【文章內容簡介】 ℃圖 鹽凍法凍融循環(huán)制度B．抗疲勞性能：是指砂漿 抵抗 10000 次疲勞荷載作用的能力。 暫行技術條件要求砂漿在如圖 所示的脈沖荷載作用下 10000 次不斷裂。圖 超聲傳播時間測試儀 圖 經過密封處理的抗凍試件14圖 脈沖荷載示意圖 其中：荷載：應力下限 Pu = N/mm178。；應力上限 P0 = N/mm178。脈沖持續(xù)時間： s兩次脈沖的間隔： s 水泥乳化瀝青砂漿的配合比設計 水泥乳化瀝青砂漿的配合比設計原則：水泥用量宜不小于 400 kg/m3。乳化瀝青與水泥的比值宜不小于 。水灰比宜不大于 。配合比設計時應考慮施工環(huán)境溫度條件變化對砂漿拌合性能的影響。水泥瀝青砂漿的配合比應通過適當選取原材料、計算、試配、 調整等步驟選定。當乳化瀝青、干料的生產原材料、生產配合比等發(fā)生改 變時， 應重新選定配合比。 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測原材料質量是影響水泥乳化瀝青砂漿性能和砂漿墊層灌注施工質量的重要因素，所以，保證 灌注施工質量和性能的首要是嚴格控制 進入到施工現(xiàn)場的原材料的質量。脈沖荷載 P時間脈沖持續(xù)時間 兩次脈沖的間隔荷載上限 Po荷載下限 Pu15 水泥乳化瀝青砂漿原材料的性能要求及其質量檢測方法水泥乳化瀝青砂漿的主要組成材料有乳化瀝青、干料、水、減水劑、消泡劑。下面將分別敘述其性能要求和檢測方法。⑴ 乳化瀝青的組成及其性能要求乳化瀝青是瀝青或改性瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下經機械剪切作用下制得的均勻分散體。因此，乳化瀝青含有基質瀝 青或改性瀝青、乳化 劑、穩(wěn)定劑、電解 質和水等，其固含量（乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物含量）一般為 60％左右。① 基質瀝青基質瀝青主要分為地瀝青（包括天然瀝青和石油瀝青）、焦油瀝青、煤瀝青、 頁巖瀝青等，各國目前生產及使用最多的是石油瀝青。瀝青的組分極為復雜，一般來說，瀝青主要由瀝青質、芳香分、膠質和飽合分等四個部分 組成。瀝青各組分在瀝青中的含量及性質特點見表 所示。目前，對石油瀝青的結構有膠體理論和高分子理論兩種理論?，F(xiàn)代膠體理論認為，固 態(tài)微粒的瀝青質是分散相，液態(tài)的油分（芳香分、飽合分）為分散介質，膠質使分散相很好的膠溶在分散介質中。瀝青的各個不同組分在瀝青中形成不同的膠體結構，可以分為溶膠型 結構、溶 凝膠型結構、凝膠型結構三種，性質從牛頓流體向彈性體轉變。表 瀝青各組分的含量及性質特點項目 瀝青質 膠質 芳香分 飽合分在瀝青中含量(%)5~25 40~50 40~65 5~20平均分子量 1000~30000 500~10000 300~2022 300~2022H/C 值 ~ 極性 大→小→無性質軟 化點高、針入度小、延度小、低溫易脆裂軟 化點高、針入度小、延度小、低溫易脆裂針 入度極大、軟化點很低、黏度小針 入度極大、軟化點很低、黏度小由于瀝青的組分十分復雜，對瀝青的組成的具體分析沒有實際意義。目前， 對16瀝青的特性主要通過其物理性質來表達。各國在分析瀝青時所遵循的規(guī)范主要有三種：針入度分級規(guī)范、粘度分級規(guī)范、 SHAP 按路用 瀝青性能分級規(guī)范。根據這些分級規(guī)范，各國相應的對瀝青進行了分類，并明確了其相關物理性能指標及使用范圍。其中，重交通石油瀝青由于其優(yōu)越的性能越來越多的受到重視及廣泛應用。國外在進行水泥瀝青砂漿施工時也均采用重交通石油瀝青。因此， 暫行技術條件規(guī)定應選用重交通道路石油瀝青或道路石油瀝青（B 級以上），其性能應滿足表 的要求，用于生產瀝青的原油宜固定。表 瀝青的性能指標要求序號 項 目 單位 性能指標要求 試驗方法1 針入度（25℃，100g，5s） 60～1002 延度（5cm/min，10℃ ） cm ≥153 軟化點(環(huán)球法) ℃ 42～524 閃點（COC） ℃ ≥2305 含蠟量（蒸餾法） % ≤6 密度 g/cm3 ≥7 溶解度（三氯乙烯） % ≥質量損失 % ≤針入度比 % ≥50延度（10℃） cm ≥68薄膜加熱試驗(163℃，5h)脆點 ℃ ≤10JTJ 052－2022瀝青是粘彈性材料，其特性常用三大性能指標——延度、針入度與軟化點來表征，此外，還 有閃點、蠟含量、密度、溶解度等。瀝 青在大氣環(huán)境中容易發(fā)生老化，空氣中的氧化導致其成分的降解與轉化的過程，引起瀝青老化的環(huán)境因素有光、氧、溫度與水。老化過程中， 瀝青因組分的揮發(fā)、降解與轉化而連續(xù)硬化或脆化，導致瀝青材料粘塑性降低，硬脆性增加。評價瀝青耐老化性能的方法有瀝青蒸發(fā)損失試驗、 瀝青薄膜加熱試驗 和瀝青旋轉薄膜烘箱試驗，通過這些人工加速老化處理后， 測定試件的質量損 失、 針入度比或殘留延度 值等性能指標作為評價指標。② 改性瀝青瀝青改性后，對瀝青本身的性能以及瀝青混合料的耐久性如溫度敏感性能、17抗剝落性能、抗水損性能等耐久性能都有明顯改善。相關科研結果也表明， 瀝青改性后，對水泥瀝青砂漿的抗開裂性能、收縮性能等有較好的改善作用，因此， 暫行技術條件鼓勵采用改性瀝青。目前采用的瀝青改性劑多為聚合物，用于瀝青改性的聚合物主要有三類：A 橡膠類：即聚合物彈性體，可分 為天然橡膠、合成橡膠、再生橡膠三種。在工程上應用于瀝青改性的，以合成橡膠為多，主要有丁苯橡膠(SBR)、氯丁橡膠(CR)，丁二苯橡膠(BR)等。B 樹脂 類：可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。主要有乙烯醋酸乙烯酯(EVA) ，聚乙烯(PE) ，聚氯乙烯(PVC)等。C 熱塑性橡膠類：又稱熱塑性彈性體，主要有苯乙 烯 －丁二烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯 －異丁烯嵌段共聚物(SIS)等。我國的改性瀝青標準中選擇了 SBS、SBR、PE、EVA 四種改性劑，并做出了相應的指標規(guī)定。一般來說，不同改性劑對改性后瀝青性能影響如下：高溫穩(wěn)定性：SBS＞SBR＞EVA＞PE；低溫抗裂性：SBS＞SBR＞EVA＞PE，其中 PE 使延度降低；彈性恢復：SBS＞SBR＞EVA＞PE，其中，PE 幾乎沒有彈性；60℃粘度： SBS＞PE＞EVA＞SBR。根據公路部門經驗，天氣較熱時，在陽光直射下，瀝 青路面的溫度會高出環(huán)境溫度 25℃左右；而水泥 瀝青砂 漿灌注后， 處在軌道板下面，板底砂漿的溫度基本與環(huán)境溫度相差不大。因此，在水泥瀝青砂漿中采用的改性瀝青應更側重于其低溫性能，結 合不同改性劑對瀝 青改性后性能的影響，在改性瀝青的指標中， 暫行技術條件只列出了 SBS、SBR 兩種改性劑生產的改性瀝 青的性能指標，其應滿足表、 的要求，其中 PI 值可作為選擇性指標。表 SBS 改性瀝青的性能指標要求性能指標要求序號項 目 單位ⅠA ⅠB ⅠC ⅠD試驗方法1 針入度（25℃，100g，5s） ㎜ 100 80100 6080 30602 針入度指數 PI ≥ ≥ ≥ ≥03 延度（5℃，5cm/min） cm ≥50 ≥40 ≥30 ≥20JTJ 052 2022184 軟化點（TR＆B） ℃ ≥45 ≥50 ≥55 ≥605 運動粘度（135℃） Pas ≤36 閃點（COC） ℃ ≥2307 溶解度 ％ ≥998 離析，軟化點差（℃） ℃ ≤9 彈性恢復（25℃） ％ ≥55 ≥60 ≥65 ≥75質量損失 ％ ≤針入度比（25℃） ％ ≥50 ≥55 ≥60 ≥6510薄膜加熱試驗后殘留物(163℃,5h)延度 5℃，5㎝/min cm ≥30 ≥25 ≥20 ≥15表 SBR 改性瀝青的性能指標要求性能指標要求序號項 目 單位ⅡA ⅡB ⅡC試驗方法1 針入度（25℃，100g，5s） 100 80100 60802 針入度指數 PI ≥ ≥ ≥3 延度（5℃，5cm/min） cm ≥60 ≥50 ≥404 軟化點（TR＆B） ℃ ≥45 ≥48 ≥505 運動粘度（135℃） Pa s ≤36 閃點（COC） ℃ ≥2307 溶解度 ％ ≥998 粘韌性 Nm ≥59 韌性 Nm ≥質量損失 ％ ≤針入度比（25℃） ％ ≥50 ≥55 ≥6010薄膜加熱試驗后的殘留物(163℃,5h)延度 5℃，5cm/min cm ≥30 ≥20 ≥10JTJ 052 2022③ 乳化瀝青的性能要求暫行技術條件規(guī)定應采用滿足暫行技術條件要求的瀝青或改性瀝青進行乳化瀝青的生產，其主要性能除 應滿足表 的要求外，還必須滿足水泥乳化瀝青砂漿的最終性能。表 乳化瀝青的性能指標要求19序號項 目 單位 性能指標要求 試驗方法1 篩上剩余物（） % ＜2 顆粒極性 / 陰JTJ 05220223 粒徑 μm 平均粒徑≤7。模數粒徑≤5 GB/T 1962720224 水泥適應性 / 20s 內至少流出 70ml 樣 附錄 A5 貯存穩(wěn)定性（1d，25℃） % ＜6 貯存穩(wěn)定性（5d，25℃） % ＜7 低溫貯存穩(wěn)定性（5℃ ）⑴ / 無粗顆?；驂K狀物JTJ 05220228 殘留物含量 % ≥609 針入度（25℃,100g,5s ） ㎜ 40～12010 軟化點（環(huán)球法） ℃ ≥4211 溶解度（三氯乙烯） % ≥9912 延度（25℃） cm ≥10013蒸發(fā)殘留物延度（5℃） ⑵ cm ≥20JTJ 0522022 注： (1) 當乳化瀝青實際使用中經過低溫貯存和運輸時， 進行此項檢測。 (2) 當采用改性瀝青制備乳化瀝青時， 按此項進行蒸發(fā)殘留物延度檢測。A．篩上剩余物（）將 500g 乳化瀝青注入 的篩子中，用水沖洗后，將 篩上殘留物在105℃177。5℃條件下干燥、稱重，得出殘留物與乳化瀝青的質量比，用質量百分率表示。由該值 可看出乳化瀝青中是否有瀝青的粗顆?；驂K狀物，并由此值可判斷乳化瀝青的乳化效果和質量。 暫行技術條件規(guī)定乳化瀝青的篩上剩余物（）應小于 ％。B．顆粒極性 乳化瀝青中所含顆粒的電荷。在乳液中通過直流電，瀝青顆粒向陰極方向移動時，表明它帶正電（＋），向陽極方向移動時，表明它帶負電（－）。乳化瀝青的顆粒極性主要取決于乳化劑的極性。若采用陰離子乳化劑，則乳化瀝青是陰離子乳化瀝青。若采用陽離子乳化 劑， 則乳化瀝青是陽離子乳化瀝青。C．粒徑20粒徑是指乳化瀝青中的瀝青顆粒的大小，它表征了乳化瀝青的乳化效果。粒徑小表明乳化瀝青的乳化效果好，乳化瀝青穩(wěn)定，與水泥的適應性好。一般 瀝青顆粒的粒徑在幾個微米。D．水泥適 應 性乳化瀝青與水泥的適應性是指將拌好的水泥瀝青砂漿樣品在 40 ℃的條件下存放 4 個小時之后，20秒內至少應有 70ml 通過流動度筒可以認為合格。乳化瀝青與水泥的適應性是乳化瀝青非常重要的指標，也是我們選擇合適的乳化瀝青的依據。若水泥和乳化瀝青不相容，則乳化瀝青與水泥拌合時會導致乳化瀝青產生破乳，如圖 所示。E．貯存穩(wěn)定性乳化瀝青在規(guī)定的容器和條件下，貯存規(guī)定的時間后，豎直方向上試樣濃度的變化程度，以上、下兩部分乳液蒸發(fā)殘留物質量百分率的差值表示，以判斷乳化瀝青貯存后的穩(wěn)定性能。只有乳化瀝青的貯存穩(wěn)定性滿足要求才能保證乳化瀝青在使用過程中的質量穩(wěn)定。當乳化瀝青實際使用中經過低溫貯存和運輸時，還應滿足低溫貯存穩(wěn)定性的要求。 低溫貯存穩(wěn)定性是指在規(guī)定的條件下，使乳化瀝青凍結融解， 進行兩次循環(huán)，然后過 篩檢查乳液中有無粗 顆粒或塊狀物， 觀察其在貯存階段對凍融的表現(xiàn)，判斷其能否使用。F．蒸發(fā) 殘留物 性能瀝青經乳化后其最突出的特征是常溫下的液態(tài)流動性，改善了其使用性能，具有節(jié)約能源、減少資源、減少環(huán)境污染、改善施工條件、延長施工季節(jié)等優(yōu)點。乳化瀝青用于工程，最終起作用的仍然是瀝青本身的技術性能，瀝青的性能對水泥瀝青砂漿性能的影響極其重要，其直接影響到乳化瀝青的質量、水泥瀝青砂漿的拌合物性能、水泥瀝青砂 漿的硬化物性能。 瀝青乳化后，瀝青的性能將發(fā)生一定的改變，如果乳化劑的選擇 不當，乳化后 瀝青的性能將 產生根本的改變，因此， 為保證水泥瀝青砂漿的性能，乳化瀝青蒸發(fā)殘留物性能也應滿足相關要求。圖 乳化瀝青與水泥不相容21⑵ 干料的組成及其性能要求干料是由水泥、細骨料、外加劑（包括鋁粉、功能性添加劑等）等按一定比例經機械攪拌制得的均勻干粉材料。用于配制干料的水泥、 細骨料、外加 劑等應滿足下列要求。① 水泥用于配制干料的水泥應采用硅酸鹽水泥，其性能應符合 GB175 的相關規(guī)定。目前我國主要采用普通硅酸鹽水泥。由于生產原材料（主要是混合材）均一性差、生產工藝控制有差異，水泥的 細度、化學 組成有較大的不同，導致同一廠家不同批次普通硅酸鹽水泥用水量變動較大。為保證水泥瀝青砂漿施工質量控制，結合國外相關標準要求，暫行技術 條件要求采用硅酸鹽水泥進行配制。② 細骨料用于配制干料的細骨料應采用河砂或機制砂，不得使用海砂，最大粒徑，其它主要性能應滿 足表 的要求。砂的粒徑對水泥瀝青砂漿的分離度產生較大的影響，直接影響水泥瀝青砂漿的使用性能，因此， 暫行技術條件對砂的最大粒徑進行了要求。表 細骨料的性能指標指標要求 試驗方法序號 項 目 單位河砂 機制砂1 表觀密度 g/cm3 ≥2 含水率 % ＜