[發(fā)明專利]瀝青混合料中礦粉摻量的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610430170.2
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN106116266B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭傳峰;楊淳;鄭一峰;許曉慧;呂丹;張婷;趙群
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B18/12
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)22210
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瀝青混合料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種瀝青混合料中礦粉摻量的控制方法。

背景技術(shù)

礦粉填料是瀝青混合料中必須添加的一種粉體顆粒材料，在混合料的制備過程中礦粉填料與熱熔態(tài)瀝青充分混合，一方面可以提高瀝青膠漿的粘稠度從而避免混合料在攪拌、運輸、攤鋪、碾壓等工序中發(fā)生離析；另一方面，瀝青結(jié)合料中混入礦粉填料形成瀝青膠漿后，其強度也會產(chǎn)生較大幅度的增加，對于提升瀝青混合料的強度指標(biāo)也會有顯著作用。所以礦粉填料是瀝青混合料的重要組成部分，對該種材料進(jìn)行合理化應(yīng)用是瀝青混合料設(shè)計中一項重要設(shè)計環(huán)節(jié)。

實踐證明礦粉填料的摻量會顯著影響瀝青混合料的低溫路用性能，礦粉填料摻量較小時瀝青膠漿及瀝青混合料的低溫強度效應(yīng)并未充分發(fā)揮，但是礦粉填料摻量過大時瀝青膠漿及混合料的低溫強度又會出現(xiàn)衰減，而且礦粉填料摻量的影響效應(yīng)與溫度又存在顯著關(guān)聯(lián)性。所以在礦粉填料的應(yīng)用過程中其最佳摻量應(yīng)該得到合理的確定。

截止到目前，依然沒有明確、可行的技術(shù)策略對礦粉填料最佳摻量進(jìn)行有效確定的方法。在實踐的過程中往往基于經(jīng)驗或者依靠常規(guī)瀝青膠漿或者瀝青混合料的常規(guī)路用性能指標(biāo)對礦粉填料摻量進(jìn)行控制，但是由于研究者的所選用的控制指標(biāo)不盡相同，試驗技術(shù)手段也存在差異，同時并未能明確礦粉填料對瀝青膠漿及混合料低溫性能的影響機理，尤其是忽視了礦粉填料細(xì)觀粉體特征的影響，所以當(dāng)前階段得出的礦粉填料最佳摻量存在顯著的差異，影響和制約了礦粉填料的有效應(yīng)用。所以研究一種能夠有效確定礦粉填料最佳摻量的方法對于提升瀝青路面的技術(shù)性能具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決礦粉填料有效應(yīng)用的技術(shù)問題，提供一種控制機理明確、測試手段客觀、測試方法容易掌握的瀝青混合料中礦粉摻量的控制方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種瀝青混合料中礦粉摻量的控制方法，包括：

步驟一：對礦粉樣本進(jìn)行細(xì)觀特征測試，獲取單位質(zhì)量礦粉所含有的細(xì)觀空隙V_g；

步驟二：采用瀝青膠漿低溫粘結(jié)強度和瀝青膠漿低溫彎曲蠕變勁度變化率為雙控標(biāo)準(zhǔn)，確定某溫度條件下基于臨界破壞及疲勞破壞控制指標(biāo)所確定的瀝青膠漿中結(jié)構(gòu)瀝青和自由瀝青的最優(yōu)比例R_JZ；

步驟三：按照式(1)計算礦粉摻量R_FB：

其中，m為瀝青質(zhì)量，ρ為瀝青的密度。

在上述技術(shù)方案中，所述步驟一具體為：按照下式求解單位質(zhì)量礦粉所含有的細(xì)觀空隙V_g：

式中：RV為礦粉樣本沖擊壓實后內(nèi)部殘余的細(xì)觀空隙；V_fb為礦粉樣本沖擊壓實后礦粉實體與內(nèi)部殘余空隙的總體積；W_fs為礦粉樣本的質(zhì)量；G_fs為用于制備礦粉的石灰?guī)r石料的密度。

在上述技術(shù)方案中，所述步驟二具體為：

比較瀝青膠漿低溫粘結(jié)強度最大時的結(jié)構(gòu)瀝青與自由瀝青的比例，與瀝青膠漿低溫彎曲蠕變勁度變化率最大時的結(jié)構(gòu)瀝青與自由瀝青的比例，選取其中較小的比例作為某溫度條件下瀝青膠漿中最優(yōu)的結(jié)構(gòu)瀝青與自由瀝青的比例。

本發(fā)明具有以下的有益效果：

瀝青路面建設(shè)中礦粉填料的應(yīng)用是必要的，但是在低溫區(qū)瀝青混合料設(shè)計過程中，礦粉填料的摻量精準(zhǔn)控制缺乏行之有效的技術(shù)措施，工程實踐中往往通過實驗對比的方式同時依據(jù)工程經(jīng)驗對其進(jìn)行粗放控制。本發(fā)明的瀝青混合料中礦粉摻量的控制方法為瀝青混合料設(shè)計環(huán)節(jié)中礦粉摻量的精準(zhǔn)確定提供了一種行之有效且理論及實踐都很合理的技術(shù)措施，對今后瀝青混合料的合理設(shè)計具有重要意義。

本發(fā)明的瀝青混合料中礦粉摻量的控制方法，理論及實踐過程表達(dá)清晰，充分考慮了礦粉填料細(xì)觀粉體特征及礦粉填料宏觀摻量對瀝青膠漿中結(jié)構(gòu)瀝青與自由瀝青比例的耦合影響效應(yīng)，而此項分析在過去的研究中是未被考慮的。同時將溫度環(huán)境作為一項重要的影響因素進(jìn)行分析，并確定采用瀝青膠漿低溫粘結(jié)強度及瀝青膠漿低溫彎曲蠕變勁度變化率作為確定瀝青膠漿中結(jié)構(gòu)瀝青與自由瀝青最佳比例的控制。上述技術(shù)措施為精準(zhǔn)確定礦粉填料的摻量提供了充分的技術(shù)保障。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是礦粉填料細(xì)觀級配測試圖；

圖2是瀝青膠漿中結(jié)構(gòu)瀝青與自由瀝青形成機理示意圖；

圖3是礦粉填料細(xì)觀空隙(單位質(zhì)量所含有的細(xì)觀空隙)測試圖；