玻璃粉替代矿粉对沥青混合料的影响研究

发布时间：2017-04-09 16:02

  本文关键词：玻璃粉替代矿粉对沥青混合料的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的快速发展,基础设施建设迎来了高潮。为了满足国家经济发展的需要,国家高速公路网络构建更加密集。沥青混凝土路面因其诸多优点而得到广泛应用特别是在高等级公路中。随着沥青混凝土应用的普遍性和广泛性,对沥青混凝土的研究也趋向于多元化。出于对环保的考虑和新材料方面的研究,很多研究者尝试将玻璃掺入沥青混合料中来研究玻璃沥青混合料的各方面的性能。目前,大多学者是将玻璃作为粗集料或细集料掺入沥青混合料中,而对于玻璃是否可以以玻璃粉的形式替代矿粉掺入沥青混合料中的相关研究较为罕见。矿粉在沥青混合料中扮演着重要的角色,它与沥青相互交互形成沥青胶浆,而沥青胶浆的性能对沥青混合料性能的优劣通常具有决定性作用。研究表明,沥青混合料中的矿粉应当优先考虑采用石灰岩质的碱性矿粉,碱性矿粉与沥青间的粘附性强,而不建议采用花岗岩质的酸性矿粉。玻璃粉呈酸性,用它替代矿粉掺入沥青混合料中必然影响沥青混合料的性能,出于环保和玻璃沥青混凝土研究体系完整的考虑,对于玻璃粉的掺入会对沥青混合料产生何种影响,本文对此进行探索研究。本文主要做了以下工作:通过室内试验研究玻璃粉全部替代矿粉后对沥青混合料配合比设计和体积参数的影响。在普通沥青条件下,根据玻璃粉替代矿粉的替代量不同来研究玻璃粉替代矿粉后对沥青混合料水稳定性的影响规律。同时,采用改性沥青作为对比条件来探讨不同种类沥青对玻璃粉沥青混合料水的影响。使用不同掺量的Ca(OH)2和CaO作为抗剥落剂,来探讨在加入抗剥落剂的情况下玻璃粉沥青混合料的水稳定性的变化情况。得到以下主要相关结论:玻璃粉替代矿粉不会改变沥青混合料的最佳沥青用量,替代前后沥青混合料的体积参数变化趋势相同,沥青混合料的稳定度基本保持不变;玻璃粉替代矿粉对沥青混合料的水稳定性有重大影响,当玻璃粉100%替代矿粉时混合料的水稳定性下降为零(即试件在60℃的恒温水浴里浸泡48h后,试件加载前内部结构就已经破坏);使用改性沥青能在一定程度上改善玻璃粉沥青混合料的水稳定性,但改善效果不明显。使用Ca(OH)2和CaO作为固体抗剥落剂能有效改善玻璃粉沥青混合料的水稳定性,使用Ca(OH)2的效果要优于CaO。
【关键词】：沥青混合料 玻璃粉 水稳定性 抗剥落剂
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究的背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 在废玻璃的回收与利用方面13-14
• 1.2.2 在玻璃沥青混凝土方面14-16
• 1.3 本文的研究内容16-17
• 1.3.1 玻璃粉替代矿粉对沥青混合料配合比的影响16
• 1.3.2 玻璃粉替代矿粉对沥青混合料体积参数的影响16-17
• 1.3.3 玻璃粉替代矿粉对沥青混合料水稳定性的影响17
• 1.4 研究方法与技术路线17-19
• 1.4.1 研究方法17
• 1.4.2 技术路线17-19
• 第2章 沥青与矿料粘附、剥落理论19-22
• 2.1 沥青与矿料粘附—剥落的原理19-21
• 2.1.1 机械粘附理论19
• 2.1.2 化学反应理论19-20
• 2.1.3 表面能理论20
• 2.1.4 极性理论20-21
• 2.1.5 胶浆理论21
• 2.1.6 表面构造理论21
• 2.2 本章小结21-22
• 第三章 原材料与试验方法22-28
• 3.1 原材料22-26
• 3.1.1 集料的技术指标22-23
• 3.1.2 矿粉与玻璃粉的技术指标23
• 3.1.3 沥青的技术指标23-25
• 3.1.4 抗剥落剂的技术指标25-26
• 3.2 试验方法26
• 3.3 本章小结26-28
• 第四章 玻璃粉沥青混合料配合比设计与体积参数28-34
• 4.1 原材料28
• 4.2 筛分实验28-29
• 4.3 级配设计29-30
• 4.4 混合料体积参数变化情况分析30-33
• 4.4.1 毛体积相对密度30
• 4.4.2 空隙率30-31
• 4.4.3 矿料间隙率31
• 4.4.4 沥青饱和度31-33
• 4.5 本章小结33-34
• 第5章 玻璃粉沥青混合料水稳定性试验结果与分析34-47
• 5.1 普通沥青条件下混合料水稳定性的试验结果34-42
• 5.1.1 玻璃粉的掺量对沥青混合料水稳定性的影响34-35
• 5.1.2 抗剥落剂对玻璃粉沥青混合料水稳定性的影响35-42
• 5.2 改性沥青条件下混合料水稳定性的试验结果42-43
• 5.2.1 玻璃粉的掺量对沥青混合料水稳定性的影响42-43
• 5.3 试验结果对比分析43-46
• 5.3.1 普通沥青、改性沥青、不同掺量固体抗剥落剂Ca(OH)_2 的试验结果对比分析。43-45
• 5.3.2 普通沥青、改性沥青、不同掺量固体抗剥落剂CaO的试验结果对比分析45-46
• 5.3.3 Ca(OH)_2 和CaO两种固体抗剥落剂的试验结果对比分析46
• 5.4 本章小结46-47
• 第6章 主要结论与展望47-49
• 6.1 主要结论47-48
• 6.1.1 在体积参数方面的结论47
• 6.1.2 在水稳定性方面的结论47-48
• 6.2 展望48-49
• 参考文献49-51
• 作者攻读学位期间的科研成果51-53
• 致谢53

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