CN108918838A - 一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法。所述细砂混合料的粒径为1.18mm以下，具体包括：步骤一：取粒径为19mm‑31.5mm的粗集料颗粒，洗净烘干、冷却至室温；步骤二：将颗粒浸入预热过的沥青中，取出烘烤冷却；步骤三：浸入沸水中浸煮，称取质量m1；步骤四：浸入胶结材料中1分钟，再埋入细砂中，得到裹砂颗粒；步骤五：自由落体2次，称取质量m2；步骤六：将裹砂颗粒浸入沸水中浸煮，后称取质量m3；步骤七：计算细砂混合料的损失率W：W＝100×(1‑(m3‑m1)/(m2‑m1))。本发明通过细砂粘附粗集料颗粒的一次成型方式得到的裹砂颗粒试件，较为符合实际撒布情况，可真实反映材料性能。采用水煮法易于操作施行，以质量损失率作为评价指标进行定量分析，试验结果较为精确可靠。

Description

一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法
技术领域
本发明涉及沥青路面快速预防性养护技术领域，特别是一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法。
背景技术
路面预防性养护是为了提高路面全寿命周期养护效益，在没有发生损坏或者只有轻微病害与病害迹象的路面上，为了防止路面病害出现或者轻微病害的进一步扩展、延缓路面使用性能的衰减，保持和改善路面使用性能，而采取的基本不扰动路面结构、不改变路面结构强度的路面养护措施。
在路面的养护工程中，新材料和新技术不断涌现，需要有效的试验方法进行相关指标的评价，就细砂混合料构筑的乳化沥青细砂封层的水稳定性而言，尚缺乏统一的测试方法。现有规范中用以评价沥青混合料水稳定性的试验中，黏附性试验和湿轮磨耗试验均是以粗粒径颗粒为对象的试验方法，均是建立在热塑性沥青或常用粗粒径级配集料的基础上，而对于粒径小于1.18mm的细砂混合料，则无专门且有效的测试方法。相关的检验技术如下：
1、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011中乳化沥青与粗集料的黏附性试验(T0654)，通过水煮法检验各类乳化沥青和粗集料颗粒的黏附性，评价粗集料的抗水剥落能力。而乳化沥青与粗集料的黏附性试验以粗颗粒集料作为载体，当路面采用抗滑细砂时，由于颗粒体积较小，难以通过此方法对其进行水稳定性进行评价。
2、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011中冻融劈裂试验(T0729)，通过测定沥青混合料马歇尔试件在水损坏前后的劈裂强度比，来评价混合料的水稳定性。相关专利中，申请号为CN201710135346.6的发明专利，给出了一种评价沥青胶砂水稳定性的方法，此技术依据沥青混合料疲劳开裂主要发生于砂浆部分的结论，针对＜1.18mm的集料，通过对旋转压实得到沥青胶砂试件进行冻融试验，以胶砂试件的裂纹扩散情况的来评价混合料整体的水稳定性。而冻融劈裂试验需要成型一定体积的混合料试件，对于细砂封层而言，实际撒铺的混合料薄层，与劈裂试件的结构存在较大差异。另外对于需要一次成型的试件，如胶结料中掺入一定含量的环氧树脂时，由于树脂具有热固性，此成型方法不易施行，可能会破坏热固材料已经形成的连接形式。
3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011中稀浆混合料湿轮磨耗试验(T0752)，通过成型薄层试件测定其水中磨耗损失来评价稀浆混合料的抗水损能力。参考微表处湿轮磨耗试验的加载磨损方法，在磨耗试件表面撒铺抗滑薄层后进行湿轮磨耗试验，会存在磨耗值过大的问题。如附图1所示，通过试验验证，磨耗区域内的细砂损耗极大，并对载体试样表面也造成较严重的磨损，这是由于在加速模拟路面磨耗的过程中，表面脱落的细砂颗粒来不及排出磨耗区域，在橡胶磨耗头的作用下会促使表面加速磨光；
4、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011中稀浆混合料配伍性等级试验(T0758)，采用旋转磨耗及水煮的方式测定细级配集料与乳化沥青的配伍性及抗水损能力。微表处试验中的配伍性试验通过水中旋转磨耗和水煮的方式测定试件的质量损失量，来分析2.36mm以下级配细砂与乳化沥青之间的配伍性，也是一种水稳定性评价方法。但由于其混合料试件成型采用先破乳再压制的方法，存在上述第2条中的问题，会影响胶结料性能表现。如图2所示，通过对不同水性环氧树脂掺加量的混合料试件进行配伍性试验，随着树脂掺加量提高，胶结料的热固性越加明显，当混合料破乳后，胶结料之间难以再形成有效的粘结，使得水损逐渐增大。因而此方法不具有普遍适用性。
发明内容
针对以上不足，本发明提供了一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法，针对料径为1.18mm的细砂混合料，结合黏附性试验和配伍性试验，能较好评价细砂混合料的水稳定性。
本发明的技术方案为：
一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法，所述细砂混合料的粒径为1.18mm以下，具体包括以下步骤：
步骤一：取若干颗粒径为19mm-31.5mm的道路工程用粗集料颗粒，洗净、烘干、冷却至室温；
步骤二：将粗集料颗粒浸入预热过的沥青中，随后取出，烘烤至颗粒表面沥青膜不滴落，冷却至室温；
步骤三：将粗集料颗粒浸入盛有沸水的容器内，使容器中的水保持微沸状态，浸煮3分钟，取出冷却干燥后，称取粗集料颗粒质量m1；
步骤四：将粗集料颗粒浸入胶结材料中1分钟，取出后悬挂片刻，使多余胶结料乳液滴落，立即埋入细砂中，使颗粒表面完全被细砂粘附，得到裹砂颗粒，取出后在室温中静置；
步骤五：将裹砂颗粒表面的浮沙清除，使其从一定高度自由落体2次，震落表面粘附不牢的细砂，称取裹砂颗粒初始质量m2；
步骤六：将裹砂颗粒浸入盛有沸水的容器中，使容器中的水保持微沸状态，浸煮3分钟，取出冷却干燥后，称取裹砂颗粒水煮后质量m3；
步骤七：采用下列公式计算细砂混合料的损失率W：W＝100×(1-(m3-m1)/(m2-m1))。
所述步骤四的胶结材料是添加水性环氧树脂的乳化沥青。
所述步骤四的细砂是金刚砂或石灰岩细砂。
所述步骤一的烘干具体为，置于105℃±5℃的烘箱中烘烤3小时。
所述步骤二的预热过的沥青为，预热至135℃的沥青；所述烘烤为，置于135℃的烘箱中烘烤。
所述步骤四的静置的时间是24小时。
所述步骤五的一定高度是50cm高度。
本发明综合考虑细砂特性及热固性添加材料的特性，通过在粗粒径颗粒表面粘附抗滑细砂混合料，并通过水煮试验进行抗水损分析，能较好评价细砂混合料的水稳定性。不同于原试验评价沥青与集料的黏附性，本技术以经过沥青膜裹覆处理后的粗粒径颗粒为载体，通过先后裹覆胶结料乳液与细砂，使载体颗粒表面附着细砂薄层，最后进行水煮，可综合评价细砂薄层自身的抗水损能力和其与原路面的粘结能力。且此薄层成型方式与实际封层撒铺形式相似，使得此技术较为符合实际水损形式，此测试结果也较为精确。
附图说明
图1为撒铺细砂封层的湿轮磨耗试件磨损情况；
图2为不同水性环氧树脂掺量的混合料试件的磨耗值和磨耗后形态；
图3为本发明的以金刚砂作为细砂的裹砂颗粒试件；
图4为本发明不同水性环氧树脂掺量下裹砂颗粒试件细砂混合料剥落率。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
本发明的乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法，所述细砂混合料的粒径为1.18mm以下，以水煮法作为测试方法，具体包括以下步骤：
步骤一：取若干颗粒径为19mm-31.5mm的道路工程用粗集料颗粒，清洗干净，置于105℃±5℃的烘箱中烘烤3小时，从烘箱中取出5颗粗集料颗粒，冷却至室温，逐个用细线或金属丝系好，悬挂于支架上；
步骤二：将粗集料颗粒浸入预热至135℃的沥青中，随后取出，置于135℃的烘箱中，烘烤至颗粒表面沥青膜不滴落，从烘箱中取出，冷却至室温；
步骤三：将粗集料颗粒浸入盛有沸水的烧杯中央，调整加热炉，使烧杯中的水保持微沸状态，浸煮3分钟，取出冷却干燥后，称取粗集料颗粒质量m1；
步骤四：将粗集料颗粒浸入配制好的胶结材料中1分钟，胶结材料为添加水性环氧树脂的乳化沥青；取出后悬挂3秒，使多余胶结料乳液滴落，立即埋入金刚砂或石灰岩细砂中，使颗粒表面完全被细砂粘附，得到裹砂颗粒，取出后在室温中静置24小时；
步骤五：将裹砂颗粒表面的浮沙清除，使其从50cm高度自由落体2次，以震落表面粘附不牢的细砂，称取裹砂颗粒初始质量m2；以金刚砂作为细砂的裹砂颗粒如图3所示；
步骤六：将裹砂颗粒浸入盛有沸水的烧杯中央，调整加热炉，使烧杯中的水保持微沸状态，浸煮3分钟，将裹砂颗粒从水中提出，轻轻悬挂于支架上，冷却干燥后，称取裹砂颗粒水煮后质量m3；
步骤七：采用下列公式计算细砂混合料的剥落率W：W＝100×(1-(m3-m1)/(m2-m1))。
试验结果如图4所示，横坐标为乳化沥青中水性环氧树脂的添加量百分比，纵坐标为裹砂颗粒表面细砂混合料的剥落率，其中细砂混合料分别为石灰岩和金刚砂。可以看出，增加水性环氧树脂的添加量可以明显提高细砂混合料的水稳定性，且本试验结果具有良好的数据稳定性。
本发明的技术方案，通过细砂粘附粗集料颗粒的一次成型方式得到的裹砂颗粒试件，较为符合实际撒布情况，可以真实反映材料性能表现。采用水煮法易于操作施行，并以质量损失率作为评价指标进行定量分析，试验结果较为精确可靠。
以上公开的仅为本发明的实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种乳化沥青细砂混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，所述细砂混合料的粒径为1.18mm以下，具体包括以下步骤：
步骤一：取若干颗粒径为19mm-31.5mm的道路工程用粗集料颗粒，洗净、烘干、冷却至室温；
步骤二：将粗集料颗粒浸入预热过的沥青中，随后取出，烘烤至颗粒表面沥青膜不滴落，冷却至室温；
步骤三：将粗集料颗粒浸入盛有沸水的容器内，使容器中的水保持微沸状态，浸煮3分钟，取出冷却干燥后，称取粗集料颗粒质量m1；
步骤四：将粗集料颗粒浸入胶结材料中1分钟，取出后悬挂片刻，使多余胶结料乳液滴落，立即埋入细砂中，使颗粒表面完全被细砂粘附，得到裹砂颗粒，取出后在室温中静置；
步骤五：将裹砂颗粒表面的浮沙清除，使其从一定高度自由落体2次，震落表面粘附不牢的细砂，称取裹砂颗粒初始质量m2；
步骤六：将裹砂颗粒浸入盛有沸水的容器中，使容器中的水保持微沸状态，浸煮3分钟，取出冷却干燥后，称取裹砂颗粒水煮后质量m3；
步骤七：采用下列公式计算细砂混合料的损失率W：W＝100×(1-(m3-m1)/(m2-m1))。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤四的胶结材料是添加水性环氧树脂的乳化沥青。
3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤四的细砂是金刚砂或石灰岩细砂。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述步骤一的烘干具体为，置于105℃±5℃的烘箱中烘烤3小时。
5.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述步骤二的预热过的沥青为，预热至135℃的沥青；所述烘烤为，置于135℃的烘箱中烘烤。
6.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述步骤四的静置的时间是24小时。
7.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述步骤五的一定高度是50cm高度。
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