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行业动态

页岩陶粒制备沥青混合料国内外研究现状

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2016-3-22     浏览次数:    

早在上世纪50年代,美国就进行了页岩陶粒制备沥青混合料的相关研究,并将其成功运用于稀浆封层、表面处治、热拌、冷拌等路面与桥面结构中,并形成了页岩陶粒沥青混合料设计手册,试验表明用页岩陶粒制备的沥青混凝土路面具有抗滑性持久、耐久性好、行车安全和经济等优点。

  我国对陶粒沥青陶粒混凝土研究起步较晚。李翠斌、刘启华等人于2003年开始对沥青陶粒混凝土进行研究。选用5~20mm陶粒,花岗岩石屑、中砂,矿粉,沥青油采用泰普克改性沥青。以AC-201作为配合比设计目标。在室内将各种集料按照确定的配合比进行试拌,初步估计沥青最佳用量为6.2%,0. 5%用油量为间隔试拌5组不同沥青用量的沥青混合料用于确定最佳沥青用量为6.2%。从试验结果得到陶粒沥青混凝土马歇尔稳定度以及流值等力学性能指标达到要求。并对花岗岩石料与陶粒集料AC-201沥青混凝土密度比较分别为,2.377kg/m3,1.896 kg/m3。可以看出其密度减少20%。

  武汉理工大学的王发洲,张运华等人采用破碎型900级破碎型高强页岩陶粒、SBSI-D改性沥青、石屑、机制砂和石灰石矿粉制备了沥青陶粒混凝土。矿料由高强页岩陶粒、石屑、机制砂、矿粉组成,参照工程设计级配范围,通过调整各种矿料的比例,得到矿料级配曲线,当矿料级配曲线位于工程设计级配范围中值附近、没有太多的锯齿形交错且在0. 3~0.6范围内不出现“驼峰”时各种矿料配比即为所得矿料体积配合比。

  他们考虑到陶粒与普通集料的密度相差较大,因此在采用高强页岩陶粒制备沥青混合料时必须对沥青混合料的配合比设计做适当的调整。如果按照规范的设计方法所给AC型设计级配范围上限、下限和中值得到的各种矿料的配合比制备的混合料是一种悬浮密实结构。当改用陶粒制备沥青混合料时,由规范设计方法制备的AC型陶粒沥青混合料并不是一种悬浮密实结构。这是由于陶粒的密度只有普通集料密度的60%左右,相同质量的陶体积为普通集料的1. 67倍左右,陶粒相比较普通集料则占据了混合料中更多的体积,相对而言细集料在混合料中占有的体积则减小,这样混合料的矿料间隙率将会增大,就需要更多的沥青填充矿料间隙,这样将会增大油石比,导致用油量增加,成本提高。为了解决这一问题,提出了体积质量转化法。这种方法是将按级配设计范围得到的配合比作为备种矿料的体积配合比,再将体积配合比除以各种矿料体积配合比乘以各自毛体积相对密度的和得到矿料的质量比,具体转换见公式:

  在确定了各集料配合比之后,利用上述公式将陶粒与各集料的体积比换算成质量,以方便试验。考虑到陶粒的表面纹理结构和矿料的合成毛体积相对密度较低,适当增加沥青用量,根据已有实际工程最佳油石比,选择油石比5.5%、6.0%、6.5%、7.0%和7.5%,按质量配合比进行马歇尔试验,计算得最佳油石比为6.2%。以最佳油石比6.2%分别制作车辙试件与马歇尔试件,分别进行车辙试验、冻融劈裂试验与马歇尔试验。试验结果表明沥青陶粒混凝土路用性能良好。

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