本發(fā)明屬于材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種MOH半柔性材料室內(nèi)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
：目前，傳統(tǒng)熱拌瀝青混凝土加工和路面施工必須依賴(lài)于大量燃燒能源，在高寒地區(qū)氣候條件下，其熱耗散大幅度增加，施工和路面質(zhì)量控制難度加大，同時(shí)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。針對(duì)現(xiàn)有熱拌瀝青混凝土在高寒地區(qū)應(yīng)用存在的問(wèn)題，半柔性路面材料成為高寒地區(qū)公路建養(yǎng)研究的新方向。為了做到節(jié)能減排，我們要求該種材料為常溫施工，即冷拌冷鋪。拌合式半柔性路面材料是一種以乳化瀝青水泥混合膠漿為主要結(jié)合料的復(fù)合有機(jī)水硬性材料(簡(jiǎn)稱(chēng)MOH材料)，因其材料模量高于柔性的瀝青混凝土，因此稱(chēng)半柔性材料。當(dāng)前，MOH半柔性路面壓實(shí)施工工藝和參數(shù)的確定缺乏相關(guān)的理論依據(jù)，針對(duì)此問(wèn)題必須首先通過(guò)室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)確定出該材料路面達(dá)到要求力學(xué)性能指標(biāo)所需的總壓實(shí)功。而壓實(shí)前必須通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)確定出MOH材料的最優(yōu)級(jí)配方案。目前SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀普遍地運(yùn)用到了瀝青混合料的室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)中，因?yàn)樾D(zhuǎn)壓實(shí)方法不僅與實(shí)際路面的壓實(shí)過(guò)程接近，而且壓實(shí)效果也比較接近，比之馬歇爾擊實(shí)方法，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)顯示出明顯的優(yōu)越性。因此，本次確定最優(yōu)級(jí)配壓實(shí)試驗(yàn)采用SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法。評(píng)定級(jí)配方案優(yōu)劣采用空隙率和抗壓強(qiáng)度值兩個(gè)指標(biāo)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于通過(guò)室內(nèi)SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)方法確定出MOH半柔性材料的最優(yōu)級(jí)配，該級(jí)配可為計(jì)算該材料路面在實(shí)際碾壓施工時(shí)所需的總壓實(shí)功提供數(shù)據(jù)參考，也可作為測(cè)定該材料其他力學(xué)性能的優(yōu)選方案。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟：步驟一，根據(jù)質(zhì)量比將礦料：水泥：水：乳化瀝青按照1：(0.01-0.03)：(0.0218-0.0396)：(0.0804-0.0982)配合比的正交方案混合，制成MOH混合料；步驟二，將試模下壓盤(pán)放入試模底部，下壓盤(pán)表面墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，將MOH混合料鏟入打好小孔的試模中，用插刀沿周邊和中間插搗若干次，插搗后將MOH混合料表面整平成圓弧面，再在混合料上方墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，最后將上壓盤(pán)放置入模；步驟三，將裝好MOH混合料的試模放在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀底座上并固定，設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實(shí)參數(shù)；步驟四，重復(fù)步驟二和步驟三，制作若干個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，最終得出試驗(yàn)結(jié)果；所述步驟一中，常溫下將礦料、水泥攪拌均勻，注入水，使礦料表面濕潤(rùn)，接著加入乳化瀝青攪拌，拌和至混合料成開(kāi)始破乳狀態(tài)為止，使拌和好的混合料溫度為25℃。所述步驟二中，用插刀沿周邊插搗15次，中間10次。所述步驟三中，參數(shù)如下：旋轉(zhuǎn)壓力P＝(600±6)kPa，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)角α＝(1.122±0.002)°，旋轉(zhuǎn)速度ω＝30r/min±0.5r/min，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)設(shè)計(jì)次數(shù)N設(shè)計(jì)＝150次。所述礦料采用AC13瀝青混合料級(jí)配，集料為石灰?guī)r，壓碎值均大于12％。所述乳化瀝青為河南高遠(yuǎn)mk-06慢裂快凝型。所述水泥為河南孟店牌。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：1.通過(guò)SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)方法確定出的MOH材料的最優(yōu)級(jí)配方案可作為該材料路面實(shí)際碾壓施工時(shí)的級(jí)配，也可作為測(cè)定該材料其他力學(xué)性能參數(shù)的優(yōu)選級(jí)配方案。2.通過(guò)本旋轉(zhuǎn)壓實(shí)方法制作的最優(yōu)級(jí)配試件，可為預(yù)測(cè)后續(xù)MOH材料路面攤鋪壓實(shí)的路面性能和質(zhì)量提供較好的參考，并為計(jì)算路面總壓實(shí)功提供可靠的數(shù)據(jù)參考；3.與現(xiàn)有馬歇爾擊實(shí)試件成型法相比，本發(fā)明通過(guò)一種揉搓的方法，在恒定的垂直壓強(qiáng)、恒定的壓實(shí)角度及規(guī)定的壓實(shí)轉(zhuǎn)速三個(gè)主要技術(shù)條件下對(duì)試件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)，成型的試件密實(shí)度更高，同等條件下密實(shí)度值變化較小，成型的試件基本不存在集料被擊碎的情況，可更好地模擬路面施工時(shí)攤鋪機(jī)和壓路機(jī)對(duì)路面的壓實(shí)作用情況；4.本發(fā)明制備試件過(guò)程中，整個(gè)工藝都是在常溫冷拌的條件下進(jìn)行，工藝步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。1、MOH混合料配合比方案；MOH材料的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是基于乳化瀝青破乳和水泥水化，乳化瀝青破乳后形成強(qiáng)度，并提供水泥水化所需水；水泥所具有的活性能促進(jìn)乳化瀝青破乳，同時(shí)，水泥水化形成強(qiáng)度且水化熱能加速乳化瀝青的破乳，二者共同提高早期強(qiáng)度。MOH混合料室內(nèi)試驗(yàn)采用的混合料配合比正交方案見(jiàn)表1。表1MOH混合料配合比方案(1)集料級(jí)配；選用AC13瀝青混合料級(jí)配，集料為新鄉(xiāng)輝縣石灰?guī)r，壓碎值均大于12％，集料合成級(jí)配參見(jiàn)表2。表2集料合成級(jí)配(2)乳化瀝青；瀝青原料為山東東明牌70#，所生產(chǎn)乳化瀝青型號(hào)為河南高遠(yuǎn)mk-06慢裂快凝型，乳化瀝青檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。表3乳化瀝青檢測(cè)結(jié)果表性能指標(biāo)性能指標(biāo)要求試驗(yàn)結(jié)果篩上剩余量(1.18mm)/％＜0.10.03殘留物含量/％≥5556針入度(25℃)/0.1mm45～15063軟化點(diǎn)(5℃)/℃≥4247.5延度(15℃)/cm≥100120標(biāo)準(zhǔn)粘度(25℃)/s10～6014離子電荷/陽(yáng)離子破乳速度/慢裂儲(chǔ)存穩(wěn)定性(1d)％0.8儲(chǔ)存穩(wěn)定性(5d)％4.5(3)水泥；采用的水泥為河南孟店牌，水泥檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。表4水泥檢測(cè)結(jié)果表性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果細(xì)度(％)4.1密度(kg/m3)2906比表面積(m2/kg)374標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量％27.6初凝(min)213終凝(min)289膠砂流動(dòng)度(mm)182抗折強(qiáng)度3d(MPa)4.2抗折強(qiáng)度28d(MPa)6.7抗壓強(qiáng)度3d(MPa)25.4抗壓強(qiáng)度28d(MPa)38.42、MOH材料拌和；混合料室內(nèi)拌和方式為人工拌和，首先稱(chēng)取每個(gè)試件所需的混合料質(zhì)量為6000g左右。拌混合料添加順序?yàn)椋旱V料、水泥、水和乳化瀝青，拌和方法為先將礦料、水泥攪拌10s，注入計(jì)算的用水量，拌和10s,使礦料表面完全濕潤(rùn)，接著加入乳化瀝青用力快速攪拌，控制整體拌和時(shí)間不超過(guò)2min，拌和混合料為開(kāi)始破乳狀態(tài)為止，控制拌和好的混合料溫度為25℃。3、旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件的成型；a.將試模下壓盤(pán)放入試模底部，下壓盤(pán)表面墊上一張涂抹黃油的圓形濾紙，將拌和好的MOH混合料鏟入打好小孔的試模中(便于試件壓實(shí)時(shí)水的流出)，用插刀沿周邊插搗15次，中間lO次，插搗后將混合料表面整平成圓弧面，再在混合料上方墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，最后將上壓盤(pán)放置入模；b.將裝好混合料的試模放在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀底座上并固定好，設(shè)定好旋轉(zhuǎn)壓實(shí)參數(shù)如下：旋轉(zhuǎn)壓力P＝(600±6)kPa，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)角α＝(1.122±0.002)°，旋轉(zhuǎn)速度ω＝30r/min±0.5r/min，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)設(shè)計(jì)次數(shù)N設(shè)計(jì)＝150次；c.表1中每個(gè)方案分別成型兩個(gè)試件，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀自動(dòng)記錄不同旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)時(shí)試件的高度，旋壓后所有試件高度在140mm左右。4、旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件空隙率和抗壓強(qiáng)度的測(cè)定；a.旋壓試件在60℃烘箱中養(yǎng)生48h后達(dá)到恒重，因經(jīng)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)后的試件尺寸為φ150mm×140mm，試件芯樣密度和外表面密實(shí)度存在較大差異，故需對(duì)養(yǎng)生后的試件進(jìn)行取芯、切割為φ100mm×100mm的試件；b.采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)中的表干法(T0705-2011)測(cè)定各試件的毛體積密度；c.常溫養(yǎng)生72h后,采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)使用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)中的圓柱體法(T0713-2000)測(cè)定試件的抗壓強(qiáng)度，各方案試件抗壓強(qiáng)度值見(jiàn)表5；d.最后試件經(jīng)105°烘箱養(yǎng)生6h后，采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)中的真空法(T0711-2011)測(cè)定試件的最大理論密度，空隙率VV計(jì)算公式見(jiàn)式1。各方案試件空隙率值見(jiàn)表5。表5旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件結(jié)果由表5可見(jiàn)，綜合比較各級(jí)配方案空隙率和抗壓強(qiáng)度值，并采用極差分析法分析后得出方案4為最優(yōu)級(jí)配方案，可作為下一步研究壓實(shí)功和測(cè)定其他力學(xué)性能參數(shù)的級(jí)配方案。實(shí)施例1：步驟一，根據(jù)質(zhì)量比將礦料：水泥：水：乳化瀝青按照1：0.01：0.0296：0.0804混合，首先將礦料、水泥攪拌均勻，注入水，使礦料表面濕潤(rùn)，接著加入乳化瀝青攪拌，拌和混合料至開(kāi)始破乳狀態(tài)，使拌和好的混合料溫度為25℃，制成MOH混合料；步驟二，將試模下壓盤(pán)放入試模底部，下壓盤(pán)表面墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，將MOH混合料鏟入打好小孔的試模中，用插刀沿周邊插搗15次，中間插搗10次，插搗后將MOH混合料表面整平成圓弧面，再在混合料上方墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，最后將上壓盤(pán)放置入模；步驟三，將裝好MOH混合料的試模放在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀底座上并固定，設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實(shí)參數(shù)，參數(shù)如下：旋轉(zhuǎn)壓力P＝594kPa，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)角α＝1.12°，旋轉(zhuǎn)速度ω＝29.5r/min，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)設(shè)計(jì)次數(shù)N設(shè)計(jì)＝150次；步驟四，重復(fù)步驟二和步驟三，制作若干個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，最終得出試驗(yàn)結(jié)果。實(shí)施例2：步驟一，根據(jù)質(zhì)量比將礦料：水泥：水：乳化瀝青按照1：0.03：0.0268：0.0982混合，首先將礦料、水泥攪拌均勻，注入水，使礦料表面濕潤(rùn)，接著加入乳化瀝青攪拌，拌和混合料至開(kāi)始破乳狀態(tài)，使拌和好的混合料溫度為25℃，制成MOH混合料；步驟二，將試模下壓盤(pán)放入試模底部，下壓盤(pán)表面墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，將MOH混合料鏟入打好小孔的試模中，用插刀沿周邊插搗15次，中間插搗10次，插搗后將MOH混合料表面整平成圓弧面，再在混合料上方墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，最后將上壓盤(pán)放置入模；步驟三，將裝好MOH混合料的試模放在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀底座上并固定，設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實(shí)參數(shù)，參數(shù)如下：旋轉(zhuǎn)壓力P＝606kPa，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)角α＝1.124°，旋轉(zhuǎn)速度ω＝30.5r/min，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)設(shè)計(jì)次數(shù)N設(shè)計(jì)＝150次；步驟四，重復(fù)步驟二和步驟三，制作若干個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，最終得出試驗(yàn)結(jié)果。實(shí)施例3：步驟一，根據(jù)質(zhì)量比將礦料：水泥：水：乳化瀝青按照1：0.02：0.0357：0.0893混合，首先將礦料、水泥攪拌均勻，注入水，使礦料表面濕潤(rùn)，接著加入乳化瀝青攪拌，拌和混合料至開(kāi)始破乳狀態(tài)，使拌和好的混合料溫度為25℃，制成MOH混合料；步驟二，將試模下壓盤(pán)放入試模底部，下壓盤(pán)表面墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，將MOH混合料鏟入打好小孔的試模中，用插刀沿周邊插搗15次，中間插搗10次，插搗后將MOH混合料表面整平成圓弧面，再在混合料上方墊一張涂抹黃油的圓形濾紙，最后將上壓盤(pán)放置入模；步驟三，將裝好MOH混合料的試模放在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀底座上并固定，設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實(shí)參數(shù)，參數(shù)如下：旋轉(zhuǎn)壓力P＝600kPa，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)角α＝1.122)°，旋轉(zhuǎn)速度ω＝30r/min，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)設(shè)計(jì)次數(shù)N設(shè)計(jì)＝150次；步驟四，重復(fù)步驟二和步驟三，制作若干個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，最終得出試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3