水泥、消石灰对沥青性能影响研究.pdf

2010年第31卷第6期
水泥、消石灰对沥青性能影响研究
(中铁十一局集团技术管理部,武汉430070)
摘要:通过当替换矿粉,対不同水泥和消石灰掺量的沥青胶浆的高低湿性能进行了试验研究。研究明,水
泥等量替换后,胶業的高低温性能均有改善,而消石灰当量替换,胶浆的高温性能有明显改善,但低温性能却也有
明显的劣化。综合分析胶浆的高低温性能和可施工性能,水泥的掺量不宜超过40%,而消石灰的掺量不宣超过
60%
关键词:水泥;消石灰;沥青混凝土;花岗岩
Effects of Cement and Iydrate Lime on Asphalt Performances
SHI Jian
( Technology and Administrant Department of China Railway 11 Bureau Group Co Ltd, Wuhan 430070, China)
Abstract: This paper presents the performances of binders by the same cement and hydrate lime replacing limestone filler
and investigates the performances of binders at different temperatures with different cement and hydrate lime contents. The
results indicate that when the limestone filler is replaced by the same cement, the performances of binder in different temper
atures are improved, however, when the limestone filler is replaced by the same hydrate lime, the performances is improved
in high temperature while is decreased in low temperature. After analyzing the performances of binder in different tempera
tures and the used performances, less than 40 of cement content and less than 60% of the hydrate lime content are ob
Key words: cement; hydrate lime; asphalt concrete; granite
沥青胶浆是矿粉分散在沥青中而形成的分散率,或者采用添加剂,提高沥青与石料的粘附性。对
系,它是沥青混凝土结构中最初的一级分散系统,其于后者常用的方法有:1)添加改性剂,使用改性沥
结构、组成与性能直接关系到沥青混凝土的各项路青;2)掺加抗剥落剂;3)使用水泥或消石灰替代部分
用性能。因而对沥青胶浆的组成、结构与性能进行或全部矿粉。前2种方法目前使用比较普遍,而后
研究就显得尤为重要。众多研究表明,石灰石矿粉一种使用相对较少。用水泥或消石灰替代矿粉在国
由于能与沥青较好地粘结,从而被广泛地应用到沥际上是比较普遍使用的方法,特别在美国、欧洲应用
青混凝土中。近几年来,我国已建成的一些高速公比较广泛。它不仅使用效果好,而且其造价比使用
路相继出现了较严重的早期破坏,原因是多方面的,改性沥青或抗剥落剂低得多。在我国现行的沥青路
水损坏是其中一个主要的方面。水损坏产生的原因面施工技术规范中也提到用水泥或消石灰替代的矿
除了施工和配合比设计方面外,沥青结合料与集料粉以提高沥青混合料的水稳性。但国内对于水泥的
表面的粘结力丧失而导致集料松散剥离是主要原用量存在争议,因此,有必要对水泥替代矿粉后的沥
因。对于沥青混合料本身来说,提高其水稳性主要青胶浆性能进行客观评价。
有采用密实性混凝土级配,保证压实度,减小空隙
采用软化点、车辙因子、延度评价沥青胶浆的
万方数据
2010年第31卷第6期
高、低温性能,通过综合分析胶浆的高、低温性能,确
由图1可知,随着水泥、消石灰用量的增加,车
定水泥、消石灰的合适替换量。
撤因子的变化成曲线状。从整体上看,掺加水泥和
1原材料及实验方案
消石灰能够提高沥青的软化点,但是,水泥取代矿粉
40%时出现最大值,消石灰在取代矿粉60%时出现
沥青采用SK-70,其基本性能列人表1,矿粉为峰值,且消石灰提高软化点的幅度要高于水泥。
普通石灰石矿粉,水泥和消石灰基本性能列入表2。
本试验选取粉油比1.0,水泥、消石灰分别替代
车辙因子
0、20%、40%、60%、80%、100%的矿粉,对沥青胶浆
沥青胶浆在沥青混合料中起到粘结剂的作用,
测定其延度和软化点,同时采用美国SHAP评价法所以沥青胶浆的粘滯度是其最重要的性质,对混合
中DSR来研究其高、低温性能。
料的力学性能有直接影响。美国近年开发了动态剪
表1SK-70性能指标
切流变仪,用于对沥青及沥青胶浆的测试,并用车辙
技术指标
试验结果因子表示其高温抗剪切性能。G*为复数剪切模
针人度(25℃,100g,58)(0.1mm)
量,6为剪应力与剪应变相位角差。车徹因子G/
延度(Scm/min,15℃)/cm
sinお的值越大,表明沥青胶浆越接近弹性,高温稳
141.2
定性也越好,混合料的高温稳定性和抗车辙能力就
延度(5
cm/min
10℃)/cm
越强。试验结果见图2。
软化点(环球法)/C
质量损失/%
TFOT试验
针人度比/%
163℃
5
延度(10℃)/cm
4
延度(15℃)/cm
36.2
水泥
消石灰
表2矿粉、水泥、消石灰的技术指标
60
掺量/
表观密度ノ下列筛孔(m)的通过率/%
项目
图2不同水泥、消石灰掺量下沥青胶
(g"cm-3)0.60.15
0.075
浆车辙因子的变化
矿粉2.675
从图2可知,随着水泥、消石灰用量的增加,车
水泥2.787
100
96,9
橄因子的变化成抛物线状,水泥在取代40%的矿粉
消石灰2.280
95.7
时达到最大值,随后又逐渐减小。而消石灰在取代
60%的取代矿粉时达到峰值,这个结果与上面软化
2软化点
点的结论不谋而合。从整体上看,掺加水泥、消石灰
能够改善沥青胶浆的高温性能。这是因为水泥和消
软化点是道路沥青基本性能指标之一,数值表石灰中的CaO+MgO含量远高于石灰岩,因而水
达也很直观,直接与路面发软变形程度相关,因此,泥、消石灰与沥青胶溶在一起形成沥青胶浆时,沥青
软化点可以作为沥青胶浆高温性能的指标之一。采
中的酸性成分和水泥中的氧化钙发生反应,在沥青
用T0606-2000的试验方法,试验结果见图1。
与水泥的界面区形成较强的化学粘结力,从而增加
了沥青胶浆的稠度,使得沥青胶浆的车辙因子有所
提高。但是当水泥和消石灰用量再继续增大时,大