沥青混合料水稳定性的试验研究

第四节沥青混合料水稳定性试验检测方法令狐采学由水引起的沥青路面损坏通称为水损坏，它是一个普通的问题，已引起世界各国的注意，道路工作者对此进行了广泛的研究，提出了许多理论方法。

就评价沥青路面水稳性方面）通常采用的方法分为两大类：第一类是沥青与矿料的粘附性试验；这类试验方法主要是用于判断沥青与粗集料（不包含矿粉）的粘附性，属于这类的试验方法有水煮法和静态浸水法；第二类是沥青混合料的水稳性试验、这类试验方法适用于级配矿料与适量沥青拌和成混合料、制成试样后，测定沥青混合料在水的作用下力学性质发生变化的程度，这类方法与沥青在路面中的使用状态较为接近。

测试方法有浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验以及冻融劈裂试验（“八五”攻关最新研究成果）。

一、沥青与矿料的粘附性试验方法1．目的和适用范围（1）沥青与矿料粘附性试验是根据沥青粘附在粗集料表面的薄膜在一定温度下，受水的作用产生剥离的程度，以判断沥青与集料表面的粘附性能。

（2）本方法适用于测定沥青与矿料的粘附性及评定集料的抗水剥离能力。

根据沥青混合料的最大集料粒径，对于大于13.2mm及小于（或等于）13.2mm的集料分别选用水煮法或水浸法进行试验，对同一种料源既有大于又有小于13.2mm不同粒径的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准，对细粒式沥青混合料以水浸法试验为标准。

2．仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：（1）天平：称量500g感量不大于0.01g。

（2）恒温水槽：能保持温度80℃±1℃。

（3）拌和用小型容器：5mL。

（4）烧杯：100mL。

（5）试验架。

（6）细线：尼龙线或棉线、铜丝线。

（7）铁丝网。

（8）标准筛9.5mm、13.2mm、19mm各1个（也可用圆孔筛：10mm、15mm、25mm代替）。

（9）烘箱：装有目动温度调节器。

（10）电炉、燃气炉。

（11）玻璃板：200mm x 00mm左右。

（12）搪瓷盘：300mm x 400mm左右。

R o a d e n g in e e r in g道路工程鬱温拌再生沥青混合料水稳定性正交试验研究黄川1,杨大田2,陈富强1(1.广西壮族自治区公路管理局，广西南宁530029;2,长沙理工大学公路养护技术国家工:程实验室，湖南长沙410114)摘要：为了评价温拌再生沥青混凝土的水稳定性•文章选取3种旧沥青f昆合料掺量〇利45 %::)V.3..种温拌剂用餐(2.%, 3.%谢4%.:)專3...种:旧沥青混合轉粒S銳成:C:〇,5 mm，5〜10 m m和1&〜'1f mm_)，进行正交设嫌.y適过冻融间:接授伸试验，按蓮;酸务析方法和IF检验法进行競i+M f v试验结果表明r3.鞠画素对TSR影响®主次胤序是温拌剩»>R A P掺量>R A P组成.随着温#剂掺量增加，水稳定性变差》同#随着RAP掺暈增水稳定性越差1RAP颗粒组成对水稳定性无显著性影响。

关键词：温拌再生沥青混合料:水稳定性:正交设计:间接拉伸试验I方差分折'中图分类号：U f l6..03文献标识码：A D O I：10.13282/j.enkl. w ecst. 2018.Q1.Q&2文章编号:1673 -487_4<2〇1.8>0_1- .O Q0_S_- .03作者简介黄川C T984—)，工_硕士，工程师，主要从 .事廳H工程.、养护工程 .建f t项目管理.n i t%,杨大田(1f73—&駕士 研究要从 事路基路面结构材料 中亦分微績环研食工作；陈富强（1._978— )，工学 博士，高级I程师，主 要从事道路工裎及公 .藥予f_:牲养，护.扶术方 面韵研究工_5.基金项目长沙理工大学公路养 _伊拔术国家工程实验 室幵:餘基金资助项目 (*^：kf]150110)Orthogonal Experimental Study on Water S tability of W arm-mix Recycled Asphalt M ixtureHUANG Chuan'.YANG Da-tian2.CHEN Fu-qiang'(1. Guangxi Highway Administration, Nanning,Guangxi,530029；2. National Engineering Laboratory of Highway Maintenance Technology, Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hu­nan, 410114)In order to evaluate the water stability of warm-mix recycled asphalt concrete,this article se­lected three kinds of old asphalt mixture addition(15%,30% and 45%), three kinds of warm-mix agent amount(2% ,3%and 4%) and three kinds of old asphalt mixture grain-size composition (0~5 mm,5~10 mm and 10-19 mm)for orthogonal design,through the indirect freeze-thaw tensile test,it conducted the statistical analysis according to the variance analysis method and F test method.The test results showed that the influencing order of these three factors on the TSR is the warm-mix agent amount> RAP content>RAP composition .With the increase of warm-mix agent amount, the water sta­bility becomes worse.Similarly,with the increase of RAP content,the water stability is worse.The RAP particle composition has no significant effect on the water stability.Warm-mix recycled asphalt mixture; Water stability; Orthogonal design; Indirect tensile test; Variance analysis〇引言沥青路面再:生方法经过了热拌和冷拌再生，目前出现了新拌合再生技术——温拌再生技术。

2018年15期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application1概述大量的农作物秸秆、滞销蔬菜等植物基材料被弃置，不仅会导致资源浪费，还会造成一定程度的环境污染。

通过收集植物基材料，采用物理化学方法提炼出生物质重油，并将其掺配到沥青结合料中，是解决上述问题的有效途径[1-2]。

目前，评价沥青混合料水稳定性的方法主要有浸水马歇尔、冻融劈裂以及浸水车辙等试验方法，但这些方法普遍存在理论依据不充分、现场再现性差等问题[3]。

因此，寻求一种理论依据更充分，更接近现场水损害实际情况的评价方法十分必要。

近年来，国内外学者提出基于表面自由能理论来表征沥青与集料的粘附性，进而评价沥青混合料水稳定性[4-5]。

因此，本文采用接触角法，得到生物质重油掺加前后沥青的表面能，并分别与已知表面能参数的集料计算出沥青-集料体系的粘附功。

同时，在同一级配下分别对两种沥青对应的混合料进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，并分析宏观指标（残留稳定度、劈裂强度比）与粘附功的相关性。

2理论分析沥青混合料在拌合过程中，沥青会包裹并粘附在集料表面，根据表面物理化学理论，沥青与集料的粘附功表达式（式1）为：W as =γa +γs -γas （1）其中，W as 为沥青-集料粘附功，γa 为沥青表面能，γs 为集料表面能，γas 为沥青与集料接触面上的界面能。

根据Fowkes 的分析可知，一种物质的表面能主要由极性和非极性两部分组成。

再结合young 方程（式2），粘附功的表达式可转换为式（3）的形式。

（2）其中，θ为沥青与集料间的接触角，其余分量含义同式（1）。

（3）由式（3）可知，若分别获得沥青与集料的表面能极性和非极性分量值，则可求得沥青-集料体系的粘附功。

同时，若分别测得已知表面能掺量的三种溶液与固态沥青的接触角，则可由方程组求得沥青的表面能及其分量值。

3试验设计本试验采用KRUS 的DSA1型接触角仪测定蒸馏水、甘油、甲酰胺等3种试液与沥青之间的接触角。