國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

龔治東 湯曉慧 鄧萬(wàn)軍

環(huán)氧瀝青由瀝青、環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑以及其他添加劑等多種材料配合而成,其作為一種結(jié)合和粘結(jié)材料,經(jīng)反應(yīng)固化后形成了典型的熱固性材料,使瀝青物理力學(xué)性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,材料的粘附力、拉伸強(qiáng)度及斷裂延伸率均得到顯著提高,且從根本上改變普通瀝青的熱塑性,耐疲勞性能有數(shù)量級(jí)增加。

1 試驗(yàn)方法和研究方案

[3]中積累的一些工程應(yīng)用環(huán)氧瀝青混合料鋪裝的經(jīng)驗(yàn),提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法及我國(guó)環(huán)氧瀝青混合料鋪裝的指標(biāo)(見(jiàn)表1)。本文根據(jù)國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青以及所選用礦料的性能指標(biāo)參數(shù),進(jìn)行瀝青混合料試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì),通過(guò)馬歇爾試驗(yàn),確定礦料組成比例和最佳瀝青用量。

表1 環(huán)氧瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)及其技術(shù)要求

2 原材料選擇與試驗(yàn)

試驗(yàn)所用的原材料有環(huán)氧瀝青(組分A和組分B)、集料(鋪裝專用玄武巖集料)和礦粉等。本文所用是句容市寧武化工有限公司生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青,A,B組分的質(zhì)量比為1∶2.9。環(huán)氧瀝青混合料要求礦料干凈、堅(jiān)硬、耐磨且非酸性,表面100%為破碎面,形狀以近似立方體為主。礦質(zhì)填料采用石灰?guī)r礦粉,至少含90%的碳酸鈣,不含活性石灰。參考國(guó)內(nèi)多項(xiàng)鋼橋面鋪裝工程實(shí)踐,最后確定使用句容花山玄武巖。

參考JTG E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定,對(duì)各種礦料取樣試驗(yàn),得各種礦料表觀相對(duì)密度匯總表(見(jiàn)表2)。

表2 各種礦料表觀相對(duì)密度匯總表

3 礦料級(jí)配的確定

參考各國(guó)鋼橋面鋪裝級(jí)配范圍,本文采用級(jí)配見(jiàn)表3。

表3 國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青混合料設(shè)計(jì)礦料級(jí)配

通過(guò)篩分試驗(yàn)可以確定礦料的顆粒組成,根據(jù)環(huán)氧瀝青混合料的礦料級(jí)配范圍,經(jīng)計(jì)算確定礦料的級(jí)配如表4所示。

表4 國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青混合料礦料級(jí)配組成計(jì)算

國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青混合料級(jí)配和合成級(jí)配曲線見(jiàn)圖1。

表5 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總表

4 最佳瀝青用量的確定

馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5,表觀相對(duì)密度、空隙率、馬歇爾穩(wěn)定度、流值和瀝青飽和度與瀝青混合料油石比關(guān)系曲線見(jiàn)圖2～圖6。

根據(jù)繪制出的各項(xiàng)性能指標(biāo)與油石比關(guān)系曲線可以看出:

最大穩(wěn)定度對(duì)應(yīng)的油石比為6.0%,最大表觀相對(duì)密度對(duì)應(yīng)的油石比為7.4%,空隙率范圍中值對(duì)應(yīng)的油石比為7.6%,求取三者平均值作為最佳油石比的初始值OAC1=7.0%。

各項(xiàng)指標(biāo)均符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACmin=6.9%,OACmax=7.6%,OAC2=(OACmin+OACmax)/2=7.2%,(OAC1+OAC2)/2=7.1%。

根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn),綜合確定國(guó)產(chǎn)環(huán)氧瀝青混凝土的最佳油石比為7.0%。

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