颚式破碎机的开题报告

时间:2018-09-22 开题报告 我要投稿

  摘 要:随着我国高速公路建设的快速发展,对新的施工方法、施工技术等方面提出了更高的要求。针对普通沥青混凝土的不足和交通发展的需要,SMA路面以其更好的路用性能在我国工程领域得到广泛推广。本文通过对SMA实验配合比设计分析,剖析其制作工艺,详细讨论其配合比确定及检验方法。

  关键词:SMA沥青混合料;级配;配合比设计;设计、检验方法

  在交通快速发展的新形势下,国内外公路建设发生了许多新的变化,世界各国对沥青路面的都更深入,得出了许多十分重要的新成果,在国内,通过国家科技攻关等一系列科学及长期的施工实践,对沥青路面的各方面都有了新的认识。沥青玛蹄脂碎石混合料,简称SMA,是一种沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料,填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料,它在高温抗车辙、低温抗裂、抗水损害、抗老化与抗滑方面,均优于传统的沥青混凝土路面。

  一、SMA特点分析

  SMA是一种间断级配的沥青混合料,4.75mm以上粗集料的比例高达70%-80%,矿粉用量达8%-13%,0.075mm的通过率达到10%,细集料用量很少,形成一种稳定的粗集料互相嵌挤结构。沥青结合料用量大,一般油石比在5.6%-6.0%之间,粘结性要求高,应选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青,最好采用聚合物改性沥青,以提高低温变形性能及矿料的粘结力,防止沥青析漏,减小感温性。为保持较多沥青的稳定,一方面增加矿粉用量,同时使用纤维作稳定剂。

  二、SMA配合比设计

  SMA的配合比设计是做好SMA面层的第一步,也是至关重要的一步。SMA配合比设计的全过程分为三个阶段,即目标配合比设计阶段,生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。

  1.第一阶段:目标配合比设计

  目标配合比设计的目的是确定各种规格集料的配合比,使矿料混合料的颗粒组成接近级配范围的中值,采用不同沥青用量制备马歇尔试件,并通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。

  (1)材料的选择

  欲使SMA得已成功,首先要选择优质的符合要求的材料。

  1)沥青

  沥青必须符合“重交通道路沥青技术要求”,一般要使用比通常的标号低一级的沥青,最好使用改性沥青。

  2)粗集料

  为了充分发挥粗集料的嵌挤作用,必须采用坚硬的、粗糙的石料。 使用花岗岩、砂岩等酸性石料时,最好使用改性沥青,使粘附性达到 要求。如果达不到要求,可掺加2%左右的消石灰粉,或使用证明具有长期改善效果的抗剥离剂。石料不能采用颚式破碎机破碎,而必须采用锥式或锤式破碎机破碎。

  3) 细集料

  细集料最好使用坚硬的人工砂,人工砂是利用坚硬的石料反复破 碎而制成的,它具有一定的粗细级配,不同于从石屑中筛分出来的细 颗粒。人工砂采购有困难时,可采用一部分优质天然砂代替,但人工 砂与天然砂的比例不应小于1:1。

  4) 矿粉

  SMA需要的矿粉数量,一般为沥青用量的1.8-2.0倍。这是因为矿粉帮助沥青起到了分散作用的缘故。矿粉在SMA中的作用至关重要,沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜,才能对其它粗、细集料产生粘附作用。所以沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料。用于SMA的矿粉必须使用磨细的石灰石粉,且最好不用回收粉尘。

  5) 纤维稳定剂

  纤维稳定剂通常采用木质素, 纤维用量一般为沥青质量的0.3%。 SMA必须采用纤维稳定剂,在缺乏纤维的情况下,可使用改性沥青,但不能完全起到纤维的作用。在SMA中掺加纤维,纤维以一种三维的分散形式存在,可以起到加筋作用。若没有纤维,用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团,不能均匀地分散在集料之间,铺筑在路面上将清楚地看见油斑的存在,纤维可以使胶团适当地分散。纤维还可以充分吸附表面沥青和吸收内部沥青,从而使沥青用量增加,沥青膜变厚,提高SMA的耐久性。

  纤维使沥青膜处于比较稳定的状态,尤其是在夏天高温季节,沥青受热膨胀时,纤维内部的空隙还将成为一种缓冲的余地,不致成为自由沥青而泛油,对高温稳定性也有好处。

  纤维将增加沥青与矿料的粘附性,通过油膜的粘结,提高集料之间的粘结力。

  (2)选择初试级配

  选择初试级配时必须以SMA矿料级配范围为基础,以4.75mm通过率为变化点,改变不同的三个通过率:22%、25%、28%,或者采用20%、25%、30%,三个级配均固定矿粉量,0.075mm通过率为10%左右。所选择的三个初试级配必须在要求的范围内,此时当然也要考虑9.5mm通过率,大体在中值上下波动。

  选择三个集料级配的目的是选择三个不同的集料空隙率VMA,以便满足VMA大于17%的要求。满足VMA大于17%的要求对于发挥粗集料的嵌挤作用至关重要。

  (3)测定粗集料骨架部分的集料间隙率VCA

  为了充分发挥SMA粗集料的嵌挤作用,在压实状态下沥青混合料中粗集料骨架间隙率VCAmix必须等于或小于没有其他集料、结合料存在时的粗集料集合体的捣实状态下间隙率VCADRC。如果做不到这一点,粗集料的嵌挤作用就不能形成,因此这是一个鉴别能否实现嵌挤的基本条件。

  如果VCAmix大于VCA,则说明粗集料一定是被细集料、矿粉、玛蹄脂撑开了,粗集料也就形不成嵌挤作用,那也就不称其为SMA了。所以 VCAmix是否小于VCA是检验粗集料能否形成骨架嵌挤,成为SMA的关键指标。

  (4)选择初试沥青用量

  选择初试沥青用量首先要考虑关于SMA对最小沥青用量的规定。SMA耐久性与沥青用量关系极大,所以SMA设定了最小沥青用量的限制。

  细集料、矿粉填充在粗集料骨架的间隙中,全部矿料之外的间隙 即矿料间隙率VMA,可以由沥青及纤维填充,没有足够大的VMA,沥青想放也放不进去。在矿料间隙率VMA中填充沥青和纤维,沥青体积占全部间隙的百分率即为沥青饱和度VFA,所剩下的部分即是空隙率VV。

  (5)进行马歇尔试验,根据VMA和VCA确定设计级配

  按照初试的沥青用量,用三组初试级配拌和制作马歇尔试件,击实时采用正反击75次,试件数量为每组四个,三组共计12个。一组4个试件中,一个用于测定最大相对密度ρmax,三个用于测定毛体积相对密度ρmb。

  将三组初试级配试验的结果VCAmix与 VCA比较,从中选 择 符合 VCAmix〈VCA要求的级配,以4.75mm通过率最大的一组级配作为设计级配,此时应注意尽量选择VMA稍大于17%的级配作为设计级配,以防施工过程中VMA可能降低。

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