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8 低温建筑技术 2 0 1 3年第 8 期( 总第 1 8 2 期) 拌合工艺对浇注式沥青混凝土 MA性能的影响 奚强 ， 张海威 ( 华南理工大学交通学院 广州 5 1 0 6 4 1 ) 【 摘要】 浇注式沥青混凝土 M A是在高温状态下进行拌合 ， 在拌合工程中受温度影响较大， 不同的工艺对 于 MA的成型也有着较大的影响。文中则从 G A拌合楼工艺生产 MA和 MA工艺生产 M A沥青混合料两种方法进 行研究 ， 并通过室内小梁试验和车辙试验， 进一步探求工艺对 MA性能的影响。 【 关键词】 浇注式沥青混凝土； G A拌合楼工艺； M A工艺 ； 小梁试验 【 中图分类号】 T U 5 2 8 4 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 0 0 8 0 3 浇注式沥青混凝土 MA是在高温状态下 ( 约 2 2 0 2 6 0 C) 进行拌合 ， 混合料摊铺时流动性大， 依靠 自 身的流动性摊铺成型， 无须碾压， 沥青、 矿粉含量较大， 空隙率小于 1 的一种特殊的沥青混合物。这种材料 基本上无空隙， 不透水， 耐侵蚀性好， 耐冻融循环能力 强 ， 是最为耐久的一种沥青混合物。但是由于拌合工 艺和拌合温度对 MA的性能影响较大。因此 ， 文中主 要是从拌合工艺及温度并利用常用的室内小梁弯曲 实验对浇注式沥青混凝土的性能进行研究。 1 试验材料 1 1 沥青 按照英国规范， 沥青选用普通沥青 A 7 O号与天然 湖沥青掺配而成的硬质沥青， 湖沥青掺量较高 ， 把 T L A 湖沥青和基质沥青按 7 ： 3混合后作为沥青胶结料。 表 1 A一 7 0基质沥青试验结果 试 验 项 目 A一 7 O沥青 试验方法( 邢 试验结果施工规范 E 2 0 2 0 1 1 ) 3结语 文中结合， G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 ( 普通混凝土长期性 能和耐久性能试验方法标准 采用的混凝土渗透性试验 方法的不足， 分析了模型物理参数的选择依据， 结果表 明， 在缩尺 比例范围 内， 孔隙尺寸 的变化对扩散层 厚度 的影响可以忽略不计 ， 因此， 与衡量扩散层厚度的D e b y e 长度有关的溶液浓度和温度的相似常数可以设为 1 ， 这 样使模型物理参数的个数确定为 9 个， 并用量纲分析法 确定了缩尺模型制作的相似条件及相似系数。 参考文献 1 盂振全， 吴振琏表面渗透性对混凝土耐久性的影响 J 防 渗技术， 1 9 9 7 ， 3 ( 4 )： 6 1 0 5 2 李晓东， 李固华混凝土渗透性和耐久性关系研究 J 四川 建筑科学研究 ， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 6 ) ： 2 2 0 2 2 2 3 赵铁军， 朱金铨， 冯乃谦高性能混凝土的强度与渗透性的关 系 J 工业建筑 ， 1 9 9 7 ， 2 7 ( 5 ) ： 1 4 1 8 4 苏安双， 巴恒静， 叶金蕊， 等 混凝土渗透性测定方法比较与 选择 J 工业建筑。 2 0 0 6 ， 3 6 ( 9 ) ： 5 7 6 1 5 3 董必钦， 徐建芝 混凝土渗透性试验方法进展研究【 j 混凝 土 ， 2 O O 8 ， ( 1 ) ： 4 0 4 4 6 杨俊杰 相似理论与结构模型试验 M 武汉： 武汉理工大学 出版社 ， 2 0 0 5 7 湖南大学 太原工业大学， 等 建筑结构试验 M 北京： 中 国建筑工业 出版社 。 2 0 0 4 8 F D M o r g a n ， E R Wi l l i a m s 。 T R M a d d e n S t r e a m i n g p o t e n t i a l p m p e a t i e s W e s t e r l y g r a n i t e w i t h a p p l i c a t i o n s J 】 J I G e o p h y R e s ，1 9 8 9 ， 9 4 ( 1 2 ) ： 4 4 91 2 4 6 1 9 s R P r i d e G o v e rn i n g e q u a t i o n s f o r t h e c o u p l e d e | e c t r o m a g n e t i c s a n d a c o u s t i c s o f p o r o u s m e d i a J P h y s i c a l R e v i e w B ， 1 9 9 4 ， 5 0 ( 2 1 ) ： 1 5 6 7 81 5 6 9 6 1 O 单福凯 复杂流体中液 一 固界面的双电层 D 上海： 复旦大 学 ， 2 O 0 0 1 1 郭月哲， 童申家 钢管混凝土拱桥试验模型相似理论研究 J 工程抗震与加固改造， 2 0 1 1 ， 3 3 ( 3 ) ： 3 4 3 9 收稿 日 期】 2 0 1 3 0 6 1 4 【 作者简介 杨光( 1 9 7 8 一) ， 男， 黑龙江五常人， 讲师， 硕士 研究生 ， 从事混凝土结构教学与研究工作 。 奚强等 ： 拌合工艺对浇注式沥青混凝土 M A性能的影响 9 1 2 矿料及级 配 试验用粗细矿料均为珠海横琴所提供 国产玄武 岩， 技术指标均满足要求。填料所选用为石灰石粉。 通过对沥青玛蹄脂混合料配合 比设计原理的分析， 选 用 B S 1 4 4 7 ： 1 9 8 8 要求范围内的级配及最佳可溶沥青含 量拌合成型试件。粗集料占沥青玛蹄脂混合料比例为 4 5 ， 细 集 料 中 0 6 ： 0 2 1 2 ： 0 0 7 5 ：0 0 7 5=7 ： 2 3 ： 2 l ： 4 9， 其 中沥青含 量为 1 2 0 6 。 表 2 特立尼达湖沥青 ( T L A) 试验结果 T L A湖沥青 试验方法 ( 1 T G 试 验 项 目 一 一 试验结果施工规范 E 2 0 2 0 1 1 ) 表 3 A一 7 0基质沥青掺配 T L A湖沥青试验结果 A： T L A=3 0 ： 7 0沥青结合料 试验方法 试 验 项 目 试验 技术要求 ( J T G 结果 施工规范技术指南 E 2 0 2 0 1 1 ) 2试验设备 及试 验方法 试验设备采用英国的 C o o p e r 公司制造的 N U 1 4气 动伺服沥青混合料多功能综合试验机。 试件成型方式按 公路工程沥青及沥青混合料试 验规 程 的规定轮碾压 实并 切割成 小梁 的方法 成型 试 件 ， 小梁尺寸要 求长 宽 高为 2 5 0 m m x 3 0 m m 3 5 mm。 加载方式 ， 三点 弯曲。试验温度 ： 1 5 C。所有 的浇 筑式沥青混合料均在 1 5 C的温度下养护 3 h以上。以 使得沥青混合料内部温度均可达到试验要求的温度。 3 拌合 工艺及影响结果分 析 3 1 用 G A拌合楼工艺生产 M A混合料试验 试验过程( 沥青含量 1 2 0 6 ， 控制温度 2 0 0 o C) ： ( 1 ) 沥青 混 合 ， 将 定 量 的湖沥 青 和基 质沥 青 加 入搅拌锅内， 温度设为 1 6 0 C， 搅拌 3 m i n ， 拌好的第一 部分混合沥青置于温度为 1 6 0 c I = 的烘箱内保温。 ( 2 ) 添 加集 料 ( 干拌 ) ， 将定 量的矿 粉 、 细集 料 、 粗集料加入小 c ook e r ， 设备将温度设置为 2 4 0 C， 将搅 拌频率调整 1 5 r mi n ， 并保持 2 ra i n 。 ( 3 ) 添加沥青( 湿拌) ， 定量沥青加入小 c ook e r ， 设备将温度控制为 2 4 0 C在 1 m i n内将搅拌频率依次 调整 2 4 9 r m i n ， 并保 持 6 m i n 。6 0 r n i n ， 成型第一块 车 辙板 ， 成型温度为 1 9 7 C； 9 0 m i n成型第二块车辙板 ， 成 型温度为 2 0 2 C； 对 6 0 ra i n成型的车辙板进行切割小 梁并利用上述仪器进行小梁试验， 得出小梁的最大应 力为 1 6 5 9 7 N， 并得出应力和应变图， 如图 1 。对其进 行积分拟合 ， 可以得到其冲击韧性值为4 5 1 3 8 N n l l n 。 06 0 5 g 0 4 0_ 3 0 2 0 1 O O 0 4 0 O 8 0 o l 2 0 0 l 6 0 0 应力， N 图 1 6 0 rai n 成 型车辙板应力与应变图 对应力应变图进行分析， 容易得出在 8 0 0 N之前 应力和应变基本成线性变化， 这表示在 8 0 0 N之前小 梁基本处 于弹性破坏 阶段 ， 8 0 0 N到 1 6 0 0 N之问应力和 应变成类 似抛物线 变化 ， 这 表示后期处 于非 弹性破 坏 阶段 。由于加载 速 度 较快 ( 通 常在 5 s以内 ) ， 只 能反 映出小 梁抵抗快速荷载 的能力 。这个性能通常是利用 冲击韧性值进行反映。进行 了两组平行试验 ， 得到最 后的平均冲击韧性值为4 5 6 2 N m m。 0 6 0 5 04 O 3 0 2 O 1 OO o 4 0 0 8 0 0 1 2 o 0 应力， N 图2 9 0 ra i n 成 型车辙板小梁应力与应 变图 同样 对 9 0 m i n成型 的 车辙 板进行 小梁 试验见 图 2 ， 并对试验结果进行分析。9 0 m i n成型车辙板小梁最 大应力为 2 0 3 9 5 N并拟合结果冲击韧性值 6 9 9 9 7 N n l l l l ， 同样进行两组平行试验， 得到平均冲击韧性值为 7 0 2 5N mm。 通过对 比 6 0 mi n钟和 9 0 m i n成型的车辙板 小梁 的 冲击韧性值， 可以发现9 0 ra i n成型的冲击韧性值更高 ， g 词 1 0 低温建筑技术 2 0 1 3 年第 8 期( 总第 1 8 2 期) 说明9 0 m i n成型的抵抗快速荷载的能力于与 6 0 m i n钟 的， 同样对比所能承受的最大应力， 可以发现9 0 ra i n成 型的能够抵抗更大的荷载。最后对 比车辙试验结果 ( 标准车辙试验条件) ， 6 0 ra i n成型车辙板的动稳定度 为 6 5 5 6次 m m， 9 0 m i n成 型车辙 板的动稳 定度 为 1 5 8 6 9次 m m。也不难看出9 0 ra i n成型的车辙板动稳 定度更大， 说明其车辙效果更好。 3 2 MA工艺生产 MA混合料试验 试验过程 ： ( 1 ) 将已经加热的混合沥青、 矿粉( 含 c料) 放 人 c o o k e r 设备， 温度设置为 1 9 0 ， 转速为 6 9 5 r ra i n ， 搅拌 3 0 rai n 。 ( 2 ) 细料( A+B料) 加入 c o o k e r 设备 ， 转速为 6 9 5 r m i n ， 搅拌 3 0 mi n后， 浇筑硬度值试验试件4个。 ( 3 ) 加入一半粗集料搅拌 ， 温度控制 2 2 0 C， 搅 拌 3 0 m i n 。 ( 4 ) 加入剩下粗集料继续搅拌 3 0 ra i n测出流动 度， 温度控制 2 2 0 o I = 。 ( 5 ) 继续搅拌 9 0 ra i n ， 1 8 0 ra i n分别测出流动度， 并成型车辙板和贯入度试件。对 9 0 ra i n成型的车辙板 进行切割小梁试验， 得到其最大应力为 1 9 6 4 8 ， 同样 进行积分拟合得到冲击韧性值为7 4 3 4 N l n l n 。 巨 1 6 - 1 5 - 目1 4 - - - 。 - 1 1 - 1 0 。 0 4 0 0 8 0 0 1 2 0 0 1 6 0 0 应力， N 图3 9 0 ra i n 成型车辙板小梁应力与应变图 O O 0 4 O O 8 0 0 1 2 0 0 应力， N 图4 1 8 0 m i n 成型车辙板小粱应力与应变图 通过图 3应力应变图的分析 ， 可以发现利用 MA 搅拌工艺得到的试件在受到快速荷载时， 前期的应变 速度相对 于 G A拌合楼 工艺 的较缓 ， 而后 期特别 是在 1 2 0 0 N以后增加迅速， 这说明 1 2 0 0 N以后小梁内部的 裂缝开始发育并即将练成一线。对 1 8 0 m i n成型的车 辙板进行切割小梁试验， 得到其最大应力为 1 5 1 8 6 N， 同样进行积分拟合得到冲击韧性值为 1 9 2 2 7 N m m。 1 8 0 m i n成型的小梁试 件 在 图 4上 表 现 出明显 的 弹性， 并且应变较小， 但对于9 0 rai n成型的冲击韧性值 则小了很多， 这表明1 8 0 ra i n成型的车辙板小梁的塑性 明显提高， 并且抵抗快速荷载 的能力 也相对下降。 9 0 m i n成 型 车 辙 板 的 动 稳 定 度 为 5 1 2 6 1次 m m， 1 8 0 m i n成型车辙板的动稳定度为 4 3 2 1 5 ： m m。从 车辙板的动稳定度的数值上也能发现 1 8 0 ra i n成型的 车辙板的稳定度也相对下降。 4结语 ( 1 ) G A拌合楼工艺生产 MA混合料其成 型 9 0 ra i n 各项指标比6 0 m i n的效果好 ， 故推荐若采用 G A 拌合楼生产工艺尽量将成型时间增加。 ( 2 ) 采用 MA工艺生产 M A混合料其成型时间 9 0 m i n的各项指标较 1 8 0 ra i n的效果好 ， 并且 1 8 0 ra i n出 现了明显的塑性， 故利用 M A工艺生产， 则成型时间不 易过长 。 ( 3 ) 对比 G A拌合楼工艺与 MA工艺生产混合 料， 同样时间段9 0 ra i n ， 可以发现其车辙动稳定度均是 MA工艺生产混合料高， 相比较而言， M A工艺生产 M A 混合料较为合适。 参考文献 1 黄卫， 刘振清 大跨径钢桥面铺装设计理论与方法研究 J 土木工程学报 ， 2 0 0 5 ， 3 8 ( 1 ) ： 5 1 5 9 2 樊叶华， 程刚， 王建伟 浇注式沥青混凝土钢桥面铺装施工工 艺试验研究 J 公路， 2 0 0 3 ， 1 2 ： 1 3 1 5 3 陈先华， 黄卫， 王建伟， 等 浇注式沥青混凝土铺装破坏原因 J 交通运输工程学报 ， 2 0 0 2 ， 4 ( 4 ) ： 5 9 【 收稿 日 期 2 0 1 3 一 o 4 - 0 8 作者简介 奚强( 1 9 8 9一) ， 男， 安徽芜湖人， 硕士研究生 研究方 向： 道路材料 。 本刊投稿需知 低温建筑技术 编辑部所录用的稿件要求： 1 论文是作者独立取得的原创性研究成果 ， 内 容不涉及国家机密。 2 论文未曾以任何形式、 用任何文种在国内外 公开发表过。 3 内容不侵犯他人著作权和其他权利， 否则著 作权人将承担由于论文内容侵权而产生的全部责 任 ， 并赔偿 由此给编辑部造成 的全部损失。