负荷车轮试验，通过上述一系列针对性的试验，确定了适合本路段的稀浆混合料配合比。

稀浆混合料;室内试验

1 稠度试验

采用规定的截锥筒:上部内径为38 mm，下部内径为89 mm，高为76 mm，筒内部光滑的截锥筒(金属的或塑料的)。

试验按规程要求操作进行。试验结果如表1。

表1 稠度试验结果

2 拌和试验

该项试验是确定稀浆混合料破乳时间的重要试验内容并做为混合料配合比设计的重要依据，因为它能全面地反映稀浆封层的拌和性、粘附性、固化时间等路用性能。同时也通过这项试验确定外加剂的品种和用量，试验结果如表2。

表2 拌和试验结果

3 粘聚力试验(简称CT)

英文Cohesion test可直译为粘结力试验，但实际不是稀浆混合料对另一种物质的粘结力，而且检测稀浆混合料自身的粘聚力。

(1)采用拌和试验用的混合料配合比，将拌和均匀的混合料倒入直径60 mm高为6 mm(Ⅱ型料骨)或10 mm(Ⅲ型骨料)的圆环中，环下垫着152 mm×152 mm的油毡纸，环内填满混合料后，用刮刀刮平。

(2)待混合料达到初凝时间后，将试样与油毡纸一同置于粘聚力试验仪的气动橡胶垫下面(橡胶垫直径为25.4 mm，硬度为50～70)橡胶垫可由汽车轮胎的外胎切下，橡胶垫的压力即汽车对路面的压力为193 kPa，见图1。

(3)借助上部手动扭矩仪，使气动橡胶垫向试样施加扭力，每隔15～30 min定一次，直到读出最大扭矩值为止。每次试验测定都要变换位置，当胶垫转动时，试样表面不出现骨料剥落，扭矩仪读值大于20 kg·cm时，即为开放交通时间。

图1 粘聚力实验仪

按混合料粘聚力试验结果得出如图2的几种曲线类型。

图2 稀浆混合料分类

Ⅰ曲线①为快裂早开放交通的封层，铺后1 h内产生足够的粘聚力，可以开放交通行车，主要是乳化剂的化学作用，骨料选择适宜。

Ⅱ曲线②为快裂慢通车型的封层，虽然破乳时间早，但要达到通车要求的粘聚力还需要3 h。

Ⅲ曲线③为慢裂慢通车型的封层，这是早期稀浆封层的类型。铺筑后要4～6 h以上才能通车。

Ⅳ曲线④达到粘聚力的临界限度(扭矩仪值大于20 kg·cm)。

Ⅴ曲线⑤为假快裂型，粘聚力增长缓慢，开放交通时间拖长。

Ⅵ曲线⑥，不凝固，不能通车，没有足够的粘聚力，封层不能承受行车碾压。

稀浆封层铺筑后，影响开放交通的因素很多，除乳化剂的慢裂快凝的因素外，还有施工的温度、湿度、风力以及骨料品种与级配等因素都会产生重要影响，所以在施工过程中，密切注视周围情况的变化，争取铺筑曲线①型的稀浆封层。试验结果如表3。

表3 粘聚力试验结果

4 湿轮磨耗试验(简称WTAT)

该项试验是模拟汽车轮胎在湿润状态下，对于封层表面的磨耗状况，重点检验乳化沥青的性能及用量、与骨料的粘附性及配合比设计是否合理。

ISSA、A143规定WTAT值应小于540 g/m2。

从不同配合比混合料的磨耗值(WTAT)的试验结果，可以看出随着沥青用量的增加，湿轮磨耗值在减少，说明稀浆混合料中随乳化沥青含量的增多，在一定范围内WTAT呈下降趋势。

影响稀浆混合料磨耗值的另一个因素，在采用同样质坚耐磨岩石骨料的情况下，在相同乳化沥青用量下，粗粒径的粗级配料混合料的磨耗值要比细料径的细级配骨料混合料的磨耗值少得多。例如，当乳化沥青用量为15%时，粗级配混合料的磨耗值只有400 g/m2，而细级配混合料的磨耗值已达1 400 g/m2。试验结果见表4。

表4 湿轮磨耗试验结果

5 负荷车轮试验仪(简称LWT)

前项的WTAT的试验说明，随着乳化沥青用量的增加，磨耗值有逐步下降的趋势，但是，乳化沥青用量过多时，路面在高温下，将出现泛油、波浪、油包、车辙等病害。为了防止这种用油过多的病害，以稀浆混合料进行负荷车轮试验从而控制混合料中改性沥青用量的上限。

LWT改性稀浆封层按重交通量要求应小于590 g/m2。

LWT如按特重交通量要求应小于540 g/m2。

在满足这两项指标要求的前提下，选择其中的最佳用量。将两条曲线叠加后看出:曲线①是满足WTAT磨耗量的;曲线②是满足砂粘附量的，两条曲线交叉点的横坐标即为最佳改性乳化沥青用量，但实际工作中为了保证安全，在此用量上再增加3%，在此范围正负1.5%都是容许范围，试验结果如表5。

表5 负荷轮试验结果

通过上述五个试验，得出如下结论。

(1)稠度试验确定的外加水量以矿料质量的10%为宜，此时稀浆状态较好。

(2)湿轮磨耗试验可以全面的考验稀浆混合料的抗水性、抗磨能力等综合性能。磨耗值(WTAT)随乳化沥青用量的增加而减小，负荷车轮试验测定的粘附砂量(LWT)随乳化沥青的增加而增加。结合两个试验，确定乳化沥青最佳用量为矿料的13% ～14%，此时，试件浸泡 6日磨耗值(WTAT)为 338.8 g/m2，远远低于最高限值 807 g/m2，粘附砂量(LWT)为346.3 g/m2，低于最高限值 536 g/m2，能满足大交通量磨耗的要求。

(3)依据上述试验，得出稀浆混合料的配方设计为m级配料∶m乳化沥青∶m水∶m填料∶m添加剂=100∶13.5∶10∶0∶0.2。输入稀浆封层摊铺机的供料系统。

(4)按稀浆混合料配合比设计，测定粘结力数据可以看出，养生时间为1 h，即摊铺1 h后粘结力可达2.0 Nm以上，可以开放交通，但实际施工气温偏低时如早晨、阴天应适当延长养生时间。

U416.216

C

1008-3383(2012)02-0017-02

2011-09-11