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研究与应用
湖南省公路学会专家组
教授级高工彭庆跃
橡胶沥青混合料骨架嵌挤级配优化及配合比设计方法研究与应用
1
橡胶沥青混合料骨架嵌挤级配优化
2
生产配合比及其试验路验证
3
推广应用成果
经济效益分析
4
5
沥青混合料骨架嵌挤级配机理
6
材料试验与骨架嵌挤级配计算
级配
连续级配
间断级配
最大密度曲线理论
粒子干涉理论
级配理论
开级配
密级配
按混合料成型后空隙率的大小
粒径连续
粒径间断
沥青混合料是由粗、细、填料按一定比例组成密实级配的矿质骨架结构,稠度较稀的沥青作为胶结材料并分布于其表面,将它们胶结成一个具有强度的整体。
表面理论
沥青混合料是一种空间网格结构的多相分散体系。粗集料、细集料、填料分别为分散在沥青砂浆介质、沥青胶浆介质、沥青介质中的多相分散系。
胶浆理论
莫尔库仑理论
()
影响沥青混合料抗剪强度的因素
矿料的颗粒状况
矿料表面的酸、碱性
矿料比表面大小
矿料的级配
沥青用量
温度与剪切速率
沥青的性质
使用抗车辙剂
以上方程组全面概括了橡胶沥青混合料骨架嵌挤密实级配的内容与特征,并可表述为:在粗集料、细集料、填料、橡胶沥青所组成的橡胶沥青混合料中,以某粒径()以上粗集料相互紧密接触所形成的空隙中,去除设计空隙率后的空隙体积,应等于其细集料、填料、其他外掺剂以及橡胶沥青体积之和
()
()
()
()
在已知同类普通沥青混合料(骨架嵌挤级配)的油石比的情况下,当采用骨架嵌挤级配橡胶沥青混合料时,可参考原粗集料捣实状态下骨架间隙率,再加上橡胶沥青混合料的胶粉所占空隙率确定级配中关键筛孔的通过率以及橡胶沥青用量,来进行级配优化及马歇尔试验,以确定目标配合比。
项目
相对密度
水分
金属含量
纤维含量
单位
-
%
%
%
技术指标
-
<1
<
<1
检测项目
灰分≤(%)
天然橡胶含量≥
(%)
***抽出物≤
(%)
碳黑含量≥
(%)
橡胶烃含量≥
(%)
技术标准
8
30
22
28
42
试验方法
GB4498
-
GB/T3516
GB/T14837
GB/T14837
路用胶粉的物理指标
路用胶粉的化学技术指标
试验项目
技术要求
检测结果
试验方法
针入度(100g,5s)25℃()
40-70
45-55
T0604
软化点TR&B(℃)
≮65
>66
T0606
延度5℃(cm)
≮5
>8
T0605
弹性恢复25℃(%)
≮60
>80
T0602
旋转粘度180℃()
-5
3-5(12h内)
手持式粘度仪
橡胶沥青相对密度(%)
T0603
RTFOT
质量损失(%)
<
<
T0601
25℃针入度(%)
≮80
>85
T0604
25℃延度(%)
≮40
>75
T0605
橡胶沥青技术要求(热区)
(湖北合得利30-50目胶粉外掺20%、中海A70基质沥青)
根据生产现场实测的橡胶沥青的粘-时曲线,选择180℃温度条件下的橡胶沥青溶胀、发育过程中的时间段进行使用,是控制橡胶沥青使用时旋转粘度、针入度、软化点、5℃延度、弹性恢复等指标及混合料高、低温性能及其他技术指标的关键
(180℃)
图2-1