用于路面再生和土壤稳定的泡沫硫磺沥青的制作方法

本发明涉及泡沫硫磺沥青、泡沫硫磺沥青稳定土壤、及其形成方法。
背景技术：
：在含沥青材料(包括沥青包覆骨料(沥青膏)、热沥青混合料和泡沫沥青)的制造和加工过程中，加工温度高于约150℃(约300°F)会对工人和设备造成问题。沥青中存在的硫和含硫化合物(包括单质硫和自然界中存在的杂原子有机化合物(heterorganiccompounds)通常会在高于约150℃的温度下开始与沥青中的其他成分以及空气发生反应。硫在约151℃(约305°F)下开始形成对人体有毒性的硫化氢(H2S)气体。在烃环境(包括沥青)中，游离硫将存在的烃脱氢并形成硫化氢。在氧气存在的条件下，将硫加热至高温会形成二氧化硫，其对人体有毒性并会污染空气。硫是丰富且廉价的材料。单质硫是非脱硫天然气和石油加工的副产物。“游离”硫的来源包括石油炼油厂和天然气脱硫工厂。由于从天然气和石油中提取出大量的硫，因此许多硫制造商将单质硫视为废产物。人们期望找到单质硫的商业应用，从而能够安全且有效地处置单质硫。将硫引入商品中能够将被视为潜在“废”产物的硫转化为具有实际价值的产品。技术实现要素：制造泡沫硫磺沥青稳定土壤的方法包括将沥青粘结剂、单质硫、发泡空气和发泡水引入发泡混合器中。发泡水的压力大于发泡空气的压力。该方法包括运行发泡混合器以形成泡沫硫磺沥青的步骤。泡沫硫磺沥青的泡沫半衰期等于或大于约6秒，并且其泡沫膨胀率等于或大于8。发泡混合器在不超过约150℃的温度下运行。该方法包括将泡沫硫磺沥青、具有水含量的骨料和波特兰水泥引入骨料混合器中的步骤。该方法包括运行骨料混合器以形成泡沫硫磺沥青稳定的土壤的步骤。泡沫硫磺沥青稳定土壤包括泡沫硫磺沥青、空气干燥的骨料、加湿水和波特兰水泥。泡沫硫磺沥青的泡沫半衰期等于或大于约6秒，并且其泡沫膨胀率等于或大于8。制造泡沫硫磺沥青的方法包括将沥青粘结剂、单质硫、发泡空气和发泡水引入发泡混合器中。发泡水的压力大于发泡空气的压力。该方法包括运行发泡混合器以形成泡沫硫磺沥青的步骤。泡沫硫磺沥青的泡沫半衰期等于或大于约6秒，并且其泡沫膨胀率等于或大于8。发泡混合器在不超过约150℃的温度下运行。泡沫硫磺沥青包括沥青粘结剂、单质硫、发泡空气和发泡水。泡沫硫磺沥青的泡沫半衰期等于或大于约6秒，并且其泡沫膨胀率等于或大于8。泡沫硫磺沥青中单质硫的含量在泡沫硫磺沥青中单质硫和沥青粘结剂的总量的约10重量％至约50重量％的范围内。泡沫硫磺沥青(FSA)和泡沫硫磺沥青稳定土壤(FSASS)是消耗单质硫(其为烃生产过程中的副产物)的新途径。游离硫的应用充当了填料，从而也起到了扩大沥青供应量的作用。还发现单质硫令人惊讶地增强了泡沫沥青稳定土壤组合物的性能。向泡沫沥青组合物中添加硫延长了所生产的FSASS的使用寿命。向泡沫沥青组合物中添加硫还降低了泡沫沥青产品的制造温度，这节约了能源，同时不会产生有害的或具有毒性的含硫气体，如硫化氢或二氧化硫。泡沫硫磺沥青和泡沫硫磺沥青稳定土壤可被世界范围内的建筑业利用，以作为用于土壤稳定和路面再生的常规泡沫沥青的替代物。可利用冷再生技术来制造FSASS。道路骨料基层、底基层和回收沥青(即，已铺设的沥青)路面混合料可用作骨料以形成泡沫硫磺沥青稳定土壤。也可使用FSA以稳定各种类型的土壤(包括沙土、泥灰土和塞卜哈土(sabkhasoil))以形成FSASS。出于本申请的目的，“土壤”和“骨料”是可互换的术语。经FSA稳定的稳定土壤的若干常见物理性能与常规的泡沫沥青相当或更为优异。使用泡沫硫磺沥青提供了若干益处。FSA可在150℃下生产，然而据发现，常规泡沫沥青无法在低于180℃的温度下生产而仍能够满足泡沫膨胀率和半衰期的要求。这不仅节约了能源(在更低的温度下运行加工装置)，而且还防止了由天然存在于沥青中的硫和添加硫而造成的硫化氢和二氧化硫的排放。泡沫硫磺沥青稳定土壤产品具有若干优于常规泡沫沥青稳定土壤的有利性能。除了充当“废弃”硫的有用仓库之外，硫的引入还令人惊讶地赋予了一些泡沫硫磺沥青/土壤组合以有用的物理性能。在FSA与泥灰土的组合以及FSA与塞卜哈土的组合中，永久变形的发生均得到降低。基于这些结果，据认为沙丘砂也可与塞卜哈土或泥灰土以及泡沫硫磺沥青共混，以提高其耐车辙性能，这能扩大用于道路和现场施工的沙漠环境中的骨料的种类和有用性。另外还令人惊讶的是，相比于相应的常规泡沫沥青稳定土壤，所有FSASS的耐久性(“稳定性损失”)均得以改善。此外，与利用常规泡沫沥青处理的相同土壤相比，利用泡沫硫磺沥青稳定的土壤令人惊讶地具有更高的耐车辙性能。附图说明通过以下优选实施方案的详细说明、随附的权利要求书以及附图将会更好地理解本发明的这些以及其他特征、方面和优点，其中：图1为示出用于形成实施例和比较例的泡沫沥青稳定土壤的未经处理的沙丘砂的级配曲线(gradationcurve)的图表；图2为示出用于形成实施例和比较例的泡沫沥青稳定土壤的Al-Aziziyah塞卜哈土的粒度分布曲线；图3为示出了水分含量对用于形成实施例和比较例的泡沫沥青稳定土壤的塞卜哈土的干燥密度和加州承载比(CBR)的影响的图表；图4为示出了用于形成实施例和比较例的泡沫沥青稳定土壤的泥灰土的粒度分布曲线的图表；图5为示出了水分含量对用于形成实施例和比较例的泡沫沥青稳定土壤的泥灰土的干燥密度的影响的图表；并且图6为示出了用于形成实施例的泡沫硫磺沥青稳定土壤的30/70重量百分比的硫磺沥青粘结剂在150℃下的膨胀率和半衰期的图表。具体实施方式本说明书(包括
发明内容、附图说明和具体实施方式)和随附的权利要求书涉及本发明的具体特征(包括工艺或方法步骤)。本领域的技术人员将理解到，本发明包括说明书中所描述的具体特征的所有可能的组合和应用。本领域的技术人员将理解到，本发明并不局限于或受限于说明书中所给出的实施方案的说明。本发明的主题仅受限于说明书和随附的权利要求书的精神。本领域的技术人员还将理解到，用于描述具体实施方案的术语并不限制本发明的范围或宽度。在解释说明书和随附的权利要求书时，所有术语均应联系各术语的上下文并以最宽泛的方式来加以解释。除非另有说明，否则说明书和随附的权利要求书中所用的所有技术和科技术语的含义与本申请所属领域的技术人员所通常理解的含义相同。除非上下文另有明确规定，否则本说明书和随附的权利要求书中的单数形式“一个”、“一种”和“所述”也包括复数的形式。动词“包括”及其变型形式应理解为以非排他性的方式提及元素、部件或步骤。所提及的元素、部件或步骤可与其他未明确提及元素、部件或步骤一同存在、利用或组合。在说明书和随附的权利要求书中提供数值范围时，应理解的是，该区间包括介于上限和下限之间的各数值以及上限和下限。本发明涵盖并限制了所提供的有任何具体排除数值的较小区间范围。在说明书和随附的权利要求书中提及包括两个或多个限定步骤的方法时，所限定的步骤可以任意顺序进行或同时进行，除非上下文中排除了这种可能性。当在本发明中引用了专利或出版物时，所引用的文献在不与本发明的论述相抵触的程度下，将其全部内容以引用的方式并入本文。泡沫硫磺沥青泡沫硫磺沥青包含沥青粘结剂。可使用的柏油或沥青可来自于：石油蒸馏(例如，真空尾油(vacuumtails))；煤、沥青砂或油页岩加工；或来自天然存在的原料(例如，特立尼达湖(TrinidadLakes))。纯沥青(即，未添加游离硫或其他添加剂)可为单一材料或若干基质沥青的混合物。可使用所有类型的沥青粘结剂来制备泡沫硫磺沥青，包括“性能等级”沥青；然而，由于乳化稀释沥青无法起泡，因此不能使用。“性能等级”沥青基于AASHTO性能等级沥青粘结剂规定M320的性能等级表(“表1”)中所列的性能。泡沫硫磺沥青的实施方案包括性能等级64-10(PG64-10)沥青粘结剂。泡沫硫磺沥青包含单质硫。单质硫或“游离”硫不仅包括单一硫原子，而且还包含络合物中与其他硫原子共价连接的硫，包括α-(斜方硫)、β-硫(单斜硫)和“链(catena)”硫。硫原子的链或环的范围可为若干硫原子至数百个共价连接的硫原子。单质硫的所有同素异形体均适用于掺硫组合物中。与非硫原子(如碳、氢或其他种类的原子)共价连接的硫(包括杂原子有机化合物)并不视为“游离”硫或单质硫。由于存在许多种同素异形体，因此发现了呈多种不同的固体形式和液体形式的单质硫，并且其会根据环境(包括加热和压力)的改变而在不同形式之间转变。根据游离硫的分子构造，硫的熔点在约115℃至约140℃间变化。然而，其通常以颗粒或粉末固体形式、或者熔融液体形式处理。泡沫硫磺沥青的泡沫膨胀率等于或大于8。泡沫膨胀率为与从发泡混合器中排出的泡沫沥青的体积相比，泡沫沥青的膨胀体积的比率。泡沫硫磺沥青的泡沫半衰期等于或大于约6秒。将由最大膨胀体积的时间点至泡沫沥青坍塌至最大膨胀体积的一半的时间点的时间确定为泡沫半衰期。形成泡沫硫磺沥青制造泡沫硫磺沥青的方法包括将游离硫和沥青粘结剂引入发泡混合器中的步骤。游离硫和沥青粘结剂的引入可分别进行，或者可将其作为混合材料引入，即，作为硫磺沥青粘结剂。该方法的一个实施方案包括将游离硫和沥青粘结剂作为硫磺沥青粘结剂而引入发泡混合器中。单质硫的量在单质硫和沥青粘结剂的总量的约10重量％至约50重量％的范围内。该方法的一个实施方案包括这样的一种情况，其中所引入的硫磺沥青粘结剂包含占硫磺沥青粘结剂的约30重量％的游离硫和约70重量％的纯沥青粘结剂。可在现场掺合硫磺沥青粘结剂，或者预先形成硫磺沥青粘结剂。该方法的一个实施方案包括以下步骤，将游离硫和沥青粘结剂引入预混器中以形成硫磺沥青粘结剂，然后将硫磺沥青粘结剂引入发泡混合器中以替代单独引入的沥青粘结剂和单质硫。关于将游离硫引入发泡混合器中的方法—无论是作为预先形成的硫磺沥青粘结剂的一部分引入还是分别引入—这种游离硫引入方法的实施方案包括将游离硫以熔融液体的形式引入。熔融硫可在低剪切环境中与纯沥青混合以形成硫磺沥青粘结剂，然后再将该硫磺沥青粘结剂引入发泡混合器中，或者直接将熔融硫引入发泡混合器中。例如，在冷再生操作中，将纯沥青和游离硫保持在温度可使这两者熔融的单独的容器中。将熔融游离硫和熔融纯沥青引入粘结剂混合器中以使其彼此混合，从而形成硫磺沥青粘结剂，然后随即将该硫磺沥青粘结剂引入发泡混合器中。这种游离硫引入方法的实施方案包括将游离硫以固体的形式引入。通常在高剪切下，将为粉末或颗粒形式的固体单质硫引入熔融纯沥青中并与之混合，以将硫完全引入沥青中。可将沥青保持在低于、等于或高于硫的熔融温度的温度下，但是已知高于硫的熔融温度有助于硫的引入。泡沫硫磺沥青的制造方法包括将发泡水引入发泡混合器中的步骤。该方法的一个实施方案包括引入发泡水，以使泡沫硫磺沥青的水含量在约2.3重量％至约4.7重量％的范围内。在泡沫硫磺沥青的一个实施方案中，泡沫硫磺沥青的水含量在约2.3重量％至约4.7重量％的范围内。改变引入沥青中的水的比例可控制所制得的泡沫沥青组合物的膨胀率和半衰期。图6示出了在150℃下，改变引入的发泡水的量，利用30重量％/70重量％的硫磺沥青粘结剂，在若干泡沫硫磺沥青水分含量数值下确定的膨胀率和半衰期。选择泡沫硫磺沥青的水含量，以使最小膨胀率为8倍且最小半衰期为6秒。根据图6，当水含量在约2.3重量％至约4.7重量％的范围内时，30重量％/70重量％的泡沫硫磺沥青粘结剂满足膨胀系数和半衰期的要求。发泡混合器在为约140℃至约150℃的温度范围内运行。并不推荐在高于150℃的温度下运行发泡混合器，这是因为在存在经过加压的发泡空气的情况下，由硫和沥青的组合而潜在地排放出易燃气体(例如，硫化氢)，并排放出毒性/非毒性气体。形成泡沫硫磺沥青稳定土壤制造泡沫硫沥青稳定土壤的方法包括将具有一定水分含量的骨料引入骨料混合器中的步骤。在制造泡沫硫沥青稳定土壤的方法的一个实施方案中，可将骨料与一定量的水预先混合。在一个实施方案中，水的量是适当的，以使预先混合后的骨料中的水分含量大致为有利于骨料压实的最佳水分含量。在另一实施方案中，该方法包括将加湿水引入骨料中以使该合并物形成骨料的步骤，其中所形成的骨料中的水分含量大致为有利于骨料压实的最佳水分含量。在另一实施方案中，该方法包括引入加湿水的步骤，以使得加湿水和所引入的骨料的合并物形成这样的骨料，该骨料中的水分含量为约0.5(WOMC)+1，其中WOMC为已确定的所引入骨料的最佳水分含量，其单位为重量％。对于这种实施方案，所引入的骨料中的水分含量(该水含量为占骨料(经空气干燥的骨料)的重量％)的范围为经空气干燥的骨料的水分含量至小于约对于骨料的压实而言最佳的水分含量。泡沫硫磺沥青通过发泡混合器，并被引入温度小于等于130℃的骨料。制造泡沫硫磺沥青稳定土壤的方法的一个实施方案包括以经空气干燥的骨料为基准，引入为骨料的约0.1重量％至约2重量％的波特兰水泥。波特兰水泥使土壤和砂子等细骨料具有了一定量的粘附性。实施例具体实施方案的实施例有助于更好地理解泡沫硫磺沥青和泡沫硫磺沥青稳定土壤的应用。绝不应认为这些实施例限制或限定了本发明的范围。将来自东沙特阿拉伯的三种主要类型的土壤与两种不同类型的泡沫沥青组合物—即泡沫硫磺沥青(实施例)和泡沫沥青(比较例)—联合使用，以形成一系列实验用稳定土壤样品，从而进行关于泡沫沥青中添加硫的影响的对比物理试验。混合装置混合装置形成了实施例泡沫沥青组合物和比较例泡沫沥青组合物。在实验中使用了带有混合器的实验室级泡沫沥青设备WLB10(WirtgenGroup，德国)，其很好地模拟了泡沫沥青的全规模生产。带有混合器的WLB10包括隔热罐，其具有温度控制器以对沥青粘结剂进行加热以及保持温度。混合装置还包括校准分配系统，其用于引入沥青粘结剂、水和空气以使其彼此混合，从而形成泡沫沥青组合物。该混合装置将预定体积的沥青粘结剂、水和空气注入发泡混合器中以形成泡沫沥青组合物。发泡混合器(其为膨胀室)是温度可调节的。在密闭系统中形成泡沫沥青组合物。不会有具有潜在危害性或毒性的含硫气体排出并释放至环境中或释放至混合装置的操作者。关于试验，在室温下，将WLB10的空气流量表校准至空气引入压力为约5巴、室温。空气引入压力可在约5巴至约9巴的范围内。关于该试验，将水流量表校准至水引入压力为约6巴、室温。发泡水引入压力维持在比发泡空气压力高至少1巴，以避免空气侵入。可使用饮用水作为引入水。通过控制沥青粘结剂的引入温度，从而控制沥青粘结剂的流速。发泡混合器通过泡沫沥青喷嘴排出泡沫沥青组合物。将一定量的泡沫沥青组合物直接排放至实验室骨料混合容器中的骨料样品。实验室混合器搅拌骨料与泡沫沥青组合物的组合，以形成试验用泡沫硫磺沥青稳定土壤。土壤类型用于形成比较用稳定土壤样品的来自东沙特阿拉伯的三种主要类型的土壤为沙丘砂、塞卜哈土和泥灰土。所有这些骨料样品在引入前均经过空气干燥。沙丘砂砂子不仅在沙特阿拉伯而且在全世界的许多国家都是可广泛获得且廉价的资源。如果砂子经过适当的稳定处理，可以将其有效地用于道路施工。图1示出了未经处理的沙丘砂样品的级配曲线。通过标准骨料和土壤试验来确定所收集的未经处理的沙丘砂的特性，并归纳于表1中。沙丘砂的最佳水分含量为约0％。表1未经处理的沙丘砂的若干标准骨料和土壤试验结果性质标准试验数值砂当量ASTMD241979％毛体积相对密度(细)ASTMC1282.593表观相对密度(细)ASTMC1282.661吸水率(细)ASTMC1280.9％塑性指数AASHTOT-88非塑性塞卜哈土塞卜哈土采自Al-Aziziyah塞卜哈平原。原土包括位于地下水位之上的所有土层，但是不包括表面壳层。为了进行空气干燥，将土铺展在实验室外的塑料片材上。使用塑料锤子将所有结晶和结块粉碎，以使所得土壤穿过ASTM4号筛。将过筛的土壤混合并保存在塑料桶中，待混合和测试。图2中示出了塞卜哈土的粒度分布曲线。进行了两种湿筛分析以表征塞卜哈土。一项试验使用了蒸馏水，另一项试验使用了“塞卜哈盐水”、或者与土壤位于相同洼坑的盐水。这两项试验得到了图2中的两条曲线，并揭示出塞卜哈土的砂组成。基于这些结果，根据UnifiedSoilClassificationSystem(USCS)将塞卜哈土归类为“SP”，根据AASHTO分类，可将其归类为“A-3”。使用改良的普罗克特压实试验(ASTMD1557)对塞卜哈土进行检测，以确定松软沃土(mold)中土壤的水含量与值之间的关系。还检测了塞卜哈土的加州承载比(CBR)(ASTMD1883)。将CBR试验结果与普罗克特压实试验结果叠加，以确定材料的强度行为与水分含量改变之间的关系。图3中示出了其结果。最佳未浸水CBR值(相当于干燥密度的最大值的约95％)处的水分含量(MC)为塞卜哈土的干重的约11.5％。泥灰土图4提供了所采集的泥灰土的粒度分布曲线。该土壤的粒度小于1.0英寸。一半的土壤尺寸通过了200号筛。图5示出了改良的普罗克特压实曲线，其示出了最佳水分含量为泥灰土干重的约11.8％。该土壤的干CBR为78，浸水CBR为8。表2中给出的结果显示砂子的量较低。表2：若干标准骨料和泥灰土的土壤试验结果土壤水分含量再将各种土壤与实施例或比较例泡沫沥青混合之前，向经过空气干燥的土壤样品中引入加湿水，以使土壤样品的水分含量达到或者接近有利于压实的最佳水分含量(OMC)。引入经空气干燥的土壤样品中的加湿水的量取决于其类型以及骨料中水分含量的程度。关于该实验，使用方程式1来确定加湿水的引入量：W添加＝1+(0.5WOMC–W空气干燥),(方程式1)其中，W添加为通过引入加湿水而添加至经空气干燥的骨料样品中的水分含量(为经空气干燥的土壤的重量百分比)，WOMC为土壤样品的已确定的最佳水分含量(重量百分比)，W空气干燥为水添加之前经空气干燥的土壤样品的已确定水分含量(重量百分比)。例如，如上所述，沙丘砂的WOMC为约0％，并且经空气干燥的沙丘砂的水分含量为约0％，因此引入将接收泡沫沥青并随后压实的沙丘砂中的加湿水的量为这样的量，其使得沙丘砂的水分含量为经空气干燥的土壤的重量的约1重量％。在添加水之后，随即将刚刚湿润的骨料与实施例和比较例泡沫沥青组合物加以组合。波特兰水泥除了向土壤样品中引入加湿水之外，还引入为经空气干燥的土壤的重量的约2％的波特兰水泥，并与土壤样品混合。添加波特兰水泥以增强固化和强度发展。先引入波特兰水泥，然后向土壤样品中引入实施例或比较例泡沫沥青。常规沥青粘结剂将用于形成比较例泡沫沥青的纯的或未掺杂的普通沥青引入WLB10的隔热罐中，然后在约180℃的温度下加热搅拌，直至用于发泡。对于该实验，普通沥青为性能等级64-10(PG64-10)的沥青粘结剂。未掺杂沥青的保持温度不低于180℃，这是因为发泡的普通沥青不稳定，并且不能满足膨胀率至少为约8、或者最小泡沫半衰期至少为约6秒、或者同时满足这两者的最低性能。硫磺沥青粘结剂通过将占硫磺沥青粘结剂的总重量的约30重量％的游离硫和约70重量％的普通沥青(PG64-10)混合至均匀，从而制得硫磺沥青粘结剂。使用预先掺合的30重量％/70重量％的硫磺沥青(不含任何其他的改性添加剂)作为用于该实验的硫磺沥青粘结剂。在145℃的炉内形成预先掺合的30重量％/70重量％的硫磺沥青粘结剂，并以熔融态掺合在一起。将熔融的硫磺沥青粘结剂引入WLB10的隔热罐中，加热至150℃的温度，并搅拌，直至用于发泡。发泡水将发泡水引入硫磺沥青粘结剂中，使得泡沫硫磺沥青的含水量为硫磺沥青粘结剂的约3.45重量％。形成稳定土壤的实施例和比较例采用了用于冷拌混合料的马歇尔混合料设计，以设计实施例或比较例泡沫沥青稳定土壤混合物。对于每种土壤样品类型，制备了总共六种稳定土壤混合料样品-其各自含有不同量的实施例或比较例泡沫沥青，表3中记录了这些稳定土壤混合料样品。将一定量的硫磺沥青粘结剂、发泡水和发泡空气引入混合器内彼此混合，运行混合器从而在混合器内形成实施例的泡沫硫磺沥青。当水分含量为硫磺沥青粘结剂的3.45重量％时，泡沫硫磺沥青的泡沫膨胀率为排出的硫磺沥青体积的约8.8倍，泡沫半衰期为约9.1秒。将一定量的常规沥青、发泡水和发泡空气引入混合器内彼此混合，运行混合器从而在混合器内形成比较例的泡沫硫磺沥青。混合器内的温度保持为约150℃。经泡沫沥青喷嘴，从而由混合器制得实施例和比较例的泡沫沥青。实施例和比较例的泡沫沥青的温度低于约130℃，这防止了排放具有潜在毒性或有害的含硫化合物。为了将土壤样品制成未掺杂泡沫沥青稳定土壤和硫磺泡沫沥青稳定土壤，将一定量的加湿水引入至经空气干燥的土壤样品中，以满足通过利用方程式1所确定的量。此外，还引入了为经空气干燥的骨料的约2重量％的波特兰水泥，并掺合约30秒。校准混合装置，以在制备各土壤样品之前，在每单位时间内排出固定量的实施例或比较例泡沫沥青。在Habart实验室混合器中搅拌土壤样品，同时将特定体积的泡沫沥青直接排放至土壤样品上。通过称取泡沫沥青添加前后混合碗内容物的重量之差，从而验证引入土壤样品中的实施例或比较例泡沫沥青的量。实施例或比较例泡沫沥青与土壤样品的组合的混合进行时间在约30秒至约1分钟的范围内。稳定土壤实施例和比较例的物理试验通过向各稳定土壤样品施加每面75次标准马歇尔锤的击打，从而制得稳定土壤的实施例(包含泡沫硫磺沥青)和比较例(包含发泡的普通沥青)。将各稳定土壤样品固化，并且如果需要进行试验的话，将稳定土壤样品浸入水中并随后进行试验。对各稳定土壤样品进行的试验包括马歇尔稳定性和马歇尔稳定性损失(或耐久性)(ASTMD1559)；间接抗拉强度和最佳泡沫沥青含量(ASTMD4867和AASHTOT-245)；回弹模量(ASTMD4123)；以及车辙(永久变形)。最佳粘结剂含量为浸水强度最高时的粘结剂含量。耐久性是使用类似的马歇尔稳定性样品和相同的试验方法进行的，不过是在室温下将样品在水中浸没24小时之后确定的。表3中示出了稳定土壤实施例和比较例的结果。间接抗拉强度间接抗拉强度(ITS)试验有助于确定混合料的抵抗裂纹扩展的性能。对高度为21/2英寸且直径为4英寸的圆柱形试样(63.5mm高×101.6mm直径)进行ITS试验。根据马歇尔压实方法来制备试样。失效之前试样所承载的最大负荷为其结果。该试验在25℃下进行。ITS试验的浸水样品形式(在室温下，在水中浸没24小时的样品)为用于确定各稳定土壤样品的最佳粘结剂含量的主要指标。回弹模量回弹模量试验为路面结构的机械设计方法的重要变量。其能够度量路面对动态应力和相应得到的应变的路面响应。通过施加径向脉冲负荷从而进行HMA的回弹模量测量。沿着高度为21/2英寸且直径为4英寸的圆柱形试样(63.5mm高×101.6mm直径)的垂直径向平面施加负荷。根据马歇尔压实方法准备试样。测量所得到的试样的水平变形，并用于计算回弹模量。该试验在25℃下进行。车辙试验(永久变形)利用沥青路面分析仪，在30℃下评价稳定土壤实施例和比较例的耐车辙性能，该分析仪为反复使受力轮重复行进在盘状稳定土壤样品的平坦面上的轮式装置。将车轮负荷设为100lb，车轮压力设为100psi。旋转式压实机将六英寸的圆形稳定土壤样品沿着该盘状物的平面压实至具有与马歇尔压实样品相同的密度。该轮式装置在各稳定土壤轮的直径处穿过。在试验之前，将稳定土壤实施例和比较例调节在试验温度下达4小时：表3：经稳定的沙丘砂、泥灰土和塞卜哈土的试验结果与使用泡沫纯沥青相比，泡沫硫磺沥青的使用将泥灰土和塞卜哈土样品的车辙降低了超过50％。尽管不希望受限于理论，但是据认为，通过将砂子与其他类型的骨料混合，可提高沙丘砂的耐车辙性能。泡沫硫磺沥青稳定的泥灰土是所示的六种稳定土壤组合物中最为优选的稳定土壤组合物。关于该组合物，马歇尔稳定性大于6.672kN(30)，间接抗拉强度大于200kPa(640)，并且耐久性大于70％(72)。这满足了沥青混凝土的若干项最低日常应用要求。当前第1页1 2 3