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农村公路冷再生沥青?#35775;?#26448;料和结构研究

冷再生技术被?#27426;?#24212;用于农村公?#36820;?#20859;护与改造中,势必对于我国农村公?#36820;?#24314;设起到至关重要的作用。本文通过三个方面进?#26032;?#36848;的,分别为:我国对冷再生技术的研究、农村公路冷再生沥青?#35775;?#26448;料、农村公路冷再生沥青?#35775;?#32467;构。通过这三个方面来介绍冷再生技术是如何在农村公?#36820;?#20859;护与改造中进行应用的,希望可以为今后农村公?#36820;?#24314;设提供借鉴沥青网sinoasphalt.com

1.我国对冷再生技术的研究
  

20世纪80年代,随着国民经济的发展,我国公路上的重型车辆日益增多,对沥青?#35775;?#30340;损坏日渐?#29616;兀?#22240;此需要对公路进行改造和修建,这就使得对沥青?#35775;?#26448;料再生利用技术展开研究。
  

1982年,对沥青混合料再生利用技术进行研究。通过研究建立起了沥青混合料的再生设计方法。
  

我国于上世纪80年代中后期开始对公路进行大规模地建设。新公?#36820;?#22823;量建设,也带来了许多新问题。在当时对于?#35775;?#20877;生技术没有给予重视,与此同时,当时对于公?#36820;?#20462;建要求比较低,所以导致在当时对于旧沥青?#35775;?#26448;料再生利用这一问题没有引起重视,所以导致我国?#26376;访?#26448;料再生技术的研究在这个时期基本处于停滞状态。
  

最近这?#25913;輳?#25105;国有比较多的沥青?#35775;?#30772;损?#29616;兀?#26377;的已经到了使用期限,为了保证交通的畅通,要对其进行修复或者改建。
  

2.农村公路冷再生沥青?#35775;?#26448;料
  

2.1.原材料
  

2.1.1.旧灰土
  

由于旧灰土中的石灰和土经过长时间的化学作用,?#30740;?#25104;表面有白斑的?#33322;?#22359;,同?#34987;?#26377;很多的细料。由于原?#35775;?#22522;层在经受车辆荷载和自然因素长期作用后,会产生?#27426;?#30340;开裂?#36864;?#25439;害,致使结合成块的石灰土分解破碎,并且在冷再生铣刨的过程中一些石灰?#37327;?#20063;会被机械破碎,所以铣刨下来的旧基层材料的级配偏细。基层材料偏细,不满足规范,会降低基层的承载能力,不利于基层的抗缩裂能力。用EDTA滴定法对石灰剂量进行测定时发现其有效剂量几乎为零。可见,经过多年的使用后,旧?#35775;?#26448;料中的石灰稳定剂己经完全反应,几乎完全丧失活性。
  

旧基层筛粉料偏细,还使得其级配不在基层或底基层的级配范围之内,如果要用不同的稳定剂稳定旧灰土做基层或底基层,必须掺加碎石调整其级配,使其达到《公路?#35775;?#22522;层施工技术规范》中对土的级配范围的要求。

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旧灰土基层细料偏多,使得用无机结合料稳定相同级配的旧灰土和普通土时,两者达到其最大干密度时,无机结合料稳定旧灰土的最佳含水量要大于无机结合料稳定普通土的最佳含水量。
  

由于部分旧灰土在铣刨时会破碎,产生新的断面,使颗粒表面更加粗糙,增大了再生材料内摩阻力,并且旧灰?#37327;?#20855;有?#27426;?#30340;力学?#38405;埽?#21487;以作为集料使用,有利于其强度的形成,并参与强度的形成。以5%水泥含量稳定的旧灰土进行分析其对强度的影响。5%水泥含量稳定的普通土试件的7天无侧限抗压强度为8.7Mpa,而5%水泥含量稳定的旧灰土试件的7天无侧限抗压强度为2.8Mpa。由此可知,无机结合料稳定旧灰土的强度要小于无机结合料稳定普通土的强度,但是大于规范中规定的无机结合料做基层和底基层的强度要求。
 

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2.1.2.旧沥青
  

沥青作为一种结合料,裹覆了部分细颗粒,使其成为粒径大于原细料粒径的沥青?#33322;?#22359;。而又由于车辆荷载和环境的长期作用以及铣刨机的?#38382;?#35774;置的原因,使得部分粗集料破碎,从而造成?#21496;?#27813;青混合料中的粗集料含?#31185;?#23569;,而中间粒径颗粒和细集料含量较多。为了使旧沥青混合料能够作为再生基层料加以利用,在使用过程中必须加入碎石,调整其级配。其级配特性决定了在级配调整的过程中加入的粗、细集料较多。
  

冷再生混合料中存在的旧沥青,一部分以沥青颗粒的?#38382;?#23384;在于混合料之中,另一部分则包裹在旧骨料的表面。旧沥青的存在必然会对冷再生材料的强度产生影响,其影响程度随着旧沥青的含量和性质的不同而不同。研究发现:掺有沥青混合料的冷再生材料的抗压强?#21462;?#21128;裂强度随着沥青混合料比例的增大强度逐渐下降,并且其抗压强度比水泥稳定碎石的强度低。该结果表明:由于集料表面沥青膜的存在影响了水泥水化物与集料的粘结,故旧沥青的存在降?#22303;?#27700;泥冷再生材料的抗压强度和抗拉强?#21462;?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; color: rgb(62, 58, 57); font-size: 14px; text-align: start; font-family: Arial; background-color: rgb(233, 233, 209); box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>  

2.2.新集料
  

2.2.1.水泥
  

《公路沥青?#35775;?#20877;生技术规范》中规定:水泥作为再生结合料或者活性添加剂时,可以采用普通硅酸盐水泥、火?#20132;?#30789;酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥。水泥的初凝时间应在3h以?#24076;?#32456;凝时间宜在6h以?#24076;?#19981;应使用快凝水泥、早强水泥。
  

2.2.2.石灰
  石?#26131;?#20026;再生结合料或者活性添加剂时,可以采用消石灰粉或者生石灰粉。
  

2.2.3.粉煤灰
  

粉煤灰可以采用湿排灰。
  

3.农村公路冷再生沥青?#35775;?#32467;构
  

3.1.面层
  

采取以薄沥青类为主的面层材料作为农村公?#35775;?#23618;材料,主要有热拌薄层沥青混凝土和表面处治,此外有稀浆封层?#36864;?#30707;封层。
  

3.2.基层
  

采取冷再生混合料做为基层满足其力学强度和路用?#38405;?#35201;求。所以,其基层可以为冷再生旧灰土基层。
  

3.3.结构推荐
  

对农村公路冷再生沥青?#35775;?#32467;构进行研究时,还要依据冷再生设计指标。
  

农村公路在设计时首先必须满足足够的强度,再考虑其路用?#38405;?#26159;否满足要求。农村公路冷再生混合料做基层或底基层时必须满足《公路沥青?#35775;?#20877;生技术规范》规定的力学强度要求。冷再生混合料抗拉强度的大小直接关系到其使用时间的长短。
 

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在道路工程中刚度通常以回弹模量来衡量,各结构层的回弹模量直接关系到道?#36820;?#21463;力特征。回弹模量是?#35775;?#26448;料在弹性变形阶?#25991;冢?#22312;垂直荷载作用下,抵抗竖向变形的能力。数值上以荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比?#24403;?#24449;。垂直荷载?#27426;?#26102;,回弹模量值愈大则?#35775;?#20135;生的垂直位移就愈小;竖向位移?#27426;?#26102;,回弹模量值愈大,则承受外荷载作用的能力就愈大。在强度满足的基础?#24076;?#36873;择抗压回弹模量大的配合比方案。
  

对于农村公路沥青?#35775;?#26469;说,是不可以出现反射裂缝的,?#22351;?#20986;现就会给农村公路造成损害。那么为?#20301;?#20986;现反射裂缝呢?与基层的低温开裂分不开,基层的低温开裂是导致沥青?#35775;?#21453;射裂缝形成的主要原因。在对我国农村公路进行设计时要分地区的考虑温度应力,而温度应力的大小与两种因素有关,分别为:受外部温差的大小,温度下降时自身的收缩特性有关。用温缩系数来表征材料在温度下降时的收缩特性。温缩系数越大,表明材料在温度下降时的收缩能力越强,从而?#34987;?#23618;材料的收缩受到限制时其产生的温度应力越大。
  

基层材料的水稳定性是控制?#35775;?#20135;生坑槽的可控因素。基层材料的水稳定性?#33014;茫?#36947;路产生坑槽所需要的时间越久,坑槽的数量越少,从而保证道?#36820;?#20351;用质量和使用寿命。
  

根据冷再生设计指标,采用冷再生材料,对农村公路冷再生沥青?#35775;?#32467;构进行设计,推荐结构如下表:


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4.结语
  

对农村公路实行冷再生技术,目的是采取?#28982;?#20445;又经济的手段对农村公路进行养护与改造,这样做符合国?#19994;?#25112;略方针——可?#20013;?#21457;展。首先,对我国冷再生技术的研究进行简单地介绍,意在希望今后我国可以对冷再生技术进行深入的研究。其次,对农村公?#36820;?#20919;再生沥青?#35775;?#26448;料进行简单的介绍,包括旧?#39029;盡?#26087;沥青、水泥、石?#19994;取?#26368;后,对农村公?#36820;?#20919;再生沥青?#35775;?#30340;结构进行了简单的介绍,意在为农村公路冷再生沥青?#35775;?#32467;构的设计提供一些意见。


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