宁夏砂岩集料与沥青粘附性试验研究

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水毁坏是致使道路操纵品质下降,损失组织承载力的摧残形势之一。过程视察发掘,宁夏区域沥青路面均呈现了不同水平的水伤害。水伤害是指沥青路面在外力(水与荷载)的陆续影响下,由于集料与沥青之间的粘附本能较差,集料与沥青之间产生互相剥离的进程。因而,集料的粘附性的黑白也许直接的反响响应搀和料的抗水伤害本能。因而,深入协商集料与沥青之间的粘附本能是很有须要的。过程对宁夏区域砂岩集料粘附本能的协商也许很好的提拔砂岩集料在本质工程中的运用,更好地防治水伤害,改良和提升道路的操纵本能。

原材料

本文采用了石灰岩、红砂岩和青砂岩等3种集料,联结料采用了90#道路火油沥青及SBS改性沥青。并对原材料的首要技能目标停止探测。过程对集料的首要目标停止探测。

矿料的酸碱性一般是根据矿料的SiO2含量来区分的,SiO2含量大于65%的集料为酸性集料,SiO2含量小于52%的集料为碱性集料,SiO2含量在52%~65%的为中性集料。因而,石灰岩为碱性集料,红砂岩和青砂岩为酸性集料。过程对沥青的首要目标停止探测。

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实验办法与粘附理论

国表里对于沥青与集料粘附性实验办法较多,暂时我邦交通畅业丈量集料与沥青粘附性遍及采取水煮法和水浸法。水煮法和水浸法有实验职掌轻便、工夫短的特性,但沥青膜剥落环境须要人为主观的判定,因而有着目标未必量,实验前提难以无误把握,实验终于品级主观性较大的缺陷。除水煮法和水浸法以外,丈量集料与沥青粘附性的办法尚有光电比色法、溶剂洗脱法、SHRP净吸附法。这几种办法均为定量化实验办法,实验职掌严刻,必需严刻管制实验温度、实验工夫等前提,对实验征战精度请求也较高,实验进程中人为成分影响较小,但实验终于与我国现行榜样没有确立联络,难以在尝试中推行操纵。

在我国现行榜样《公路工程沥青与沥青搀和料实验规程》中采取水煮法和水浸法评估粗集料与沥青胶结料之间的粘附本能,对于粒径大于13.2mm的集料,采取水煮法;粒径小于13.2的集料采取水浸法。按表4评估集料与沥青的粘附性品级。该办法合用于基质、改性沥青及过程热责罚增加抗剥落剂的沥青,然而只可定性的评估粘附性,而且具备必然的主观性。

水煮法

对于集料颗粒粒径为13.2~19mm的按如下环节停止粘附性实验。首先,别离取石灰岩、红砂岩、青砂岩等3种集料洁净、表面规整、热诚立方体的颗粒各5个,放入烘箱中将其烘干。待冷却后,用细铁丝将试样颗粒一一系牢,放入烘箱中加热,并调整温度至℃。与此同时,将盛水的烧杯安插在有石棉网的电炉上加热至微沸的形态。而后,将沥青加热到℃致其消融,用铁丝栓好的集料颗粒浸入沥青中45s,使集料表面被沥青绝对包裹,掏出并吊挂在实验架上,冷却15min。在此进程中,应细致榜样职掌,避免烫伤。末了,将裹覆沥青的集料置于烧杯中煮3min后,掏出窥察集料颗粒表面沥青膜的剥落水平。

水浸法

对于集料颗粒粒径9.5~13.2mm的按如下环节停止,首先,按四分法别离称取3种集料各g置与托盘中,连同托盘一同放入已升温至沥青拌和温度以上5℃的烘箱中不断加热1h。而后,按每g矿料介入沥青(5.5±0.2)g的比例称取沥青。放人拌和容器中,置入统一烘箱中加热15min。将托盘中的集料倒入拌和容器中后,马上用金属铲平均拌和1~1.5min,使集料绝对被沥青膜裹覆后,将裹有沥青的集料取20个,移至玻璃板上铺开,并置室温下冷却1h。末了,将放有集料的玻璃板浸人温度为(80±2)℃的恒温水槽中坚持30min,并将剥离及浮于水面的沥青捞出。谨慎掏出玻璃板,浸入冷水水槽内,窥察集料表面裹覆沥青薄膜的剥落境况。

粘附理论

以暂时的协商境况来看,集料与沥青的粘附性注释理论首要包含:力学理论、化学反响理论、表面能理论和分子定向理论。力学理论是一种将粘附题目思索的较为浅显的理论,它以为集料与沥青之间的粘附主借使各界面之间的互相呆板力的影响。化学反响理论则以为集料与沥青之间的粘附是由于在来往界面之间产生了化学反响,生成新的化学产品及化学键,由所孕育的新的产品及化学键将两者停止联结。表面能理论以为由于集料与沥青表面自如能的影响而宏观呈现出了粘附性。分子定向理论以为由于沥青中的极性分子与集料表面的极性分子定向吸附,分子之间孕育极性力进而呈现出集料与沥青之间的粘附性。

实验终于与解析

本次实验用水煮法和水浸法来评估3种集料的粘附性,别离拔取13.2~19mm石灰岩、红砂岩、青砂岩几许颗,筹办洗净的9.5~13.2mm石灰岩、红砂岩、青砂岩各g,按水煮法、水浸法环节职掌别离窥察了3种集料与基质沥青,改性沥青,基质沥青+抗剥落剂的剥落水平,并评估其粘附性。

与基质沥青粘附性

过程水煮法和水浸法实验。

过程集料与基质沥青的粘附性实验也许看出,石灰岩粘附性较好,无论是水煮法仍旧水浸法,其集料表面剥落的沥青面积较小,粘附品级较高。而2种砂岩的粘附性品级较大,特殊是青砂岩表面沥青剥落对照显然,粘附品级低。也许看出,SiO2含量较大的红砂岩和青砂岩其粘附性品级较低。呈现出这类环境的因为也许由化学反响理论来停止注释:火油沥青尽管构成成份对照,首要由饱和分、芬芳分、胶质和沥青质四种化学构成,而此中酸性物资多于碱性物资,因而火油沥青是呈酸性的。对于轻易与沥青中的酸性成份产生化学反响的碱性集料而言,在集料与沥青之间生成的不溶于水的化合物会被摄取在集料表面,进而加强了粘附性,因此碱性岩石与沥青的粘附性好。而对于险些不与沥青产生化学反响的酸性集料而言,其因为是表面不足碱性处境。因此,沥青与酸性集料之间首要依赖呆板力的影响,及至于其粘附性差。

与改性沥青粘附性

过程水煮法和水浸法实验。

过程集料与改性沥青的粘附性实验也许看出,当采取水煮法来评估其粘附品级的功夫,石灰岩、红砂岩及青砂岩3种集料的粘附品级均为5级,集料表面并没有呈现沥青剥落的环境,沥青裹附于集料表面特殊好。而才有水浸法评估其粘附品级时,石灰岩仍然占有较好的粘附性,而两种砂岩表面有小量的沥青剥落,粘附性品级要低于石灰岩。

集料与改性沥青呈现出了较好的粘附性,宏观上,首要因为是由于改性沥青本能相较于基质沥青有了很大的提升,特殊是粘度较大。在宏观上,当改性剂以一个较为符合的参量增加于沥青中时,它会孕育一种具备弹性且对照安定的网络组织,这类网络组织的孕育将会障碍沥青膜的疏通,使得沥青膜在外力的影响下不易被剥离。

加抗剥落剂后粘附性

2种不同材料也许粘结稳重的前提前提是表面本能类似或相近。而集料与沥青是生气足如此的前提。因为是沥青呈现出一种薄弱极性、抗水亲油,而各类集料和水份具备自然的亲和力、具强极性表面,因而,两者间是互不亲和的,因而不能互相稳重地粘结起来。因而,倘使能有一种既能与沥青稳重地粘结,又能与集料具备很好的亲和力,那末就也许将其做为集料与沥青之间的“桥梁”,让它们也许很好的粘结。抗剥落剂便表演了如此的脚色。由于它是一种以非离子或阳离子型为主的表面活性剂,它的分子中占有极性端基和非极性端基,极性基团和集料表面有很强的亲和力,非极性基团和沥青具备很强的亲和力。

过程水煮法和水浸法实验。

也许看出,在增加抗剥落剂后,红砂岩,青砂岩与基质沥青粘附性改良特殊显然,实验无论是水煮法和水浸法,粘附性品级均提升到了5级,也许满意榜样操纵请求。因而,抗剥落剂也许灵验的改良集料与沥青之间的粘附性。

联结以上实验终于,砂岩集料粘附性较差,在搀和料操纵进程中,不宜独自操纵基质沥青为粘结料,应操纵粘度较大的改性沥青为粘结料,或许过程增加抗剥落剂来改良其粘附本能。

论断

过程对石灰岩、红砂岩、青砂岩3种集料操纵水煮法、水浸法实验停止粘附性品级评估,获得论断如下:

(1)红砂岩、青砂岩与基质沥青粘附性较差,与改性沥青粘附较好。石灰岩无论是与基质沥青仍旧改性沥青,粘附性均较好。

(2)增加抗剥落剂后,集料与基质沥青的粘附性获得较大的改良,红砂岩、青砂岩在增加抗剥落剂后,其粘附本能也许到达5级,满意榜样操纵请求。

(3)在搀和料操纵进程中,砂岩集料不宜独自操纵基质沥青为粘结料,应操纵粘度较大的改性沥青为粘结料,或许过程增加抗剥落剂来改良其粘附本能。

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