水泥在泡沫瀝青冷再生中的作用
在泡沫瀝青冷再生技術中,水泥是一種非常重要且常用的活性添加劑,它的作用遠不止“填充”那么簡單,可以說是提升再生混合料整體性能的“關鍵鑰匙”。
一、核心作用:提升早期強度
這是水泥最直接、最主要的作用。
機理:水泥與水發生水化反應,生成水化硅酸鈣等凝膠物質。這些凝膠像“膠水”一樣,將集料、RAP和瀝青包裹、粘結在一起,形成堅硬的骨架。
效果:泡沫瀝青的粘結作用需要較長時間才能完全形成,而水泥的水化反應在初期非常迅速,能顯著提高混合料的早期強度。這使得碾壓后的路面能更快地開放交通,滿足施工進度要求。
二、關鍵作用:改善水穩定性
防止水損害是瀝青路面的關鍵,水泥在這方面貢獻巨大。
機理:
降低親水性:RAP料中的舊瀝青混合料和細料是親水的,容易吸水。水泥水化產物填充了混合料中的部分微孔隙,減少了水的侵入通道。
化學改性:水泥改變了混合料中細料的表面性質,使其從親水性變為憎水性,從而減少了水對瀝青與集料之間粘結膜的破壞。
效果:摻加水泥后,混合料的浸水殘留強度會大幅提高,極大地增強了再生層抗雨水和凍融破壞的能力。
三、重要作用:增加剛度
機理:水泥水化形成的剛性骨架與瀝青提供的柔性粘結相結合,形成一種半剛性-柔性的復合基體。
效果:這種結構使混合料具有更高的抗壓回彈模量,即更高的剛度。這意味著在荷載作用下,路面的變形(車轍)會更小,承載能力更強,尤其適用于重載交通道路。
四、輔助作用:調整級配與凝結時間
填充效應:水泥顆粒極細,可以有效地填充混合料中的微小空隙,使級配更加密實,優化整體結構。
控制凝結:在施工中,添加水泥后需要在一定時間內完成攤鋪和碾壓,否則混合料會開始凝結變硬。這要求施工組織必須更加高效。
用量與注意事項
典型用量:水泥的添加量通常為混合料總質量的1.0%~2.0%。
用量不足:效果不明顯。
用量過高:雖然早期強度和剛度會繼續增加,但會帶來明顯的副作用:
脆性增加:混合料過于剛性,容易因溫縮或干縮而產生反射裂縫。
疲勞性能下降:過剛的材料其抗疲勞開裂能力會減弱。
施工和易性變差:混合料凝結過快,增加施工難度。
兩者協同工作,剛柔并濟,共同造就了泡沫瀝青冷再生混合料優良的力學性能和使用性能。因此,在絕大多數泡沫瀝青冷再生項目中,水泥都是不可或缺的關鍵組成部分。