鋼渣透水瀝青混合料的制備及界面機(jī)理研究.pdf

1、鋼渣中f-CaO含量高、穩(wěn)定性差且難磨，導(dǎo)致它的利用率很低。針對(duì)這個(gè)問題，本文選用鋼渣作為集料，配制透水瀝青混合料，研究不同因素對(duì)其路用性能的影響；通過水煮法、水浸法定性，拉拔儀定量的測(cè)定瀝青-集料界面間的粘附力；由付立葉紅外光譜分析儀、掃面電子顯微鏡、分光光度計(jì)研究了瀝青及其膠漿的界面行為，揭示了瀝青-集料體系的物理作用和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。研究結(jié)果表明：
　　正交試驗(yàn)得到鋼渣集料粒徑對(duì)鋼渣透水瀝青混合料性能影響最顯著，油石比次之，填

2、料影響最小；最優(yōu)組合方案為鋼渣集料粒徑為4.75-9.5mm，油石比6.7％，填料為鋼渣微粉。最優(yōu)組合的鋼渣透水瀝青混合料路用性能結(jié)果表明：混合料的水穩(wěn)定性試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度為90.68%，馬歇爾穩(wěn)定度9.12kN和動(dòng)穩(wěn)定度值為6350次/mm，體積膨脹率為0.49%，透水系數(shù)為60.61ml/s，都符合CUT190-2012透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程的要求。
　　隨著鋼渣集料間隙率的增加，單級(jí)配鋼渣透水瀝青混合料空隙率逐漸增大，穩(wěn)定度先增

3、大后減小，流值先減小后增大；兩種顆粒級(jí)配鋼渣透水瀝青混合料空隙率逐漸增大，穩(wěn)定度先減小后增大，流值逐漸增大；三種顆粒級(jí)配鋼渣透水瀝青混合料空隙率逐漸增大，穩(wěn)定度先減小后增大，流值逐漸增大。
　　控制不同影響因素，鋼渣集料-瀝青粘附等級(jí)都為5，說明鋼渣集料與瀝青粘附性好；隨著鋼渣集料粒徑的增大、瀝青攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)、鋼渣替代量的提高會(huì)增加鋼渣集料-瀝青界面的粘附力；水浴時(shí)間的增加、凍融循環(huán)會(huì)降低鋼渣集料-瀝青界面的粘附力，循環(huán)次數(shù)越多

4、，粘附力下降得越快。
　　紅外光譜分析瀝青與鋼渣交互作用，3500cm-3750cm_i處有的新的吸收峰，是由胺和酰胺N-H伸縮振動(dòng)、SiO-H伸縮振動(dòng)而產(chǎn)生的，說明瀝青與鋼渣間有化學(xué)反應(yīng)的存在，由特征峰推斷該物質(zhì)可能是有機(jī)硅化合物。鋼渣的化學(xué)組成Fe2O3、礦物組成Fe3O4、C2S、C3S均與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由特征峰推斷可能生成有機(jī)硅化合物。
　　掃描電鏡對(duì)鋼渣瀝青界面的觀察發(fā)現(xiàn)，鋼渣顆粒表面的坑槽及紋理構(gòu)造為瀝青-鋼