冷補料強度的影響因素有哪些?
冷補料也是瀝青混合料中的一種,其抗剪強度的內(nei) 因決(jue) 定混合料的內(nei) 摩擦角和粘聚力,其值越大,抗剪強度越大。而外因決(jue) 定於(yu) 道路的環境。對於(yu) 冷補料而言,內(nei) 因方麵的影響包括了其材料的組成及結構組成,外因方麵,主要取決(jue) 於(yu) 荷載等的作用。通過研究結論知道: 在內(nei) 因方麵,通過摩爾一庫倫(lun) 理論分析,冷補料在合適的級配、油石比的情況下,粘結力C值和內(nei) 摩阻角均較小,油膜厚度適中,則混合料在儲(chu) 存時並未形成強度,顆粒彼此間分離曾疏鬆狀態。當混合料在路麵上攤鋪壓實後,其強度一方麵由於(yu) 改性瀝青自身的粘結性和粘附性及與(yu) 礦料相互作用而形成的混合料的內(nei) 聚力和粘附力所構成,它們(men) 使得礦料顆粒間不易分離,形成整體(ti) ,也使混合料與(yu) 原表麵有較高的粘著力而不易剝離、推移;另一方麵,由於(yu) 混合料經碾壓後礦料顆粒間的嵌擠、鎖結作用而形成的混合料的內(nei) 摩擦阻力所構成。冷補瀝青混合料這兩(liang) 部分力就構成其初始強度,並足以抵抗車輛荷載的作用。因此,瀝青用量和級配影響著冷補瀝青混合料的初始強度和更終的成型強度。 在外因方麵,認為(wei) 存在的因素有車輛荷載、氣溫、修補時間的長短三個(ge) 因素。隨著時間、外界環境、車輛荷載等的作用,稀釋劑不斷揮發,且揮發速度由快漸慢,這樣使得礦料表麵的瀝青因分子間的作用力逐漸增大而相互溶合,瀝青的粘度由小變大,粘聚力C值處於(yu) 不斷增大的狀態,使得混合料成為(wei) 一個(ge) 更加牢固的整體(ti) ,隨著往來車輛的輪載作用而逐漸壓實更終完全成型。這樣,粘聚力的增長大小與(yu) 增長快慢決(jue) 定了混合料的更終強度和成型時間。而骨料的摩擦角中值基本上是一個(ge) 常數,對強度的增長起著較小的作用。 那麽(me) 從(cong) 從(cong) 冷補料強度影響因子可知,冷補料的各方麵材料對其強度有著各自不同的影響,對材料的各方麵性能也有著不同的影響。 ①基質瀝青 對於(yu) 冷補料來說,不同的地區應該采用不同標號的瀝青,在冷補料使用之前,應充分調研好所需修補道路的氣候條件、破壞的主要類型等情況,以決(jue) 定好選用的基質瀝青,並且所選的基質瀝青與(yu) 改性劑、添加劑等有機材料應該有良好的配伍性,采用不同標號的基質瀝青,其所表現施工性和易性也會(hui) 存在一定的差異性,同時在稀釋劑完全揮發後,冷補料中瀝青為(wei) 其中的主要成分,為(wei) 粘結力來源的主要物質,可以說基質瀝青很大程度上決(jue) 定了冷補料鋪築使用後的路用性能。 ②稀釋劑 從(cong) 冷補料的強度發展分析中可以看出,冷補料的稀釋劑應該具備一定的揮發性能,冷補料的強度發展是伴隨著稀釋劑的揮發而逐漸形成的;另一個(ge) 方麵,冷補料之所以為(wei) 冷補料,其根本是由於(yu) 稀釋劑的加入,並且降低了冷補料中所製備的冷補液的粘度,使冷補料具備較好的施工和易性。因此冷補料中的稀釋劑從(cong) 根本上決(jue) 定了冷補料的施工性能,是冷補料初始強度、成型強度的關(guan) 鍵因子,決(jue) 定了冷補料形成更終強度的速度。 ③改性劑 冷補料中,加入改性劑的目的是為(wei) 了獲得更好性能的瀝青混合料。改性劑的加入,一方麵可以改善瀝青與(yu) 礦料的粘附性,使冷補料能有一個(ge) 較高的初始強度,從(cong) 而使冷補料在鋪築後不至於(yu) 產(chan) 生新的病害;另一方麵,在冷補料在鋪築後,隨著隔離劑的揮發直到完全揮發後,能形成性能較好的改性瀝青混合料。總的來說,改性劑的加入,較好的改善了冷補料初期的抗車轍能力、冷補料的時間內(nei) 形成較高的成型強度、冷補料在隔離劑完全揮發後形成很高的更終強度,均為(wei) 改善不同時期冷補料對強度的要求,以抵抗路麵的應力破壞。 ④添加劑 添加劑中的材料,大部分起了補強、優(you) 化冷補料性能等作用。添加劑在混合料中自由分布,通過布朗運動、分子間的擴散作用,分散在冷拌瀝青混合料的空間體(ti) 係中,使得冷補料在稀釋劑完全揮發後,使整個(ge) 冷補料形成密實結構,其中補強的作用,成為(wei) 冷補料強度構成的一部分。值得一提的是,添加劑的加入,主要的目的是改善冷補料的路用性能。 ⑤礦料及級配 礦料的特性及其所構成的級配,是冷補料初期強度的主要來源,也是瀝青混合料強度影響的主要因素。目前,就論文及文獻提供的資料而言,冷補料采用的礦料要求隻要能滿足規範的要求即可,級配多為(wei) 密實型骨架式級配,其孔隙率為(wei) 為(wei) 10%到15%之間,密實類瀝青混合料是按更大密實原則進行配合形成的一種材料,其結構強度以瀝青與(yu) 骨料之間的粘結力為(wei) 主、以骨料顆粒之間的嵌擠力和內(nei) 摩阻力為(wei) 輔而構成的。《公路改性瀝青路麵施工技術規範》(JTG F 40-2004)中推薦的LB級配就是其中的一種。冷補料在用於(yu) 修補後,作為(wei) 路麵結構的一種,要求其采用的礦料不能被輕易壓碎,其所構成的級配上要利於(yu) 稀釋劑的揮發,並使得冷補料具有一定的初始強度。因此,礦料的種類、所構成級配的孔隙率大小都對冷補料采用不同程度的影響。目前,國內(nei) 冷補料采用的級配類型一般為(wei) 骨架 密實結構,特別是骨架型密實式級配,如LB-13, AC-13, AM-10等,這些級配的空隙率較大,並具有較好的嵌擠作用。 因此,對於(yu) 冷補料來說,通過混合料的內(nei) 外因及單因素分析,應該采有較大孔隙率的級配結構,一方麵有利於(yu) 冷補料在使用初期有一定的強度來抵抗車輛荷載的作用,避免產(chan) 生新的病害,另一方麵,孔隙率較大的級配結構有利於(yu) 稀釋劑的快速揮發,使得強度的快速增長;從(cong) 膠結料的角度來說,①膠結料應與(yu) 集料有較好的粘附性能,但又不能使得冷補料在貯存時石料表麵瀝青有太高的勃附效果; ②稀釋劑應該具有一個(ge) 良性的揮發效果,其揮發速度不能太快也不能太低,太快就使得冷補料的貯存效果差,太慢則不利於(yu) 強度的快速形成,不能滿足行駛道路條件的需要。
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