黃維蓉,姜 濤,李懷龍,任海生

(1.重慶交通大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,重慶 400074; 2. 重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400074;3.鄭州市綜合交通規(guī)劃研究中心,河南 鄭州 450052; 4. 東南大學(xué) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心,江蘇 南京 211100)

0 引 言

在道路施工中,熱拌瀝青混合料存在著溫度損失快、對(duì)環(huán)境溫度要求高、燃料消耗大、產(chǎn)生的有害煙霧多等諸多缺點(diǎn)[1-4]。乳化瀝青作為經(jīng)濟(jì)環(huán)保的路用瀝青材料被廣泛應(yīng)用,除在道路施工中作為低等級(jí)公路的上面層、基層及高等級(jí)公路的基層再生冷補(bǔ)料外,還可作為涂料、冷補(bǔ)料、黏結(jié)劑、絕緣材料等[5-6]。乳化瀝青具有施工便利、污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)[7],更符合我國(guó)提出的 “碳達(dá)峰、碳中和”新目標(biāo)。

直接乳化后基質(zhì)瀝青的性能無(wú)法完全滿(mǎn)足道路施工要求,M.A.SHAFII等[8-10]分別將SBS、SBR等膠乳加入乳化瀝青中進(jìn)行改性,提升了改性乳化瀝青高/低溫性能和乳化瀝青混合料的力學(xué)性能。國(guó)內(nèi)學(xué)者將水性環(huán)氧樹(shù)脂與乳化瀝青進(jìn)行復(fù)配得到了水性環(huán)氧乳化瀝青(WEREA),WEREA能起到提升乳化瀝青穩(wěn)定性的效果[11-12]。在乳化瀝青冷再生混合料中,乳化瀝青會(huì)與填料結(jié)合形成膠漿,裹覆細(xì)集料并填充空隙[13],故針對(duì)乳化瀝青冷再生混合料水穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn),通常會(huì)加入水泥提升其水穩(wěn)定性?，F(xiàn)有研究表明:乳化瀝青冷再生混合料中的礦粉、水泥等填料對(duì)WEREA性能有一定影響,復(fù)合材料在破乳、固化過(guò)程中,產(chǎn)生的應(yīng)力開(kāi)裂會(huì)逐漸降低,少量比例水泥摻入會(huì)提高復(fù)合材料的早期強(qiáng)度,增加與集料之間的黏結(jié)作用,填料加入將會(huì)改變WEREA的破乳、固化時(shí)間。

膠漿作為瀝青及瀝青混合料相關(guān)研究的中間“橋梁”,很大程度上可直接反應(yīng)出瀝青混合料的性能。國(guó)內(nèi)外對(duì)WEREA膠漿的研究主要集中于路用性能上,針對(duì)其疲勞特性的研究較少;但實(shí)際上冷再生瀝青混合料的彎曲疲勞破壞對(duì)路面影響較大,因此對(duì)乳化瀝青混合料的抗疲勞性能進(jìn)行分析具有良好的工程指導(dǎo)意義[14-17]。

筆者以WEREA為基礎(chǔ)展開(kāi)研究,分別使用陰/陽(yáng)離子乳化劑配合SBR膠乳制備出兩種類(lèi)型的乳化瀝青,通過(guò)加入水性環(huán)氧樹(shù)脂體系,制備出WEREA;選取石灰石礦粉、水泥作為填料分別摻入其中,再制備出不同的WEREA膠漿;通過(guò)改變粉膠比,對(duì)礦粉-WEREA-膠漿和水泥-WEREA -膠漿的疲勞特性進(jìn)行研究。

1 原材料

采用P·O42.5水泥和石灰石礦粉作為礦物填料,與WEREA混合形成膠漿。原材料為改性乳化瀝青、填料和水性環(huán)氧樹(shù)脂,其中改性乳化瀝青原料包括基質(zhì)瀝青、乳化劑、固化劑、SBR膠乳。

1.1 瀝青和填料

選用殼牌70#A級(jí)基質(zhì)瀝青,測(cè)試結(jié)果如表1。填料選取P.O 42.5水泥、石灰石礦粉,試驗(yàn)前對(duì)這兩種填料過(guò)0.075 mm方孔篩,防止填料在固化前影響WEREA膠漿[18],水泥、礦粉相關(guān)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2、 表3。

表1 殼牌70#基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)

表2 P.O 42.5水泥技術(shù)指標(biāo)

表3 石灰石礦粉技術(shù)指標(biāo)

1.2 水性環(huán)氧樹(shù)脂

筆者所用的水性環(huán)氧樹(shù)脂為BH-644,由低分子雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和改性劑通過(guò)剪切機(jī)乳化而成。固體份環(huán)氧值為0.36～0.44,屬于純環(huán)氧樹(shù)脂乳液;固化劑為改性多胺類(lèi)固化劑BH-560。

2 WEREA膠漿制備

WEREA膠漿制備分為3步:制備改性乳化瀝青,制備WEREA,制備WEREA膠漿。

2.1 制備改性乳化瀝青

SBR改性乳化瀝青的制備是將乳化和改性同時(shí)進(jìn)行[8]。各組分配比為,瀝青∶水∶乳化劑∶穩(wěn)定劑∶SBR膠乳=60∶40∶2∶0.1∶3。其具體制備流程見(jiàn)圖1;陰/陽(yáng)離子改性乳化瀝青相關(guān)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。

圖1 乳化瀝青制備流程Fig. 1 Flow chart of emulsified asphalt preparation

表4 改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

2.2 制備WEREA

水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液與固化劑的摻配比例可通過(guò)文獻(xiàn)[19]得出,其計(jì)算如式(1):

(1)

式中:W為100 g水性環(huán)氧樹(shù)脂用胺的質(zhì)量;M為胺的分子質(zhì)量;n為胺的活潑氫原子數(shù);a為胺的純度;E為水性環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值。

通過(guò)計(jì)算可知水性環(huán)氧樹(shù)脂∶固化劑=1∶0.72。但實(shí)際中固化劑中的活性氫未能與環(huán)氧反應(yīng)完全,使用XHTJ-10黏結(jié)強(qiáng)度測(cè)試儀通過(guò)拉拔試驗(yàn)確定實(shí)際的水性環(huán)氧樹(shù)脂體系最佳摻配比例為1∶0.9。

制備WEREA的步驟如下:① 根據(jù)計(jì)算結(jié)果稱(chēng)取水性環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及改性乳化瀝青;② 將固化劑及水性環(huán)氧樹(shù)脂用攪拌器以200～300 r/min攪拌2 min;③ 將改性乳化瀝青倒入杯中繼續(xù)攪拌,以300～500 r/min攪拌5 min,直至杯底無(wú)黏稠狀乳液,杯中液體均勻。

水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為20%時(shí)的黏結(jié)性好且易均勻分散,故筆者所用摻量為20%。

2.3 制備WEREA膠漿

綜合考慮WEREA在實(shí)際中的固化、破乳時(shí)間,在制備WEREA膠漿時(shí)選擇合適的填料投料溫度、時(shí)間、拌和方式和養(yǎng)護(hù)工藝等因素[20],具體制備工藝如下:① 將填料過(guò)0.075 mm方孔篩,取小于0.075 mm部分放入105 ℃的烘箱中,烘至干燥無(wú)水分狀態(tài)后,降至室溫;② 取制備的無(wú)結(jié)團(tuán)水性環(huán)氧乳化瀝青300 g,以粉膠比(0.3、0.6、0.9、1.2)分別稱(chēng)取礦粉、水泥;③ 使用JJ-1A型攪拌器,室溫下將WEREA以200 r/min攪拌30 s,將填料均勻倒入杯中,以500 r/min攪拌180 s;④ 盛裝WEREA膠漿的杯底無(wú)顆粒沉淀、無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象時(shí),完成WEREA膠漿制備。

3 試 驗(yàn)

3.1 WEREA膠漿疲勞性能

3.1.1 試驗(yàn)方法

筆者采用TA-DHR2型動(dòng)態(tài)剪切流變儀的時(shí)間掃描模式對(duì)樣品進(jìn)行試驗(yàn),用來(lái)評(píng)價(jià)瀝青膠漿在荷載反復(fù)作用下的疲勞壽命[21]。試驗(yàn)參數(shù)為:平板夾具直徑25 mm,樣品厚度1 000 μm,加載控制模式為應(yīng)力控制模式,試驗(yàn)溫度為25 ℃,加載頻率為10 Hz[22]。由于本次試驗(yàn)溫度較低,實(shí)際操作存在困難,故筆者根據(jù)文獻(xiàn)[23],夾具在升溫前設(shè)置為2 000 μm,溫度升高至45 ℃后設(shè)置為1 000 μm。

3.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

筆者從熱力學(xué)角度,以?xún)?chǔ)能模量和損耗模量來(lái)反映WEREA經(jīng)反復(fù)施加應(yīng)力的疲勞變化。發(fā)現(xiàn)疲勞時(shí)間與儲(chǔ)能模量成反比,與損耗模量成正比[24]。

近年來(lái),學(xué)界多采用SHRP計(jì)劃中的疲勞因子G*sinδ作為評(píng)價(jià)指標(biāo),但該評(píng)價(jià)指標(biāo)較為片面[25-26],實(shí)際上WEREA疲勞壽命相關(guān)性與樣品選取有關(guān)。筆者通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切儀中的時(shí)間掃描模式,分別選取Nf50、NG*作為WEREA抗疲勞性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

其中:Nf50指當(dāng)模量降低為初始值的50%時(shí),即為疲勞破壞,此時(shí)的加載時(shí)間即為疲勞壽命;由于瀝青膠漿是典型的黏彈性材料,可通過(guò)分析復(fù)數(shù)模量(G*)來(lái)表征荷載的變化規(guī)律[27-29];樣品破壞前G*隨加載時(shí)間曲線(xiàn)拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即NG*。

3.2 WEREA膠漿微觀(guān)結(jié)構(gòu)

筆者使用掃描電鏡(SEM)對(duì)WEREA、礦粉-WEREA-膠漿和水泥-WEREA-膠漿的微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)察,對(duì)比分析不同填料摻入后的對(duì)WEREA疲勞特性的影響。

4 結(jié)果與討論

4.1 疲勞特性

分別以水泥、礦粉作為填料,粉膠比選取0.3、 0.6、 0.9、 1.2,水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量20%,分別制備陰/陽(yáng)離子WEREA膠漿。DSR試驗(yàn)前需要根據(jù)試驗(yàn)時(shí)間調(diào)整水泥-WEREA膠漿的制備時(shí)間,使每組水泥-WEREA膠漿試驗(yàn)前養(yǎng)生時(shí)間控制在90 min,礦粉-WEREA膠漿待瀝青基本破乳即可。每種填料的每種粉膠比共分為4個(gè)試樣,相同粉膠比以2個(gè)試樣為一組,以此獲取平行試驗(yàn)結(jié)果。取兩組結(jié)果均值作為試驗(yàn)結(jié)論,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,若2組數(shù)據(jù)相差較大則重新試驗(yàn)。本次試驗(yàn)共2種填料,2種改性乳化瀝青,合計(jì)64個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。

筆者對(duì)Nf50、NG*兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行匯總,并進(jìn)行線(xiàn)性擬合處理,分析了填料種類(lèi)、粉膠比對(duì)WEREA膠漿疲勞特性的影響[30],探究了WEREA膠漿疲勞壽命與粉膠比在不同應(yīng)力(0.10、 0.15 MPa)水平條件下的關(guān)聯(lián)性,擬合結(jié)果如圖2～圖5。

圖2 礦粉-陰離子WEREA膠漿疲勞壽命試驗(yàn)及線(xiàn)性擬合結(jié)果Fig. 2 Fatigue life test and linear fitting results of mineral powder-anionic WEREA mortar

由圖2可知:礦粉-陰離子WEREA膠漿應(yīng)力從0.10 MPa增加至0.15 MPa,以Nf50、NG*評(píng)價(jià)礦粉-WEREA膠漿疲勞壽命平均降低50.0%、44.6%;以礦粉作為填料時(shí),應(yīng)力水平上升50%,疲勞壽命降低47.4%;對(duì)擬合前相同應(yīng)力水平、不同粉膠比的WEREA膠漿疲勞壽命增加情況進(jìn)行計(jì)算,隨著粉膠比階梯性增加,膠漿疲勞壽命提升幅度放緩,增加幅度由約30%減少約20%,兩種應(yīng)力水平下該趨勢(shì)一致。究其原因是:礦粉作為填料加入WEREA,內(nèi)部的礦粉被復(fù)合材料包裹,起到支撐固定作用,隨著粉膠比在合理范圍內(nèi)增加,被包裹的礦粉增加,受影響的膠漿空間增大,疲勞特性提升與粉膠比線(xiàn)性高度相關(guān);礦粉摻量的增加讓發(fā)揮作用的礦粉比例逐漸降低,WEREA膠漿抗疲勞性能提升幅度逐漸降低。

由圖3可知:礦粉-陽(yáng)離子WEREA膠漿應(yīng)力從0.10 MPa增加至0.15 MPa,Nf50、NG*指標(biāo)的表面疲勞壽命分別降低51.1%、48.4%,應(yīng)力水平提升50%,疲勞壽命降低49.7%;在0.10 MPa應(yīng)力水平下,粉膠比增大對(duì)WEREA膠漿抗疲勞性能提升趨勢(shì)與陰離子WEREA膠漿相同,從26%降低至18%;在0.15 MPa應(yīng)力水平下,粉膠比從0.3增加至0.9,疲勞壽命提升幅度從24%降低至19%,當(dāng)粉膠比從0.9增加至1.2時(shí),疲勞壽命提升幅度躍升至約33%。應(yīng)力變化對(duì)兩種WEREA膠漿疲勞特性影響均較大,且在相同應(yīng)力條件下,隨礦粉摻量增加,對(duì)疲勞壽命的提升幅度也逐漸降低;但陽(yáng)離子WEREA膠漿在0.15 MPa應(yīng)力條件下,粉膠比從0.9增加至1.2時(shí),對(duì)疲勞壽命的提升幅度不降反升,究其原因是陽(yáng)離子WEREA與礦粉所帶電荷相異,兩者混合后內(nèi)部細(xì)小顆粒反而不如陰離子WEREA膠漿更易分散、形成整體結(jié)構(gòu),應(yīng)力提升至0.15 MPa后礦粉所形成的結(jié)構(gòu)被破壞,而摻量增加使得內(nèi)部礦粉形成更多的整體結(jié)構(gòu),抵抗形變能力增強(qiáng),表現(xiàn)為疲勞壽命的躍升。

圖3 礦粉-陽(yáng)離子WEREA膠漿疲勞壽命試驗(yàn)及線(xiàn)性擬合結(jié)果Fig. 3 Fatigue life test and linear fitting results of mineral powder-cation WEREA mortar

由圖4可知:應(yīng)力水平從0.10 MPa增加至0.15 MPa,水泥-陰離子WEREA膠漿的疲勞壽命大幅降低,Nf50、NG*指標(biāo)平均減少79.5%、80.2%,應(yīng)力水平增加50%,疲勞壽命降低79.9%;0.10 MPa應(yīng)力水平下,粉膠比由0.3增加至1.2,疲勞壽命提升幅度由33%增加至22%;而在0.15 MPa應(yīng)力水平下,疲勞壽命提升幅度由13%增加至25%后再降至19%,水泥對(duì)陰離子WEREA膠漿疲勞壽命提升效果與礦粉的差異性較大。究其原因是:水泥與WEREA中的水分發(fā)生水化反應(yīng),水化產(chǎn)物所形成的空間結(jié)構(gòu)與乳化瀝青聚合物所形成的空間結(jié)構(gòu)互相貫穿、相互支撐、黏結(jié)[31],當(dāng)水泥摻量低時(shí),WEREA內(nèi)部水分未被利用充分,若應(yīng)力增加則極易破壞內(nèi)部水泥石結(jié)構(gòu),隨著水泥摻量增加,將水分利用完全,疲勞壽命提升幅度增加,再次增加摻量雖能提升膠漿抗疲勞性能,但并非由水化生成的水泥石發(fā)揮作用,而是由未被反應(yīng)的水泥在WEREA內(nèi)部發(fā)揮和礦粉相同作用,即表現(xiàn)出在0.15 MPa應(yīng)力條件下的抗疲勞性能呈現(xiàn)出先增加后減少的效果。

圖4 水泥-陰離子WEREA膠漿疲勞壽命試驗(yàn)及線(xiàn)性擬合結(jié)果Fig. 4 Fatigue life test and linear fitting results of cement-anionic WEREA mortar

由圖5可知:應(yīng)力水平從0.10 MPa增加至0.15 MPa,水泥-陽(yáng)離子WEREA膠漿的疲勞壽命也大幅降低,Nf50、NG*指標(biāo)平均減少79.8%、79.5%,應(yīng)力水平增加50%,疲勞壽命降低79.6%;在兩種應(yīng)力水平下,疲勞壽命的變化幅度基本一致,隨著粉膠比增加,膠漿抗疲勞性能平均提升幅度從30%降低至21%后再增加至29%。兩種電荷的水泥-WEREA膠漿在應(yīng)力提升至0.15 MPa后疲勞壽命均大幅降低,這表明雖然水泥相較于礦粉對(duì)WEREA膠漿抗疲勞性能提升更好,但應(yīng)力提升至一定程度時(shí),內(nèi)部水泥水化形成的結(jié)果被破壞,疲勞壽命仍會(huì)大幅降低;由于電荷差異,陰/陽(yáng)離子WEREA膠漿內(nèi)部水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)的程度有所區(qū)別,黏結(jié)性能較好的陽(yáng)離子WEREA與水泥能充分利用內(nèi)部水分,表現(xiàn)為水泥最佳摻量相較于陰離子WEREA膠漿更少,該最佳摻量并非是指此摻量下膠漿疲勞壽命最大,而是該摻量對(duì)應(yīng)的疲勞壽命-粉膠比曲線(xiàn)上的點(diǎn)斜率最大,即內(nèi)部水分利用率較高,水泥石所形成的的整體結(jié)構(gòu)達(dá)最大值,與試驗(yàn)結(jié)果一致。

圖5 水泥-陽(yáng)離子WEREA膠漿疲勞壽命試驗(yàn)及線(xiàn)性擬合結(jié)果Fig. 5 Fatigue life test and linear fitting results of cement-cationic WEREA mortar

不同于陰離子WEREA膠漿,未與水發(fā)生水化反應(yīng)的水泥能與復(fù)合材料黏結(jié),發(fā)揮與陽(yáng)離子WEREA膠漿內(nèi)部礦粉的作用,形成第2種整體結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為疲勞壽命提升幅度的二次增加。

綜合對(duì)比圖2～圖5,填料對(duì)兩種WEREA膠漿的疲勞性能提升程度相近,且兩種WEREA膠漿的Nf50、NG*指標(biāo)與粉膠比均存在顯著的線(xiàn)性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R2>0.95,表明用Nf50、NG*指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)WEREA膠漿可靠性較高;水泥和礦粉對(duì)WEREA疲勞壽命的提升效果有明顯差異,在0.10 MPa應(yīng)力條件下,綜合兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),水泥摻入后的陰離子WEREA膠漿疲勞壽命比礦粉高4.96倍,0.15 MPa應(yīng)力條件下為1.90倍,陽(yáng)離子WEREA膠漿在摻入水泥后疲勞壽命比礦粉高4.58倍,0.15 MPa應(yīng)力條件下為1.86倍,表明應(yīng)力大小對(duì)WEREA膠漿有決定性影響,但離子電荷類(lèi)型對(duì)疲勞壽命總體程度影響較小,無(wú)論乳化劑所帶電荷類(lèi)型,相同應(yīng)力條件下水泥對(duì)WEREA膠漿抗疲勞性能的提升顯著高于礦粉。

這兩種填料本身粒徑較小、比表面積較大,當(dāng)粉膠比超出一定范圍時(shí),復(fù)合材料無(wú)法均勻包裹所有填料,疲勞壽命將大幅減少,隨著粉膠比增加,無(wú)論是將礦粉還是水泥作為填料,WEREA膠漿都有較大可能出現(xiàn)疲勞壽命急劇減小的情況。

4.2 SEM試驗(yàn)

筆者使用蔡司SIGMA300場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行試驗(yàn)觀(guān)察。疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)填料加入后,對(duì)WEREA膠漿疲勞壽命提升主要是以物理改性為主,水泥摻入WEREA膠漿不會(huì)產(chǎn)生新的有機(jī)基團(tuán)[32],力學(xué)性能提升主要是所形成的水泥水化產(chǎn)物與水性環(huán)氧樹(shù)脂共同作用,表現(xiàn)出較強(qiáng)的黏結(jié)效果。

選取粉膠比為1.2的WEREA、WEREA礦粉類(lèi)膠漿、WEREA水泥類(lèi)膠漿的微觀(guān)結(jié)構(gòu)SEM觀(guān)察結(jié)果如圖6。

圖6 SEM微觀(guān)圖Fig. 6 SEM micrograph

由圖6(a)可知:隨著水環(huán)氧樹(shù)脂體系摻入,WEREA表面產(chǎn)生不規(guī)則的連續(xù)褶皺,這是由于環(huán)氧樹(shù)脂體系與乳化瀝青復(fù)合,材料破乳、固化后所形成的立體三維結(jié)構(gòu),由瀝青和環(huán)氧樹(shù)脂共同提供抵抗形變能力,此時(shí)WEREA力學(xué)性能由其提供。

對(duì)比圖6(a)、圖6(b):在石灰石礦粉加入后,褶皺明顯減少,粒徑為10～30 μm的球形狀固體均勻分布在整個(gè)體系中,且連續(xù)性較好。究其原因是:摻入適量礦粉后,均勻混合在復(fù)合材料中,WEREA整體強(qiáng)度形成,礦粉被包裹,進(jìn)一步提升了材料的抗疲勞性能。

對(duì)比圖6(a)、圖6(c):水泥摻入后褶皺基本消失,由大量粒徑在10～50 μm的不規(guī)則固體取代。究其原因是:水泥與WEREA中的水發(fā)生水化反應(yīng),水泥水化產(chǎn)生的體積收縮應(yīng)力減少了復(fù)合材料表面褶皺,所生成的水泥石分散在材料中,與WEREA共同作用,提供了更高的強(qiáng)度和更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。對(duì)比圖6(b)、圖6(c):水泥摻入后所產(chǎn)生的水泥石使得試樣內(nèi)部微觀(guān)形貌相對(duì)于石灰石礦粉更加不規(guī)則,水泥石的高強(qiáng)度和復(fù)雜的微觀(guān)形貌使得WEREA膠漿適應(yīng)不利條件下的應(yīng)力水平,具有更好的抗變形能力和抗疲勞性能。

WEREA仍具有瀝青自身的觸變性[30],受應(yīng)力影響而產(chǎn)生變形,在發(fā)生疲勞破壞前,材料內(nèi)部微觀(guān)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,復(fù)合材料的觸變性決定了在卸載后材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)在一定程度上會(huì)進(jìn)行重組。

對(duì)比WEREA膠漿,在加載間隙通過(guò)填料的固定和三維支撐作用對(duì)WEREA的觸變性產(chǎn)生影響,提高了材料內(nèi)部微觀(guān)結(jié)構(gòu)的重組能力。對(duì)比水泥和礦粉,水泥石在WEREA膠漿內(nèi)部形成相較于礦粉連續(xù)性、整體性更好的立體結(jié)構(gòu),對(duì)內(nèi)部微觀(guān)結(jié)構(gòu)的自愈合能力增強(qiáng)效果遠(yuǎn)高于礦粉,宏觀(guān)上表現(xiàn)為水泥-WEREA膠漿的疲勞壽命提高。

5 結(jié) 論

1)水泥在合理?yè)搅肯?能有效地提高WEREA自愈合能力。放大WEREA的觸變性,是WEREA膠漿疲勞壽命提高的根本原因,礦粉-WEREA膠漿疲勞壽命提升還包括因礦粉的加入(提升了體系黏度);隨著摻量增加,填料所影響的WEREA內(nèi)部空間范圍逐漸增加,表現(xiàn)為疲勞壽命與粉膠比線(xiàn)性高度相關(guān)。

2)水泥作為填料對(duì)WEREA膠漿疲勞性能提升較礦粉更為明顯,陰/陽(yáng)離子WEREA膠漿對(duì)水泥-WEREA膠漿疲勞性能提升的最佳摻量不一致,合理配比為:陽(yáng)離子乳化瀝青推薦粉膠比0.9,陰離子乳化瀝青推薦粉膠比1.2。

3)WEREA膠漿在0.10、 0.15 MPa應(yīng)力條件下的疲勞壽命差異明顯。

4)陰/陽(yáng)離子WEREA在加入填料后抗疲勞性能改善程度相差不大,但隨著粉膠比增大,抗疲勞性能提升趨勢(shì)因電荷因素存在細(xì)微差異。

5)通過(guò)線(xiàn)性回歸方法表明:以Nf50、NG*指標(biāo)評(píng)價(jià)WEREA膠漿疲勞性能較為可靠。

6)WEREA膠漿中通過(guò)水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力撫平WEREA中的褶皺,生成的水化產(chǎn)物搭接形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),比礦粉-WEREA膠漿結(jié)構(gòu)更為緊密,水泥作為填料顯著增強(qiáng)WEREA的抗疲勞性能。