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頁巖陶粒制備瀝青混合料國內外研究現狀

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/3/22     瀏覽次數:    

早在上世紀50年代,美國就進行了頁巖陶粒制備瀝青混合料的相關研究,并將其成功運用于稀漿封層、表面處治、熱拌、冷拌等路面與橋面結構中,并形成了頁巖陶粒瀝青混合料設計手冊,試驗表明用頁巖陶粒制備的瀝青混凝土路面具有抗滑性持久、耐久性好、行車安全和經濟等優點。

  我國對陶粒瀝青陶粒混凝土研究起步較晚。李翠斌、劉啟華等人于2003年開始對瀝青陶粒混凝土進行研究。選用5~20mm陶粒,花崗巖石屑、中砂,礦粉,瀝青油采用泰普克改性瀝青。以AC-201作為配合比設計目標。在室內將各種集料按照確定的配合比進行試拌,初步估計瀝青最佳用量為6.2%,0. 5%用油量為間隔試拌5組不同瀝青用量的瀝青混合料用于確定最佳瀝青用量為6.2%。從試驗結果得到陶粒瀝青混凝土馬歇爾穩定度以及流值等力學性能指標達到要求。并對花崗巖石料與陶粒集料AC-201瀝青混凝土密度比較分別為,2.377kg/m3,1.896 kg/m3。可以看出其密度減少20%。

  武漢理工大學的王發洲,張運華等人采用破碎型900級破碎型高強頁巖陶粒、SBSI-D改性瀝青、石屑、機制砂和石灰石礦粉制備了瀝青陶粒混凝土。礦料由高強頁巖陶粒、石屑、機制砂、礦粉組成,參照工程設計級配范圍,通過調整各種礦料的比例,得到礦料級配曲線,當礦料級配曲線位于工程設計級配范圍中值附近、沒有太多的鋸齒形交錯且在0. 3~0.6范圍內不出現“駝峰”時各種礦料配比即為所得礦料體積配合比。

  他們考慮到陶粒與普通集料的密度相差較大,因此在采用高強頁巖陶粒制備瀝青混合料時必須對瀝青混合料的配合比設計做適當的調整。如果按照規范的設計方法所給AC型設計級配范圍上限、下限和中值得到的各種礦料的配合比制備的混合料是一種懸浮密實結構。當改用陶粒制備瀝青混合料時,由規范設計方法制備的AC型陶粒瀝青混合料并不是一種懸浮密實結構。這是由于陶粒的密度只有普通集料密度的60%左右,相同質量的陶體積為普通集料的1. 67倍左右,陶粒相比較普通集料則占據了混合料中更多的體積,相對而言細集料在混合料中占有的體積則減小,這樣混合料的礦料間隙率將會增大,就需要更多的瀝青填充礦料間隙,這樣將會增大油石比,導致用油量增加,成本提高。為了解決這一問題,提出了體積質量轉化法。這種方法是將按級配設計范圍得到的配合比作為備種礦料的體積配合比,再將體積配合比除以各種礦料體積配合比乘以各自毛體積相對密度的和得到礦料的質量比,具體轉換見公式:

  在確定了各集料配合比之后,利用上述公式將陶粒與各集料的體積比換算成質量,以方便試驗。考慮到陶粒的表面紋理結構和礦料的合成毛體積相對密度較低,適當增加瀝青用量,根據已有實際工程最佳油石比,選擇油石比5.5%、6.0%、6.5%、7.0%和7.5%,按質量配合比進行馬歇爾試驗,計算得最佳油石比為6.2%。以最佳油石比6.2%分別制作車轍試件與馬歇爾試件,分別進行車轍試驗、凍融劈裂試驗與馬歇爾試驗。試驗結果表明瀝青陶粒混凝土路用性能良好。

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