快硬硫铝酸盐水泥-乳化沥青混合料的制备及性能研究

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为改善乳化沥青混合料早期强度低、成型缓慢,在道路坑槽修补后,不能及时开放交通等问题,本文选用快硬硫铝酸盐水泥作添加剂。首先选取水泥掺量,外掺水量以及乳化沥青用量三个影响因素,设计正交试验,通过极差分析和方差分析,得出各因素对沥青混合料的性能影响程度,并得出AC-13、SMA-13以及LB-13三种级配的快硬硫铝酸盐水泥-乳化沥青混合料的初始配合比。在初始配合比的基础上,控制快硬硫铝酸盐水泥用量与外掺水量不变,通过马歇尔试验确定三种级配快硬硫铝酸盐水泥-乳化沥青混合料的最佳乳化沥青用量。结合宏观与微观分析,研究快硬硫铝酸盐水泥-乳化沥青混合料的强度发展。控制快硬硫铝酸盐水泥掺量为2%,选用三种矿料级配(AC-13,SMA-13,LB-13),同时以SMA-13级配为代表,改变普通水泥及快硬硫铝酸盐水泥掺量,采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,车辙试验以及低温弯曲试验,对不同条件下沥青混合料的水稳定性,高温稳定性以及低温稳定性进行研究。主要研究结论如下:(1)快硬硫铝酸盐水泥掺量对乳化沥青破乳时间、混合料初始稳定度以及成型稳定度影响最大,乳化沥青用量对混合料贯入力影响最大。(2)通过马歇尔试验对三种级配快硬硫铝酸盐水泥-乳化沥青混合料的最佳乳化沥青用量进行确定,AC-13级配沥青混合料的最佳乳化沥青用量为8.58%,SMA-13级配沥青混合料的最佳乳化沥青用量为8.66%,LB-13级配沥青混合料的最佳乳化沥青用量为7.34%。(3)掺入快硬硫铝酸盐水泥可大大提高混合料的早期和后期强度。无论何种级配,何种水泥掺量,快硬硫铝酸盐水泥对沥青混合料早期(1d、3d)强度提升效果非常显著,有利于道路修复以及尽快开放交通。(4)当快硬硫铝酸盐水泥掺量为2%时,SMA-13级配沥青混合料的水稳定性,高温稳定性以及低温稳定度性最优。以SMA-13级配为代表,掺入快硬硫铝酸盐水泥可以明显提高沥青混合料的水稳定性和高温稳定性,会降低混合料低温稳定性。但在快硬硫铝酸盐水泥掺量为3%的范围内,低温稳定性仍可满足标准要求。(5)相同水泥掺量下,快硬硫铝酸盐水泥对乳化沥青混合料的水稳定性与高温稳定性改善效果比普通水泥好。
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