细集料吸湿特性对温拌沥青混合料水稳定性能影响的研究
发布时间：2021-11-19 22:44
有机蜡添加剂类温拌沥青混合料（Warm Mix Asphalt,WMA）得益于其低碳、节能的特点而被广泛应用,但其水稳定性能一直备受关注,其中细集料的吸湿特性直接关系到WMA水稳定性能的好坏。针对WMA的水稳定性问题,通过分析不同类型及粒径细集料的吸湿特性（吸水-失水规律）,借助低温氮气吸附法研究细集料加热前、后微观孔径分布的变化,提出细集料中对水最敏感的粒径范围,采用搅动水净吸附法评价水敏感性细集料与沥青黏附性的变化,并建立黏附性与WMA水稳定性之间的相关关系,提出水敏感性细集料含水率的控制范围,对实际拌合工艺进行优化,为提高有机蜡温拌沥青路面的水稳定性提供充足的理论依据。本文有机蜡添加剂选用Sasobit温拌剂,细集料选用石灰岩、玄武岩及钢渣。首先,通过室内设计吸水试验测试不同类型及粒径细集料在不同温湿条件下的吸水性能,分析不同类型及粒径细集料含水率随时间的变化规律,建立比表面积与吸水规律关系,发现粒径在0.075mm0.3mm范围内比表面积下降幅度较大,而在0.6mm4.75mm范围内比表面积降幅较低,说明比表面积变化幅度在不同粒径间不...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温拌剂Fig.2-1Warmmixagent
第3章不同类型及粒径细集料吸湿特性研究130246810124045505560657075454442465159697165585547湿度(%)月份累计月平均湿度图3-2累计月平均湿度Fig.3-2Thehumidityofcumulativemonthlyaverage根据中国气象信息网的数据[53]，分析华北地区北京市的气象变化情况，由各月累计平均温度显示，温度变化范围在1.8℃~32.1℃之间；由各月累计月平均湿度显示，相对湿度的变化范围在42%~71%之间。考虑到当气温低于10℃时，路面工程无法施工，因此室内试验设计的最低温度设定为10℃。根据累计月平均最高气温，同时考虑到气候的极端条件，室内试验设计的最高温度设定为40℃。根据累计月平均湿度的情况，湿度的选取为40%、60%及80%。综上，对温度与湿度条件进行组合，确定试验中9组室内试验工况，如表3-1。表3-1试验条件Tab.3-1Testconditions试验条件温度(℃)102540湿度(%)4010℃，40%相对湿度25℃，40%相对湿度40℃，40%相对湿度6010℃，60%相对湿度25℃，60%相对湿度40℃，60%相对湿度8010℃，80%相对湿度25℃，80%相对湿度40℃，80%相对湿度由表3-1中确定的室内试验工况进行后续试验。选取天津市泰斯特仪器有限公司生产的型号为HWS-250B的恒温恒湿箱及烘箱进行试验，如图3-3。图3-3烘箱和恒温恒湿箱及其工作参数Fig.3-3Ovenandhumiditychamberwithworkingparameters本文设计的吸水试验步骤如下：
第3章不同类型及粒径细集料吸湿特性研究141）调节恒温恒湿箱参数设置，主要调节温度与湿度，设置好需要的参数后使仪器运行2h以上，直到试验工况达到符合的预设条件。2）对不同类型及粒径细集料进行筛分称量，其称取最小质量按照《公路工程集料试验规程》[51]JTGE42-2005中T0304-1中的要求，见表3-2，称取后将不同类型及粒径细集料放置于盘中。表3-2试验中所需的试样最小质量Tab.3-2Minimummassofsamplesrequiredinthetest粒径(mm)0.0750.150.30.61.182.364.75试样最小质量(kg)0.30.30.30.30.30.30.83）试验中所使用的盛放器皿规格相似，保证在烘箱加热时受热均匀，对细集料烘干4h以上使其完全干燥，对细集料进行冷却，将不同类型及粒径细集料的初始质量记为m0，随后将细集料置于恒温恒湿箱内，每隔0.5h测量其含水质量m1，直至每档粒径细集料质量达到恒重。4）根据含水率计算公式得出不同类型及粒径细集料含水率随时间的变化情况，以此来分析不同类型及粒径细集料的吸水规律。含水率计算公式如下：式（3-1）式中：w——细集料含水率，%；m0——细集料干燥质量，g；m1——每隔0.5h细集料含水质量，g。含水率计算以两次平行试验结果的平均值作为测定值，保证两次结果与平均值之差不大于0.02%。3.1.2试验结果与分析对石灰岩、玄武岩及钢渣不同粒径细集料进行吸水规律试验，测试结果如图3-4~图3-12。图3-410℃、40%相对湿度下不同类型及粒径细集料含水率与时间关系Fig.3-4Themoisturecontentsoffineaggregatesofdifferenttypesandsizesovertimeat10°Cand40%relativehumidity
【参考文献】：
期刊论文
[1]对BJH方法计算孔径分布过程的解读[J]. 张伟庆,黄滨,余小岚,张建辉. 大学化学. 2020(02)
[2]基于氮吸附的致密砂岩储层纳米级孔隙分布表征[J]. 孙彤,张志强,师永民,汪贺. 特种油气藏. 2020(02)
[3]不同损伤源对玄武岩纤维增强混凝土孔隙结构变化特征的影响[J]. 薛维培,刘晓媛,姚直书,程桦,李昊鹏. 复合材料学报. 2020(09)
[4]多孔吸水玄武岩对沥青混合料水稳定性能影响机理研究[J]. 范倩,马健萍,何伟杰. 公路. 2020(01)
[5]镍铁渣混凝土的力学性能、干缩行为及其与浆体孔结构的关系[J]. 王申,李保亮,曹瑞林,贾子健,张亚梅. 混凝土与水泥制品. 2020(01)
[6]高温对混凝土孔隙结构改变和抗压强度降低作用的规律研究[J]. 申嘉荣,徐千军. 材料导报. 2020(02)
[7]氮气吸附法的致密砂岩孔隙结构分析[J]. 李昊远. 云南化工. 2019(12)
[8]低阶煤储层微观孔隙结构多尺度联合表征[J]. 杨甫,贺丹,马东民,段中会,田涛,付德亮. 岩性油气藏. 2020(03)
[9]中低煤阶煤孔隙特征及对瓦斯放散特性的影响[J]. 贾雪梅,蔺亚兵,马东民. 煤矿安全. 2019(11)
[10]沥青混合料内部孔隙情况研究[J]. 赵锐军. 北方交通. 2019(11)
博士论文
[1]集料与沥青的表面特性分析及黏附性评价[D]. 甘新立.长安大学 2017
[2]泥页岩微观孔隙结构特征及数字岩心模型研究[D]. 陈昱林.西南石油大学 2016
[3]钢渣沥青混凝土的制备、性能与应用研究[D]. 谢君.武汉理工大学 2013
硕士论文
[1]钢渣颗粒膨胀特性及其混合料性能研究[D]. 赵志祥.河北工程大学 2019
[2]浸水作用对煤结构与自燃特性影响的实验研究[D]. 宋爽.中国矿业大学 2019
[3]焦炭形成过程中官能团及孔结构变化的研究[D]. 杨晓光.辽宁科技大学 2019
[4]新型钢渣沥青混凝土应用技术研究[D]. 刘国威.西安建筑科技大学 2018
[5]钢渣沥青混合料的材料及性能研究[D]. 许丁斌.东南大学 2018
[6]澜沧老厂铅矿高膨胀易垮塌凝灰岩的微观结构研究[D]. 孙付来.昆明理工大学 2018
[7]废旧钢渣在道路工程中的应用研究[D]. 郭丽霞.长安大学 2017
[8]钢渣透水沥青混合料的制备及界面机理研究[D]. 徐帅.西安建筑科技大学 2017
[9]有机蜡温拌沥青—集料界面的黏附性及其混合料水稳定性评价[D]. 文博.北京建筑大学 2016
[10]褐煤孔隙特性及水分脱除的迁移研究[D]. 黄少萌.中国矿业大学 2016
本文编号：3506027
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温拌剂Fig.2-1Warmmixagent
第3章不同类型及粒径细集料吸湿特性研究130246810124045505560657075454442465159697165585547湿度(%)月份累计月平均湿度图3-2累计月平均湿度Fig.3-2Thehumidityofcumulativemonthlyaverage根据中国气象信息网的数据[53]，分析华北地区北京市的气象变化情况，由各月累计平均温度显示，温度变化范围在1.8℃~32.1℃之间；由各月累计月平均湿度显示，相对湿度的变化范围在42%~71%之间。考虑到当气温低于10℃时，路面工程无法施工，因此室内试验设计的最低温度设定为10℃。根据累计月平均最高气温，同时考虑到气候的极端条件，室内试验设计的最高温度设定为40℃。根据累计月平均湿度的情况，湿度的选取为40%、60%及80%。综上，对温度与湿度条件进行组合，确定试验中9组室内试验工况，如表3-1。表3-1试验条件Tab.3-1Testconditions试验条件温度(℃)102540湿度(%)4010℃，40%相对湿度25℃，40%相对湿度40℃，40%相对湿度6010℃，60%相对湿度25℃，60%相对湿度40℃，60%相对湿度8010℃，80%相对湿度25℃，80%相对湿度40℃，80%相对湿度由表3-1中确定的室内试验工况进行后续试验。选取天津市泰斯特仪器有限公司生产的型号为HWS-250B的恒温恒湿箱及烘箱进行试验，如图3-3。图3-3烘箱和恒温恒湿箱及其工作参数Fig.3-3Ovenandhumiditychamberwithworkingparameters本文设计的吸水试验步骤如下：
第3章不同类型及粒径细集料吸湿特性研究141）调节恒温恒湿箱参数设置，主要调节温度与湿度，设置好需要的参数后使仪器运行2h以上，直到试验工况达到符合的预设条件。2）对不同类型及粒径细集料进行筛分称量，其称取最小质量按照《公路工程集料试验规程》[51]JTGE42-2005中T0304-1中的要求，见表3-2，称取后将不同类型及粒径细集料放置于盘中。表3-2试验中所需的试样最小质量Tab.3-2Minimummassofsamplesrequiredinthetest粒径(mm)0.0750.150.30.61.182.364.75试样最小质量(kg)0.30.30.30.30.30.30.83）试验中所使用的盛放器皿规格相似，保证在烘箱加热时受热均匀，对细集料烘干4h以上使其完全干燥，对细集料进行冷却，将不同类型及粒径细集料的初始质量记为m0，随后将细集料置于恒温恒湿箱内，每隔0.5h测量其含水质量m1，直至每档粒径细集料质量达到恒重。4）根据含水率计算公式得出不同类型及粒径细集料含水率随时间的变化情况，以此来分析不同类型及粒径细集料的吸水规律。含水率计算公式如下：式（3-1）式中：w——细集料含水率，%；m0——细集料干燥质量，g；m1——每隔0.5h细集料含水质量，g。含水率计算以两次平行试验结果的平均值作为测定值，保证两次结果与平均值之差不大于0.02%。3.1.2试验结果与分析对石灰岩、玄武岩及钢渣不同粒径细集料进行吸水规律试验，测试结果如图3-4~图3-12。图3-410℃、40%相对湿度下不同类型及粒径细集料含水率与时间关系Fig.3-4Themoisturecontentsoffineaggregatesofdifferenttypesandsizesovertimeat10°Cand40%relativehumidity
【参考文献】：
期刊论文
[1]对BJH方法计算孔径分布过程的解读[J]. 张伟庆,黄滨,余小岚,张建辉. 大学化学. 2020(02)
[2]基于氮吸附的致密砂岩储层纳米级孔隙分布表征[J]. 孙彤,张志强,师永民,汪贺. 特种油气藏. 2020(02)
[3]不同损伤源对玄武岩纤维增强混凝土孔隙结构变化特征的影响[J]. 薛维培,刘晓媛,姚直书,程桦,李昊鹏. 复合材料学报. 2020(09)
[4]多孔吸水玄武岩对沥青混合料水稳定性能影响机理研究[J]. 范倩,马健萍,何伟杰. 公路. 2020(01)
[5]镍铁渣混凝土的力学性能、干缩行为及其与浆体孔结构的关系[J]. 王申,李保亮,曹瑞林,贾子健,张亚梅. 混凝土与水泥制品. 2020(01)
[6]高温对混凝土孔隙结构改变和抗压强度降低作用的规律研究[J]. 申嘉荣,徐千军. 材料导报. 2020(02)
[7]氮气吸附法的致密砂岩孔隙结构分析[J]. 李昊远. 云南化工. 2019(12)
[8]低阶煤储层微观孔隙结构多尺度联合表征[J]. 杨甫,贺丹,马东民,段中会,田涛,付德亮. 岩性油气藏. 2020(03)
[9]中低煤阶煤孔隙特征及对瓦斯放散特性的影响[J]. 贾雪梅,蔺亚兵,马东民. 煤矿安全. 2019(11)
[10]沥青混合料内部孔隙情况研究[J]. 赵锐军. 北方交通. 2019(11)
博士论文
[1]集料与沥青的表面特性分析及黏附性评价[D]. 甘新立.长安大学 2017
[2]泥页岩微观孔隙结构特征及数字岩心模型研究[D]. 陈昱林.西南石油大学 2016
[3]钢渣沥青混凝土的制备、性能与应用研究[D]. 谢君.武汉理工大学 2013
硕士论文
[1]钢渣颗粒膨胀特性及其混合料性能研究[D]. 赵志祥.河北工程大学 2019
[2]浸水作用对煤结构与自燃特性影响的实验研究[D]. 宋爽.中国矿业大学 2019
[3]焦炭形成过程中官能团及孔结构变化的研究[D]. 杨晓光.辽宁科技大学 2019
[4]新型钢渣沥青混凝土应用技术研究[D]. 刘国威.西安建筑科技大学 2018
[5]钢渣沥青混合料的材料及性能研究[D]. 许丁斌.东南大学 2018
[6]澜沧老厂铅矿高膨胀易垮塌凝灰岩的微观结构研究[D]. 孙付来.昆明理工大学 2018
[7]废旧钢渣在道路工程中的应用研究[D]. 郭丽霞.长安大学 2017
[8]钢渣透水沥青混合料的制备及界面机理研究[D]. 徐帅.西安建筑科技大学 2017
[9]有机蜡温拌沥青—集料界面的黏附性及其混合料水稳定性评价[D]. 文博.北京建筑大学 2016
[10]褐煤孔隙特性及水分脱除的迁移研究[D]. 黄少萌.中国矿业大学 2016
本文编号：3506027
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