歡迎來到期刊VIP網,使用學術咨詢服務
期刊VIP網20年服務積淀,需要發表支持服務就來期刊VIP網
快捷導航
自動化
機電一體化
機械
工業設計
化工生產
電力
水利
土木工程
能源

濕熱地區改性瀝青混凝土抗滲水性能試驗研究

發布時間:2022-01-24 11:08所屬分類:土木工程

摘要:路面結構中的水分會導致瀝青混合料的早期劣化,并且由于集料與結合料之間粘結力的喪失而降低路面的耐久性。文章基于廣西氣候特點,研究在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯

  摘要:路面結構中的水分會導致瀝青混合料的早期劣化,并且由于集料與結合料之間粘結力的喪失而降低路面的耐久性。文章基于廣西氣候特點,研究在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯-丁二烯乳液(7% LE)和聚醋酸乙烯酯(PVA 7%)與苯乙烯(4% SBS)等聚合物,測量計算試樣的滲透系數并且進行對比分析。結果表明:復摻PVA+SBS空隙率最小,滲透系數最小,抗滲水性能最好,推薦采用。

  關鍵詞:改性瀝青;改性材料;滲透系數;抗滲水性能

  0 引言

  濕熱地區雨季持續時間長、降雨量大,夏季高溫持續時間長,水損害是該地區瀝青路面的主要病害。一般而言,瀝青混凝土遭受水損害,路面結構中的水分會導致瀝青混合料的早期劣化,并且由于集料與結合料之間粘結力的喪失而降低路面的耐久性,從而可能導致混合料的強度和穩定性的喪失,直接引發路面早期損壞。瀝青混合料組分之間的粘附性通常是由它們的抗滲水性能決定??節B水性能最大影響因素之一是空隙率。改性材料加入瀝青或集料混合物可改善其性能,被廣泛用于修補瀝青混凝土路面車轍、永久變形、滲水等路面病害。根據其化學成分和用途可分為不同類型,如彈性體、塑性體和防剝離聚合物。本文基于廣西氣候特點,在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯-丁二烯乳液(7% LE)和聚醋酸乙烯酯(7%PVA )與苯乙烯(4% SBS)等聚合物,測量計算試樣的滲透系數并且進行對比分析,研究探討各種聚合物添加劑對瀝青混合料滲透性的影響,旨在提高瀝青混凝土抗滲水性能。研究結果可為以后的實際工程和進一步的理論研究提供參考。

  1 原材料

  瀝青選用中石油重交瀝青50#和70#,制備瀝青混凝土試件。中石油重交瀝青50#和70#基質瀝青基本性能指標檢測結果如表1所示。

  基于廣西地區的道路施工經驗,試件采用AC-13瀝青混凝土,經馬歇爾試驗確定最佳石油比為4.6%。為了真實模擬在廣西區內鋪設的瀝青混凝土路面,采用河池大化石場的輝綠巖母巖軋制碎石,使用的粗集料粒徑為16~4.75 mm,細集料中的砂粒徑為4.75~0.075 mm,集料的篩分試驗結果如表2所示,設計級配曲線如圖1所示。

  2 抗滲水性能試驗

  試件分別單摻LE和ED,復摻PVA+SBS聚合物,試件尺寸為150 mm×63.5 cm±2 mm。采用組合式落頭滲透儀檢測其滲水情況。測定試樣經過時間t后,組合式落頭滲透儀上t1時刻與t2時刻的水頭刻度差值可評價瀝青混合料的抗滲水性能。

  滲透系數計算公式如(1)所示:

  K=a×HA×Δtlnh1h2(1)

  式中,K——滲透系數(cm/s);

  h1——t1時刻滲透儀的水頭(cm);

  h2——t2時刻滲透儀的水頭(cm);

  Δt——t1時刻與t2時刻的時間差(s);

  a——進水管內截面積(cm2);

  A——試件截面積(cm2);

  H——試樣高度,采用標準馬歇爾試件6.35 cm。

  對每個試件重復測試三次,用式(1)計算結果相差不到10%,則取平均值作為試件的滲透系數。試驗結果如下文表3、表4及圖2、圖3所示。

  3 抗滲水性能分析

  由表3可知,50#基質瀝青制備瀝青混凝土試件,摻入水泥填料但未摻入改性材料,且最大空隙率為6.983%的情況下,滲透系數最大為58.745 cm/s;摻入石灰石粉填料但未摻入改性材料,且最大空隙率為5.413%的情況下,滲透系數最小為8.971 cm/s。

  由下頁表4可知,70#基質瀝青制備瀝青混凝土試件,摻入水泥填料但未摻入改性材料,且最大空隙率為7.054%的情況下,滲透系數最大為61.523 cm/s;摻入石灰石粉填料復摻7% PVA+4% SBS,且最大空隙率為4.398%的情況下,滲透系數最小為2.305 cm/s。

  由表4計算可知,摻入石灰石粉填料但未摻入改性材料試樣平均滲透系數為22.718 cm/s,摻入改性材料試樣平均滲透系數為18.029 cm/s,較前者降低了約21%。摻入水泥填料但未摻入改性材料試樣平均滲透系數為60.134 cm/s,摻入改性材料試樣平均滲透系數為30.214 5 cm/s,較前者降低了約50%。表明相同填料,摻入改性材料后,試樣滲透系數均降低,抗滲水性得到改善。摻入石灰石粉填料較水泥填料滲透系數低,未摻入和摻入改性材料分別降低62%和40%。

  由圖2可知,對于所有的摻入方案,滲透系數范圍為6.488~61.523 cm/s,70#瀝青制備的混合料的抗滲水性能低于50#瀝青制備的混合料。未摻入改性材料試樣滲透系數最大為41.426 cm/s;復摻PVA+SBS試樣滲透系數最小為14.520 cm/s。單摻ED、單摻入LE和復摻PVA+SBS試樣的滲透系數平均值分別為23.034 cm/s、34.812 cm/s、14.520 cm/s,較未摻入改性材料滲透系數分別降低了約44%、16%、65%。表明摻入改性材料后,試樣滲透系數均降低,抗滲水性得到改善。其中復摻PVA+SBS滲透系數最小,其抗滲水性能最好。

  由圖3可知,對于所有的摻入方案,空隙率范圍為4.398~7.054 cm/s,70#瀝青制備的混合料的空隙率高于50#瀝青制備的混合料。隨著空隙率的減少,試樣的滲透率也隨之降低,抗滲水性能提高,空隙率與滲透系數成正比。最大空隙率為7.045%時,以水泥為填料未摻入改性材料的試樣滲透率為61.523 cm/s;最小空隙率為4.398%時,以摻入石灰石粉為填料的復摻7% PVA+4% SBS試樣滲透率為2.305 cm/s,空隙率下降38%時滲透率下降96%,表明空隙率對滲透率影響較大。單摻ED、單摻入LE和復摻PVA+SBS的空隙率平均值分別為6.118%、6.380%、5.716%,較未摻入改性材料空隙率平均分別減少了約6%、2%、12%,表明摻入改性材料后,試樣空隙率均減少,抗滲水性得到改善。其中復摻PVA+SBS空隙率為最小,滲透系數最小,其抗滲水性能最好。

  4 結語

  本文在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯-丁二烯乳液(7% LE)和聚醋酸乙烯酯(7% PVA)與苯乙烯(4% SBS)等聚合物,通過試驗測量計算試樣的滲透系數并且進行對比分析可知:

  (1)相同填料,摻入改性材料后,試樣滲透系數均降低,抗滲水性得到改善。摻入石灰石粉填料較水泥填料滲透系數低,未摻入和摻入改性材料分別降低62%和40%。

  (2)對于所有的摻入方案,滲透系數范圍為6.488~61.523 cm/s,70#瀝青制備的混合料的抗滲水性能低于50#瀝青制備的混合料。

  (3)單摻ED、單摻入LE和復摻PVA+SBS的空隙率平均值分別為6.118%、6.380%、5.716%,較未摻入改性材料空隙率平均分別減少了約6%、2%、12%,表明摻入改性材料后,試樣空隙率均減少,抗滲水性得到改善。其中復摻PVA+SBS空隙率為最小,滲透系數最小,其抗滲水性能最好,推薦采用。

  參考文獻:

  [1]李衛寧,王富強.復雜應力狀態下再生混凝土多軸試驗研究[J],西部交通科技,2014(9):65-69.

  [2]王富強,陽利君,莫品疆.提高花崗巖瀝青混合料水穩定性試驗研究[J].公路,2020(11):328-330.

  [3]王富強,李衛寧.PVA纖維與鋼纖維對剛性路面路用性能的影響研究[J].西部交通科技,2020(10):6-8.

  [4]王富強.耐候鋼橋典型表面腐蝕層厚度的試驗研究[J].西部交通科技,2020(9):91-93.

  [5]張海波,王富強.基于ANN預測模型快速檢測改性瀝青SBS含量的方法研究[J].西部交通科技,2020(7):1-3.


轉載請注明來自:http://www.sryhwm.com/tumugongcheng/61420.html

上一篇:甘肅魏家地煤礦礦山地質災害特征及預測評估
下一篇:土木工程建筑施工技術及創新研究

a片免费在线播放观看