[發(fā)明專利]一種砂粒式鐵尾礦瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011622342.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112592106B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫洋;汲平;辛公鋒;王洪國(guó);李立平;張民;高賓;吳思;顧瑞海;劉健;褚峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東高速工程檢測(cè)有限公司
• 主分類號(hào): C04B26/26
• 分類號(hào): C04B26/26;G05D11/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 孫亞琳;苗峻

本發(fā)明公開了一種砂粒式鐵尾礦瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法。其包括如下步驟：根據(jù)貝雷法確定主骨料和填充集料的界限篩孔；按照粗細(xì)集料的不同比例，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)逐級(jí)填充的方法，分別通過(guò)壓實(shí)桶在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)；選出壓實(shí)密度最大的三個(gè)配比作為初選級(jí)配；在三個(gè)初選級(jí)配的級(jí)配范圍內(nèi)選擇粗集料和細(xì)集料的配比，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型各級(jí)配試件，通過(guò)測(cè)定每組試件的主骨架間隙率等參數(shù)，以空隙率VV和礦料間隙率VMA為控制因素，得到體積指標(biāo)最好的一個(gè)級(jí)配作為設(shè)計(jì)級(jí)配，在設(shè)計(jì)級(jí)配下做析漏試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)飛散試驗(yàn)，確定合適的瀝青用量范圍，再?gòu)臑r青用量范圍中選取最大值、最小值、中值的用量分別制備旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件，根據(jù)目標(biāo)空隙率確定最佳瀝青用量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種砂粒式鐵尾礦瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，屬于道路材料工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鐵尾礦是原鐵礦石破碎、篩分、研磨、分級(jí)、再經(jīng)重選、浮選或氰化等選別工藝流程，選出有用鐵等金屬后的剩余部分，除了含少量金屬外，其主要礦物組成是脈石礦物。開采鐵尾礦資源產(chǎn)生了數(shù)量巨大的資源垃圾—鐵尾礦砂，尾礦砂占用土地，污染環(huán)境，甚至危及百姓生命財(cái)產(chǎn)。與此同時(shí)，交通基礎(chǔ)設(shè)施投資日益加大，砂石材料緊缺，環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻，尋找合理的替代材料刻不容緩。尾礦砂如果能在公路工程中大規(guī)模應(yīng)用，不僅能盤活土地、減小污染，還能降低材料成本，減輕自然資源的負(fù)擔(dān)，還可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

目前我國(guó)公路正處于建設(shè)和養(yǎng)護(hù)并舉的高峰期，一大批公路已進(jìn)入養(yǎng)護(hù)的高峰期，每年公路特別是高等級(jí)公路超薄罩面工程數(shù)量十分巨大，同時(shí)橋面鋪裝也需要大量的瀝青砂作為調(diào)平、防水層。因此，開展鐵尾礦超薄瀝青面層的研究和推廣應(yīng)用，對(duì)于公路養(yǎng)護(hù)及其新建工程都具有重要的意義。超薄瀝青面層的主要功能在于提高與恢復(fù)舊瀝青路面的抗滑、平整度，同時(shí)也可以作為橋面鋪裝的下面層起到找平、防水、抗疲勞的作用，鋪筑厚度一般在2-3cm。目前針對(duì)超薄瀝青面層的主要研究集中在AC-5和SMA-5兩大類。SMA-5作為密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)較AC-5懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)提高了高溫性能，具有較高的抗水損壞、抗老化、抗裂性能。目前結(jié)合SMA瀝青混合料的優(yōu)良特性，將鐵尾礦砂應(yīng)用于超薄瀝青面層，形成了一種新的砂粒式鐵尾礦瀝青混合料。鐵尾礦砂顆粒較細(xì)，1.18mm粒徑以上含量極低，小于0.075mm顆粒含量較高。砂粒式鐵尾礦瀝青混合料是以4.75mm公稱最大粒徑的集料做為粗集料，以鐵尾礦砂作為細(xì)集料，不使用礦粉，并向其中加入適量的消石灰及木質(zhì)素纖維拌制而成瀝青混合料，因此，砂粒式鐵尾礦瀝青混合料也屬于間斷級(jí)配瀝青混合料，記為ITSP-5。砂粒式鐵尾礦瀝青混合料骨架粒徑較小，其礦料級(jí)配的結(jié)構(gòu)決定其路用性能。瀝青混合料按其結(jié)構(gòu)組成分為密實(shí)-懸浮結(jié)構(gòu)、骨架-空隙結(jié)構(gòu)、骨架-密實(shí)結(jié)構(gòu)，就砂粒式鐵尾礦瀝青混合料而言，只存在懸浮-密實(shí)結(jié)構(gòu)和骨架-密實(shí)結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)砂粒式瀝青混合料的級(jí)配組成研究較少，現(xiàn)行規(guī)范亦未涉及到級(jí)配砂粒式瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)粗細(xì)集料分界篩孔及級(jí)配范圍。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種砂粒式鐵尾礦瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，能使混合料骨架以及密實(shí)狀態(tài)同時(shí)達(dá)到最佳，滿足路用性能要求，成功將鐵尾礦砂應(yīng)用到瀝青混合料中，節(jié)約砂石材料，解決了現(xiàn)鐵尾礦的回收再利用的問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種砂粒式鐵尾礦瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，其是以公稱最大粒徑為4.75mm的集料做為粗集料，以鐵尾礦砂作為細(xì)集料，并向其中加入消石灰及木質(zhì)素纖維拌制而成瀝青混合料，其特征是：包括如下步驟：

(1)根據(jù)貝雷法確定主骨料和填充集料的界限篩孔；

(2)按照粗細(xì)集料的不同比例，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)逐級(jí)填充的方法，分別通過(guò)壓實(shí)桶在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)，并記錄壓實(shí)后的高度，測(cè)定壓實(shí)密度；

(3)選出壓實(shí)密度最大的三個(gè)配比作為初選級(jí)配，測(cè)定粗集料的毛體積密度，測(cè)定主骨料的搗實(shí)狀態(tài)下的堆積密度，計(jì)算主骨架空隙率；