石墨對瀝青混合料的性能影響研究

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1、第34卷第3期武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版)Vol.34No.32010年6月JournalofWuhanUniversityofTechnologyJune2010(TransportationScience&Engineering)3石墨對瀝青混合料的性能影響研究1)2)2)劉小明吳少鵬李寧(1)2)中南大學(xué)土木建筑學(xué)院長沙410075)(武漢理工大學(xué)硅酸鹽材料工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室武漢430070)摘要:利用馬歇爾穩(wěn)定度以及凍融劈裂試驗(yàn),單軸壓縮回彈模量試驗(yàn),間接拉伸回彈模量試驗(yàn)以及四點(diǎn)彎曲小梁疲勞試驗(yàn)等,評價和分析了不通石墨摻量改性后

2、的瀝青混凝土的路用性能.研究發(fā)現(xiàn):采用連續(xù)級配AC220和間斷級配Sup12.5均可獲得同時具有優(yōu)異電學(xué)性能和路用性能的瀝青混凝土.石墨摻雜瀝青混合料的抗水穩(wěn)定性能力好,間接拉伸模量高,疲勞壽命長,抗高溫穩(wěn)定性能較好,可以作為新型路面在實(shí)際工程中應(yīng)用.關(guān)鍵詞:瀝青混凝土;馬歇爾穩(wěn)定度;回彈模量;疲勞壽命;石墨中圖法分類號:TU528.42DOI:10.3963/j.issn.100622823.2010.03.029普通瀝青混合料中加入某種導(dǎo)電材料后便具重交瀝青AH270,其主要指標(biāo)針入度為65;延伸有了優(yōu)異的電學(xué)性能,稱之為導(dǎo)電瀝青混凝土,其度

3、(5℃)為167.3cm,軟化點(diǎn)為51.5℃.集料為[125]3應(yīng)用前景十分廣泛.首先可以通過材料的電阻湖北京山玄武巖石料,密度2.93g/cm;最大粒變化來感知材料結(jié)構(gòu)應(yīng)變和損傷的產(chǎn)生,還可以徑為19mm.礦粉為石灰石磨細(xì)石粉,親水系數(shù)3利用其在通電時,內(nèi)部產(chǎn)生的熱量達(dá)到除雪化冰0.9;密度2.83g/cm;主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))[628]CaO51.5%,SiO的效果等.研究表明,石墨是由碳原子的六角2%1.76.石墨為鱗面狀,C含量網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的層重疊而成,瀝青混凝土中摻入石墨不少于98%,灼燒殘渣0.2%,鐵含量0.03%.導(dǎo)后可以具備良好

4、的電學(xué)性能,同時石墨的潤滑作電相材料的摻量按其占瀝青與石墨總體積分?jǐn)?shù)計用會弱化瀝青的粘結(jié)性,降低瀝青混凝土的強(qiáng)度算,用量為13%～18%.和耐久性.因此必須通過在加入碳纖維進(jìn)行混雜混合料級配采用Sup12.5,如表1.石墨粒徑改性,既可以利用石墨的低滲流閾值,還可以充分小,可代替部分礦粉作為填料使用.瀝青在高溫液利用碳纖維在三維方向的橋接作用,而且摻入碳態(tài)時易被石墨吸收,因此瀝青用量(4%～6%)是纖維后還可以提高基體的韌性、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)隨著石墨用量增加而增加,試件的空隙率為4%[9211]時對應(yīng)的瀝青用量為最佳瀝青用量.采用HB210度、抗

5、沖擊能力等.本文對4種不同石墨摻量型全自動混合料攪拌機(jī)拌和瀝青混合料.170℃瀝青混凝土的疲勞壽命和回彈模量進(jìn)行了研究,集料與160℃液態(tài)瀝青先在170℃攪拌鍋內(nèi)攪拌探討了石墨摻量對瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度、90s,再摻入石墨和礦粉,攪拌90s.采用EP2疲勞性能和抗壓回彈模量的影響規(guī)律,為其將來31111型美國旋轉(zhuǎn)壓實(shí)機(jī)成型,成型溫度為(155的應(yīng)用提供依據(jù).±1)℃,其旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)分別為Nini=9,Ndes=表1混合料合成級配1原材料及試驗(yàn)方法篩孔/mm1912.59.54.752.36通過率/%10095.677.349.529.71.1

6、原材料及性能篩孔/mm1.180.60.30.150.075基本原料及其性質(zhì)為:瀝青采用湖北省科氏通過率/%21.715.710.57.95.7收稿日期:2010203211劉小明(19742):男,工學(xué)博士,講師,主要研究領(lǐng)域?yàn)榈缆方ㄖ牧?湖北省杰出青年基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:2004ABB019)、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:NCET20520665)資助·546·武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版)2010年第34卷125,Nmax=205.應(yīng)力與相應(yīng)的回彈應(yīng)變的比值,即彈性力學(xué)中的1.2試驗(yàn)成型彈性模量.事實(shí)上瀝青混合料并不是完

7、全彈性的抗壓回彈模量試驗(yàn)試件為:采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成材料,而是粘彈塑性的組合體,在受到外荷載的作型后用鉆心機(jī)鉆取直徑為(100±2)mm的圓柱用時,會產(chǎn)生永久變形.但如果荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于瀝青體,兩端面打磨平整,高度控制在(100±2)mm,混合料的破壞強(qiáng)度,且反復(fù)作用多次后(重復(fù)荷載共成型2組4個.的作用次數(shù)一般至少在50～200次以上).每次產(chǎn)間接拉伸模量試驗(yàn)試件為:采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成生的變形能夠完全恢復(fù),此時可以認(rèn)為材料是彈型后用鉆心機(jī)鉆取直徑為(100±2)mm的圓柱性的.因此回彈模量的表達(dá)式如式(3)所示.體,兩端面打磨平整,高度控制在(40±5)mm

8、,共δEr=(3)εr成型兩組4個.式中:δ為試件所受應(yīng)力;εr為試件的回彈應(yīng)變.小梁疲勞試驗(yàn)試件為:從輪碾壓實(shí)成型的板塊根據(jù)《公路工程