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水泥乳化沥青稳定碎石抗冻性能试验研究

王一琪
（1.东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040）
摘要：在大量试验研究的基础上，将水泥乳化沥青稳定碎石试件的乳化沥青用量、水泥剂量两方面因素对试件抗冻性能的影响进行了研究分析，得出了相应的影响规律及作用机理。结果表明：乳化沥青用量不超过3%时，经过5次冻融循环后的无侧限抗压强度损失和质量变化率均随着乳化沥青用量的增加而逐渐减小；水泥乳化沥青稳定碎石试件的强度损失和质量变化率均随着水泥剂量的增加呈逐渐减小的趋势变化。
关键词：乳化沥青，水泥稳定碎石，抗冻性能，作用机理
Abstract:Onthebasisoflargeamountofexperiments,thepaperstudiedtheimpacttothefrostresistanceofspecimanwhichwascomposedofcementandeumulsifiedalsphltstabilizedcrushedstonefromtwofactorswhichwerevolumeoftheemulsifiealsphltandvolumeofcement,itcometotheimpactoflawsandthemechanismofaction.Theresultsshowthat:whenthevolumeoftheemulsifiedasphaltofthespecimanislessthan3%,thelossoftheunconfinedcompressivestrengthandtherateofweightchangeafter5freeze-thawcyclesbothdecreasegraduallywiththeincreaseintheamountofemulsifiedasphalt;Thelossofstengthandtherateofweightchangebothdecreasegraduallywiththeincreasingcementdose.
Keywords:emulsifiedasphalt,cementstabilizedcrushedstone,frostresistance,mechanismofaction
1引言
我国目前普遍采用的半刚性基层，存在严重缩裂、引发反射性开裂、抗冻性能差以及耐久性不足等问题，是导致路面达不到设计年限的重要原因，寒区公路更是如此。大多数的基层混合料属于有孔隙材料,当受到冻融循环作用的时候,混合料的孔隙内壁会受到水冰相变膨胀产生附加内力的挤压与松弛的反复作用,经过数次冻融循环作用后,材料会失去其中一部分或全部的强度。路面的强度与使用寿命将受到半刚性基层混合料的低温性能的直接影响,基层混合料的低温性能差会引起基层强度的明显降低,导致路面结构的整体性破坏，因此，沥青路面(特别是薄沥青路面)的开裂破坏与半刚性基层材料的抗冻性能息息相关。该文以有效防止半刚性基层反射裂缝的产生为研究目的，将研究对象定为水泥稳定碎石材料，将适量的乳化沥青加入水泥稳定碎石基层混合料中，既可以保持水泥稳定碎石基层混合料强度较高的优势，同时又能够降低其抗压回弹模量，这将有助于提高水泥稳定碎石的抗裂性能，从而使道路的使用寿命得以延长，具有良好的经济效益。该文着重研究了乳化沥青在加入水泥稳定碎石混合料中时，乳化沥青用量和水泥剂量这两方面因素对水泥稳定碎石试件的抗冻性能影响。
试验概况
2.1原材料试验
本试验采用海伦亚泰水泥厂生产的P.O42.5级普通硅酸盐水泥。
本试验选用的乳化沥青为阳离子乳化沥青，其具体技术指标见表1。
表1乳化沥青技术指标
项目单位指标要求检验结果单项评定筛上剩余量（1.18mm）%<0.10合格蒸发残留物残留物含量%58～6361.0合格针入度（25℃，100g）0.1mm60～12076.6合格溶解度（三氯乙烯）%﹥9799.7合格软化点℃45.8合格延度（15℃）cm≥5069.7合格破乳速度/慢裂慢裂合格由《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006中对水泥稳定碎石的级配范围的具体规定，经过分析粗集料与细集料的筛分试验结果后，对四档集料的掺配比例进行适当的调整，表2为混合料合成级配的通过百分率。
表2混合料合成级配通过百分率
筛孔尺寸/mm31.526.5199.54.752.360.60.075通过率/%10096.575.848.127.317.49.32.22.2试验方案
本试验中的水泥剂量因素选取4.0%，5.0%两种水泥剂量作为对比参照项。选取了三种乳化沥青用量2.0%，2.5%，3.0%来体现乳化沥青用量因素对水泥稳定碎石各项性能的影响。试验中还安排了一组不加乳化沥青的基准配比用来将普通水泥稳定碎石和水泥乳化