消石灰沥青胶浆流变性能研究

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1、消石灰沥青胶浆流变性能研究武汉铁路桥梁学校湖北武汉430052摘要：为研究不同掺量的消石灰和矿粉对沥青胶浆流变性能的影响，采用动态剪切流变仪对胶浆进行频率扫描试验，结果表明适当掺量的消石灰能降低胶浆温度敏感性能，提高复合剪切模量和车辙因子，有效改善胶浆的抗水损害和抗高温变形的能力。关键词：水损害；消石灰；沥青胶浆；复合剪切模量1概述在沥青混合料中沥青胶浆起到填充集料空隙和粘结作用。“战略公路研宄计划”研宄表明，沥青胶浆对于高温变形的奉献率为29%，对于疲劳变形的奉献率为52%,对温缩裂缝的奉献率为87%［1】。集料与胶结料的黏附性能差是导致沥青路面的水损害的根木原因，沥青与矿粉搅拌均匀形成

2、的胶浆才是沥青混合料中实际发挥黏结作用的主导因素，而不是单纯的沥青，从而应该从胶浆角度进行力学性能的改进，达到提高混合料抗水损害性能的目的［2］。木文通过动态流变试验，研宄了在频率扫描对消石灰和矿粉的在不同掺量下对沥青胶浆的复合剪切模量及车辙因子等流变指标的影响。2试验材料与方法2.1试验材料基木性质木试验采用70号基质沥青进行研究，其基木性能指标见表1,试验过程按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》［3］相应规定进行。表1基质沥青性能试验结果试验项0试验结果技术要求针入度(0.1mm)69.360^80软化点(°C)45.5延度（cm）>150≥100蜡含量（％）≤2

3、.2闪点（r）299≥260密度(15°C)(g/cm3)1.125溶解度％99.9本试验采用的石灰岩集料性能试验结果见表2〜5,试验过程按照《公路工程集料试验规程》［4】和《公路沥青路面施工技术规范》相关规定进行。表2细集料性能试验结果试验项B试验结果技术要求表观相对密度2.720≥2.50砂当量％76≥60棱角性s坚固性％3.2≤12表3粗集料性能试验结果试验项0试验结果技术要求集料密度13.2〜26.5mm表观相对密度2.717≥2.50毛体积相对密度吸水率％0.7≤3.04.75〜13.2mm表观相对密度≥2.50毛体积相对密度2.709吸

4、水率％0.9≤3.0表观相对密度2.814≥2.50毛体积相对密度2.719吸水率％≤3.0压碎值％19.4≤28洛杉矶磨耗值％≤30针片状含量％13.2〜26.58.2混合料≤184.75~13.2粘附性等级级≥4坚固性％5.1≤12软石含量％0.9≤5本文所用添加剂为无机类消石灰，矿粉为石灰石矿粉，苏性能指标如表4〜5所示。表4矿粉性能试验结果试验项0试验结果质量要求表观密度（g/m3）2.705≥2.50含水量（％）0.6≤l粒度范围（％）<0.6mm100100<0.15mm94.490^100<0

5、.075mm75~100外观无团粒结块无团粒结块亲水系数0.6表5消石灰试验结果试验项0奋效钙加氧化镁含量％表观密度g/m3含水量％细度通过下列筛孔（mm）的百分率％0.150.075消石灰652.27098.388.42.2流变性能评价方法本文粉胶比选用1.0进行研究，填料由消石灰和矿粉两部分组成，其两者之间掺加质量比分别为：1.纯矿粉（LA）;2.矿粉：消石灰=2:1（LH2）;3.矿粉：消石灰=1:1（LH1）；4.矿粉：消石灰=1:2（LH0.5）。对不冋矿粉和消石灰掺量下沥青胶浆的流变性能采用动态剪切流变仪（DSR）进行研究。对于沥青胶结料的抗车辙性能，采用复数剪切模量与相位角的

6、正弦值之商车辙因子（）作为表征沥青胶结料抗高温永久变形的能力。越高，抗高温永久变形能力则越强。沥青胶浆的动态流变性能采用频率扫描模式进行，频率扫描范围采取0.1〜lOOrad/s，扫描温度分别为采取30°C、40°C和50°C,以此研究频率和温度对沥青胶浆流变性能的影响。3试验结果分析在温度30°C、40°C和50°C下，矿粉和消石灰的不冋掺量对沥青胶浆复合剪切模量（）的影响见图1〜3所示。由图所示，对同种沥青胶浆，随扫描频率的增人而增加，这是因为扫描频率越高，荷载作用吋间越少，胶浆产生的变形就越小，随之增大。由图1可以看出30°C的

7、频率从O.lrad/s增加至100rad/s,样品LH2的从5.5×104增加到1.5×107,数量级增加了三个；与基质沥青对比，掺矿粉或混掺矿粉和消石灰混都能较人幅度的增加,例如在荷载频率10rad/s下，单摻矿粉为1.8×106/Pa，冋样频率下基质浙青为3.6×105/Pa。图130°C下随扫描频率变化结果图240°C下随扫描频率变化结果图350&de