水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面特點(diǎn)分析

李民生　岳超　楊衛(wèi)紅　王海有

【摘要】本文分析了水泥乳化瀝青砂漿貫入式半柔性路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述了水泥乳化瀝青砂漿貫入式半柔性路面路用性能的特征。

【關(guān)鍵詞】水泥乳化瀝青砂漿；貫入式；半剛性路面；特點(diǎn)

【Abstract】This paper analyzes the characteristics of emulsified asphalt cement mortar penetration semi-flexible pavement structure， and further elaborated on the basis of the emulsified asphalt cement mortar penetration semi-flexible pavement road performance characteristics.

【Key words】Emulsified asphalt cement mortar；Penetration formula；Semi-rigid pavement；Features

1. 前言

水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面是把拌制的水泥乳化瀝青砂漿貫入攤鋪碎石的間隙中形成的一種混合料，其結(jié)構(gòu)和路用性能取決于材料本身的性質(zhì)、用量（配合比）、在路面結(jié)構(gòu)中的存在形態(tài)、施工工藝等因素，由于水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面施工工藝與傳統(tǒng)的半剛性路面施工工藝不同，導(dǎo)致它們之間的差別。

2. 水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面施工工藝導(dǎo)致在水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中形成石-石“骨架結(jié)構(gòu)”，而其它施工工藝形成的半剛性路面中骨架結(jié)構(gòu)為“石——瀝青——石”或“石——薄層水泥石——石”或“石——瀝青+薄層水泥石——石”，它們相比“石-石”骨架結(jié)構(gòu)具有鮮明的特點(diǎn)。

（2）室內(nèi)試驗時，試件的成型方法、試件中材料的存在形態(tài)（結(jié)構(gòu)）等與工程中的路面存在差異，甚至完全不同，所以有時試件的性能并不能代表或者反應(yīng)路面的性能?；诖?，本文將直接對路面的性能進(jìn)行分析。

3. 水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面性能特點(diǎn)分析

3.1強(qiáng)度和模量。

（1）強(qiáng)度是路面在荷載作用下不產(chǎn)生破壞或開裂的能力，而模量反映了路面在荷載作用下的變形性質(zhì)。路面在荷載作用下結(jié)構(gòu)層將產(chǎn)生一定的應(yīng)力和變形，如果結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力超過材料的容許應(yīng)力，路面結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)開裂。如果結(jié)構(gòu)層的剛度不能滿足一定的要求，變形會超過材料的容許應(yīng)變，路面同樣將出現(xiàn)開裂或結(jié)構(gòu)彎沉超過容許值。

（2）在水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中形成了“石-石”骨架結(jié)構(gòu)，“石-石”骨架結(jié)構(gòu)所能提供的摩擦力最大，導(dǎo)致在其它條件相同的情況下，與其它半剛性路面相比水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的強(qiáng)度最大，同時也使模量達(dá)到最高。另外，水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面施工工藝，使路面中水泥石和瀝青相互混合更完全，形成交錯的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更充分，分布更均勻，能夠填滿整個碎石空隙，自由瀝青含量更小，結(jié)構(gòu)瀝青膜更薄，膠結(jié)料與碎石的結(jié)合力更強(qiáng)，這些也同樣導(dǎo)致與其它路面相比水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的強(qiáng)度最大，同時也使模量達(dá)到最高。

3.2高溫穩(wěn)定性。

（1）高溫穩(wěn)定性是指路面在高溫情況下抵抗變形的能力。它通常是用抗剪強(qiáng)度來表征的；模量也能表征路面的高溫穩(wěn)定性。

（2）在水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中“石-石”骨架結(jié)構(gòu)是荷載的主要承受者和傳遞者，感溫材料瀝青不參與“石-石”骨架結(jié)構(gòu)的形成，也基本不參與承受和傳遞荷載，使摩擦力對抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)達(dá)到最大。

（3）在瀝青路面中，“石-石”骨架結(jié)構(gòu)能夠提供的摩擦力最大，而水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中就形成了“石-石”骨架結(jié)構(gòu)，它的模量高，受到荷載作用時變形很小。

（4）水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面施工工藝，使路面中水泥石和瀝青相互混合更完全，形成交錯的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更充分，分布更均勻，能夠填滿整個碎石空隙，自由瀝青含量更小，結(jié)構(gòu)瀝青膜更薄，材料間的粘聚力和凝聚力都進(jìn)一步增強(qiáng)，這些也同樣導(dǎo)致與其它路面相比水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步增大，同時也使模量進(jìn)一步增高。

（5）因此，水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的抗車轍能力很強(qiáng)，并且受高溫的影響很小，特別是在水泥用量較小時它的這個特點(diǎn)與其它路面相比更突出。水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面是無車轍瀝青路面。

3.3低溫抗裂性。

低溫抗裂性是指路面在氣溫下降時抵抗因收縮變形而開裂的能力。在普通瀝青路面中，瀝青對抗裂性能的貢獻(xiàn)率為90%。在傳統(tǒng)半剛性路面中，瀝青對抗裂性能的貢獻(xiàn)率將會減小。在水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中，由于形成了“石-石”骨架結(jié)構(gòu)，石與石之間頂?shù)煤芫o，再加上“石-石”骨架結(jié)構(gòu)路面的溫縮系數(shù)小于“石——瀝青——石”或“石——薄層水泥石——石”或“石——瀝青+薄層水泥石——石” 骨架結(jié)構(gòu)路面，更小于普通瀝青路面。所以，與其它路面相比，在相同條件下水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面出現(xiàn)低溫裂縫會最少。

3.4抗疲勞性。

抗疲勞性是指路面在反復(fù)彎曲的情況下抵抗開裂的能力。

在水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中，由于形成了“石-石”骨架結(jié)構(gòu)，它是荷載的主要承受者和傳遞者，降低了其它材料的作用。這種作用的降低，一是表現(xiàn)在承受的荷載減小，二是表現(xiàn)在變形幅度的減小。對于抗疲勞性能來講，“其它材料”是短板。因此，在相同條件下水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的抗疲勞性能將得到提高。

3.5水穩(wěn)性。

（1）所謂水損害是指水經(jīng)由瀝青路面孔隙、裂縫進(jìn)入瀝青路面內(nèi)部后，在車輪輪胎動態(tài)荷載產(chǎn)生的動水壓力或真空抽吸沖刷的反復(fù)作用下，水分逐漸滲入瀝青與礦料的界面或瀝青內(nèi)部，使瀝青與礦料之間的粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)能力，從而使瀝青膜逐漸從礦料表面剝離，瀝青混合料掉粒、松散，使瀝青路面結(jié)構(gòu)的整體性發(fā)生了破壞。

（2）在水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中，由于形成了“石-石”骨架結(jié)構(gòu)，使路面的模量增加，在荷載作用下，路面的變形將會減小，這會導(dǎo)致路面中的動水壓力減小，盡而使路面抵抗水損害的能力提高。

（3）另外，水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面施工工藝，使路面中水泥石和瀝青相互混合更完全，形成交錯的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更充分，分布更均勻，能夠填滿整個碎石空隙，自由瀝青含量更小，結(jié)構(gòu)瀝青膜更薄，材料間的粘聚力和凝聚力都進(jìn)一步增強(qiáng)，這也能夠使路面抵抗水損害的能力提高。

3.6耐久性。

綜上所述，由于水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的強(qiáng)度和模量高，高溫穩(wěn)定性好，低溫抗裂性、抗疲勞性和水穩(wěn)性都有所提高，所以它的耐久性也好。

3.7表面功能。

水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面的表面構(gòu)造深度控制。水泥乳化瀝青砂漿使用多一些構(gòu)造深度小，水泥乳化瀝青砂漿使用少一些則構(gòu)造深度大。

4. 結(jié)語

由于水泥乳化瀝青砂漿貫入式半剛性路面中形成了“石-石”骨架結(jié)構(gòu)，并且路面中水泥石和瀝青相互混合更完全，形成交錯的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更充分，分布更均勻，能夠填滿整個碎石空隙，自由瀝青含量更小，結(jié)構(gòu)瀝青膜更薄，材料間的粘聚力和凝聚力都進(jìn)一步增強(qiáng)，造成這種路面強(qiáng)度和模量高，高溫穩(wěn)定性好，低溫抗裂性、抗疲勞性、水穩(wěn)性和耐久性都有所提高。

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