水泥浆填隙沥青混凝土路用性能研究

混合料具有一定的孔隙率及沥青材料的存在，使得混合料本身具有弹性，对收缩和膨胀具有一定的缓冲作用。因此，水泥沥青混凝土路面结构兼具刚性和柔性路面的优点，在提高路面使用性能方面，具有重要的现实意义。

本文依托《陇南山区高速公路桥面铺装与复合路面修筑关键技术研究》在成武高速公路试验路段的研究成果，采用体积法设计大孔隙、开级配的“骨架－空隙”母体沥青混合料CAC－20C，并将配制好的水泥乳浆灌注到母体沥青混合料空隙中，经养生室养生。通过室内试验，对养生3d的水泥沥青混凝土CAC－20C与改性沥青AC－20C的高温稳定性、水稳定性及力学性能进行验证，对比分析水泥沥青混凝土路用性能。

水泥沥青混凝土CAC－20C组成设计

原材料

(1)集料。粗集料选用石灰岩，细集料选用石灰岩机制砂，填料为石灰石磨制的矿粉，均产自甘肃小川石料厂，技术指标均满足行业规范要求。(2)沥青。采用天水利鑫库SBS(I－C)改性沥青，技术指标均满足行业规范要求。(3)水泥。采用祁连山P·O42.5普通硅酸盐水泥，技术指标均满足行业规范要求。4)水。洁净的自来水。(5)外加剂。外加剂采用陕西长大博源公路养护科技有限公司研制的“优路特牌”水泥沥青外加剂CACa，属于水溶性液体高分子材料，与水泥适应性较好，能够显著增加水泥乳浆的分散性、渗透性和早期强度等功能，同时与沥青具有较好的亲和性。

母体沥青混合料级配设计

为了便于水泥乳浆的灌入，水泥沥青混合料母体结构采用体积法设计，以大孔隙、开级配(空隙率达15%～20%)的沥青混合料作为骨架，粗集料占80%以上。经过大量的试验研究，3.1%。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20－2011)中T0702－2011;按T0703－2011轮碾法制作车辙板试件。，横向放置至试件温度低于50℃时，将试模底部用纸和胶带密封;同样车辙板四周和底部用纸和胶带封住，防止母体沥青混合料试件灌注水泥乳浆时漏浆。

水泥乳浆配比设计

为了保证水泥乳浆填充在母体沥青混合料空隙中，水泥乳浆应具有足够的均匀性、流动性和渗透性。水灰比对水泥乳浆性能的影响十分重要，较大水灰比的水泥乳浆流动性能较好不会造成堵塞;较小水灰比的水泥乳浆形成的结构强度高且密实。所以适宜的水泥乳浆配比是影响水泥沥青混凝土路用性能的重要因素。经过大量试验研究，最佳水灰比为0.6，CACa掺量为1%(占水泥质量)。.

CAC－20C水泥沥青混合料试件制备

将按水灰比0.6，CACa掺量1%配制的水泥乳浆，边搅拌边灌入封底的母体沥青混合料试件空隙中，经适当振荡可促进水泥乳浆填充于试件有效空隙中，待水泥乳浆下渗、气泡冒出，进行补浆至水泥乳浆不能灌注为止。待水泥乳浆初凝后，用钢刷清刷试件表面浮浆，保证露出表面纹理构造。配制好的水泥乳浆应在较短时间内灌入“骨架－空隙”结构试件的有效空隙中，以免凝结影响水泥乳浆的流动性和强度形成。制备好的水泥沥青混凝土CAC－20C试件放入养生室(温度20℃，湿度≥95%)养生3d后，进行脱模以备试验研究。

水泥沥青混合料路用性能试验研究

高温稳定性

目前我国现行规范中评价沥青混合料高温性能的指标为动稳定度，本项目按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20－2011)中T0719－2011进行车辙试验，车辙板尺寸为300mm×300mm×50mm，在60℃、0.7MPa轮压条件下进行车辙试验。

可以看出，水泥沥青混凝土CAC－20C的高温稳定性能较为突出，其动稳定度远远高于沥青混合料AC－20C，是AC－20C动稳定度的6.3倍。可以认为水泥沥青混凝土是一种不会产生车辙的半刚半柔型路面结构，抗高温变形能力显著。

水稳定性

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(1)。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20－2011)中T0709－2011。可以看出，水泥沥青混凝土CAC－20C的浸水残留稳定度出现超百，因为粗集料较细集料对于水敏感性较弱，而CAC－20C粗集料占80%以上，同时说明养生3d后的CAC－20C强度仍在上升，并且在高温水浴中强度增加的更为明显。由此也表明，对于强度仍在上升的水泥沥青混凝土，。

(2)冻融劈裂强度比。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20－2011)中T0729－2000进行冻融劈裂试验。可以看出，水泥沥青混凝土CAC－20C未经过冻融循环和经过冻融循环后的劈裂强度均显著高于沥青混合料AC－20C，CAC－20C的冻融劈裂强度比略高于AC－20C。可以看出，一方面母体沥青混合料的沥青薄膜厚发挥了作用;另一方面灌注水泥乳浆后试件的密实程度增加，减少了水的渗入，有效控制因水冻融膨胀造成的损坏。

力学性能

采用抗压强度作为评价力学性能的指标，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20－2011)中T0713－2000沥青混合料单轴压缩试验进行，试验采用电子万能试验机，试验温度为20℃，试验加载速度为0.79kN/s，试件采用φ101.6mm×h63.5mm。可以看出，CAC－20C抗压强度是AC－20C的1.76倍，说明水泥沥青混凝土的抗压强度优于沥青混合料。

结论

本文采用体积法设计“骨架－空隙”母体沥青混合料，粗集料占80%以上，最佳油石比为3.1%;采用水灰比0.6，CACa掺量1%的水泥乳浆灌注母体沥青混合料试件养生3d后，通过对CAC－20C和AC－20C路用性能结果对比分析表明:水泥沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性和力学性能方面均优于沥青混合料。但是，水泥沥青混凝土作为一种新型路面结构，其路用性能评价方法有待于深入研究。