简介:本文是沥青混凝土和橡胶沥青相关学术论文怎么写和橡胶相关毕业论文的格式范文.
摘 要：文章以其在应力吸收膜层的应用为重点,结合应力吸收层对材料、施工工艺的要求,将橡胶颗粒以集料方式与沥青混融,并透过实验方法,分析橡胶颗粒技术性质、级配选择及沥青用量对橡胶沥青混凝土性能的影响,进而确定配合比设计方法;同时,通过橡胶混凝土施工过程中年搅拌、摊铺、碾压技术的分析,来确定公路路面修复质控的关键点,并实测其作为公路路面修复基材的渗水系数、构造深度、摩擦系数、压实度等路用指标,结果表明,其路用性能较优,达到了预期设计要求.
关键词：橡胶颗粒;公路灾害;经济性;路用性能
中图分类号：U414.75
文献标识码：A
文章编号：1001-5922（2020）12-0061-04
0 引言
沥青路面因施工便捷、噪音小、行驶舒适,而成为我国公路路面的主要材料,占比达到了90%以上,但以石蜡制备而成的石油沥青路面,具有较高的温度敏感性,在高低温作用下,会出现沥青表层流淌、发脆的问题,且因为施工工艺欠佳,公路车辆数量、车型及超载的不断增加,公路路面容易出开裂、软化、车辙、龟裂、拥包等病害,亟待修复.而橡胶沥青混凝土作为一种改性沥青材料,其利用废旧轮胎制备胶粉或胶粒,通过高温搅拌让其与基质沥青混融发生溶胀反应生成的,与普通沥青比较,其具备较好的抵抗温变性性、抗水损害、抗老化及疲劳性,将其用于公路建设,不仅能够优化公路路面的使用舒适性、耐用性、寿命,而且能够最大限度的实现废旧轮胎再生利用,变废为宝,达到较好的节能减排效果.为此,多以使用橡胶沥青混凝土作为公路路面修复材料具有经济性和实用性,但以往的研究中,多以粉状形式掺人沥青进行混融,而通英美法、澳大利亚等国家的工程实践验证,使用橡胶颗粒改性的沥青混凝土铺设的公路路面,呈现较优的高弹性,降噪效果明显,被称为“安静公路”,为此,本文将以橡胶颗粒作为部分替代细集料,与沥青混融制备橡胶沥青混凝土,作为公路路面修复的基材,分析其制备工艺及影响因素,测定其应用性能和经济性,以为高效、低成本的公路养护提供有效支撑.
1.工程概况及修复技术要求
某市区人车流密度高的公路路面原有为水泥砼,在大型、高密集车载重力影响下,及环境侵蚀,加之水泥路面自身密度低、强度分布将不均匀,影响了其与沥青面层的粘接连续性,此时,容易出现裂缝、坑槽、水泥间缝槽过大、剥落等病害[1].而路面刚柔性,正来自于沥青罩面与水泥之间的粘合作用,而目前最常用的方法,对路面进行挖掘修复,加铺一层应力吸收膜层,以增强粘结作用,预防路面病害,而为迎合节能环保的需求,该工程将采用橡胶沥青混凝土进行加铺,该应力吸收层加铺的技术要求如下：
集料：公路路面工程修复中应力吸收膜层的集料,应选用玄武岩、辉绿岩、石灰岩等强基性硬质岩,粒径应达到：
d≤0.6D
（1）
式（1）中,D为集料的最大粒径;同时集料棱角应达到[2]：
L+ G≤6E
（2）
PC/E>1.56≤P0
（3）
式（2）、（3）中L、G、E分别为集料长度、直径、厚度,单位均为mm,PC/E>1.56、P.分别为集料中GIE> 1.56的扁平状颗粒含量、允许通过率,%.
同时,结合理论与实践,用于应力吸收层的橡胶沥青混凝土应具备高韧性、弹性、泌水性及高弹性,为此,其修复施工技术工艺应满足：
为确保环保及提升与沥青的胶黏效用,应确保橡胶粉的掺量在20%-30%以上,细度也要尽高点,不应超过120目即可;且基于废旧轮胎橡胶颗粒的高硬质、弹性,可以其部分替代岩石集料,橡胶沥青混凝土制备过程应选用剪切+搅拌的方法,并确保发育时间充分,以实现橡胶沥青充分混融,溶胀,提升橡胶沥青混凝土的吸收应力.
2
公路路面修复用橡胶沥青混凝土的制备
2、1 原材料選择
为满足上述公路路面修复工程中应力吸收层施工技术要求,本文基质沥青选用90号道路石油沥青,胶粉选用80目,以22%的掺量,200℃温度下持续搅拌60min[3],通过机械搅拌得到橡胶沥青,各项指标实测值均达到了要求.粗细集料中参照《公路工程集料试验规程》（JTC E42-2005）要求,细集料选用干燥、无杂质、无风华的级配较高的玄武岩,碎石屑、机械砂应分别选型3# （3-5mm）、（4# （0-3mm）;粗集料部分选择石灰岩,部分以废旧轮胎橡胶颗粒予以替代,通过对比,选用低成本的常温粉碎法,在常温条件下利用机械作用剪切、撕拉、辗磨废旧轮胎,获得橡胶颗粒.同时,因矿粉需与沥青产生胶融作用,用于填充骨架空隙,故而,应选用干燥、无结团、无黏土杂质的矿粉.
2、2 配合比设计
2、2.1橡胶颗粒形状
因本文拟以橡胶颗粒部分替代集料,用于制备橡胶沥青混凝土,而为测定橡胶颗粒形状,也即细长扁平率对于橡胶沥青混凝土压实度和体积特性的影响,以便评测其用于公路路面修复的性能,将以橡胶颗粒的回弹率和空隙率作为测评指标,回弹率计算公式为[4]：
式（4）中,h1、h2分别为成型后、脱模后试件的高度,mm.
空隙率计算公式为：
将橡胶颗粒沥青混凝土搅拌成型试件,通过试验可知,橡胶颗粒的细长扁平率与橡胶沥青混凝土的回弹率、孔隙率呈正向关系.橡胶颗粒细长扁平率越高,混凝土的回弹率、孔隙率越高,被压实的程度越低,这是细长扁平的颗粒与其他集料的相互摩擦嵌锁作用减弱,加之橡胶颗粒的弹性较高,回弹率升高会撑开矿料骨架,也会增大试件的空隙率,影响其作为应力吸水层的压实度,为此,应选用细长扁平率较低、呈现立体形状的橡胶颗粒作为原材,用于公路路面修复.
2、2.2 级配的确定
目前,尚未规范对橡胶沥青混凝土配合比进行规范,通常其级配存在骨架密实型、悬浮密实型、骨架空隙型等3类,各有优势,公路路面修复过程中,若要达到较好的水稳定性、低温抗裂性及耐久性,优选悬浮密实结构,若要达到较好的抗车辙能力、高温稳定性,则选择骨架空隙型,而密实骨架型则集成了上述2种级配的优点.通常,采用2种及以上的集料配合才能达到级配范围要求,此时,需要对橡胶沥青混凝土进行配合比设计,故而,本文根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTC F40-2004）[5],根据公路路面工程灾害类型、自然条件及材料特性确定橡胶沥青混凝土的矿料级配,以AC-13作为目标配合比,采用最小二乘法以Matlab软件优化矿料的组成,以得出矿料的配合比.
2.2.3 沥青最佳用量
橡胶沥青混凝土是在高温下通过将橡胶粉、基质沥青、集料充分混融,产生溶胀反应生成的一种产物,沥青过少混融不充分,影响混凝土的胶黏性,过多则降低混凝土的孔隙率、流值,影响高温稳定性、低温抗裂性,故而.确定最佳的沥青用量至关重要.为此,在上述级配下,采用马歇尔击实试验法确定橡胶沥青混凝土的最优油石比为±0.5%,以4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%沥青用量成型5组马歇尔试件,各计算体积参数、测定稳定度、流值指标值,以各项指标参数、沥青用量分别作为纵横坐标系数值,据此,测算试件的毛体积相对密度、空隙率、间隙率、饱和度、稳定度和流值,参照沥青实验规范标准,通过计算沥青用量最大、最小值,确定最佳用量范围OACmin - OA C_max.
结合上表,参照《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》中有关橡胶沥青混凝土的马歇尔试验技术指标,依照下式计算沥青最佳用量[6]：
OAC等于 （OAC1+ OAC2）/2
（6）
其中：
OAC1等于 （a1 +a2+a3+a4）/4
（7）
OAC2等于 （OAC min+OACmax）/2
（8）
式（4）中,a1、a2、a3、a4分别为密度峰值、稳定度峰值、空隙率中值、饱和度中值,OAC1为5.7%,OAC2为5.6%,可见,沥青最佳用量为5.7%.
3.橡胶沥青混凝土在公路路面修复工程中的应用分析
3、1施工技术要点
施工前的准备：根据上述选材和配合比设计方案,采用拌和方式制备橡胶沥青混凝土,且应合理控制拌和温度,温度过低增加压实难度、孔隙率较大,无法保证混凝土在公路路面修复中的应用性能,而温度过低则会胶粉沥青出现氧化和分离,催发李庆忠轻质组分的挥发,为此,施工搅拌中应将集料加热温度、拌和、出料温度分别控制在180 - 190℃、165 - 175℃、160 - 170℃[7].同时,在橡胶沥青混凝土运送至施工现场时,应选用大吨位车辆,根据现场应力吸收层摊铺施工进度,确定运输车辆,在运输前需将车厢底板和侧板涂刷隔离剂,且在运输过程中应尽量控制颠簸,以规避混凝土的离析.
施工中的技术：进入施工现场,应检查应力吸收层下承层表层是否存在浮动的杂土、粉尘、矿料,且多在13℃的温度下施工,施工前应先将摊铺机熨平板预热至110℃,对于下承层为沥青混凝土或水泥稳定基层的公路,摊铺量应控制在2-2.5kg/m2,而为水泥混凝土时,将摊铺量控制在1.5 -2kg/m2,在1～3 m/min铺贴速度下[8],维持匀速摊铺,以确保应力吸收层的平整度.在完成应力吸收膜层的整体摊铺后,需要对其进行压实处理,以到达到《公路沥青路面施工技术规范》（JTC F40-2004）的技术要求,因为橡胶沥青混凝土中橡胶沥青的胶黏性较高,且粗集料较细集料多,增加了压实的难度,为此,需以较高的压实温度、压实力进行压实操作,针对此,本文选用双轴双钢轮压路机,以高于20cm的压路机重叠高度进行压实,压实初期,在混凝土温度较高时,可以高频、低振幅的双钢轮压力机,使用前静后振的碾压方式从外侧向中心压实2遍,如此可确保集料不易压碎,且可让混凝土表层得到最大的压实力,提升初压密实度.复压阶段,应紧随初压,应最大限度缩短压路机碾压段,控制在50m以内[9],且使用型号不同的压路机组合碾压时,应让每一个压路机进行全服碾压,以确保混凝土各部位压实度的均匀性,而后,若有显著的压实轮痕迹,需采用双轮式缸筒式或无振动的振动压力机进行2遍终压,若无,则省去了终压.
3、2应用效果分析
為测定公路路面修复工程中橡胶沥青混凝土的应用性能,本文遵循上述制备和施工方法,在摊铺、压实后,对应力吸收层进行取芯检验,实际测定其各项路用性能指标,所得结果如表2所示,可见,即便废旧轮胎橡胶与沥青在高温剪切、拌和作用下,充分混融,并产生吸附溶胀反应,形成胶黏的网络结构,但是,采用上述施工技术方法,仍可构造良好的骨架结构,使得平整度、渗水系数、构造深度、摩擦系数等达到标准要求,达到了较好的公路路面修复性能.
4.结语
公路路面的灾害复杂、多样,增加了后期养护的成本和能耗,而废旧轮胎橡胶,通过与沥青混融可制备高温稳定、低温抗裂、水稳定性等较优的橡胶沥青混凝土,将其应用到公路路面的修复工程中,可实现节能降耗的目的,对于驱动我国公路可持续性发展具有重要作用.而上述正是基于该种优势,为最大限度的实现废物利用,将橡胶颗粒部分替代集料直接掺人,融合橡胶沥青的胶黏、抗老化性能,构造路面应力吸收膜,可用于修复车辙、开裂、水损害等多类路面灾害,给出的制备方法、施工技术要点可为未来公路路面修复工程的高效施工提供有效支撑.
参考文献
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总结：本文汇总,此文是可用于本科与硕士沥青混凝土和橡胶沥青相关的毕业论文开题报告写作参考和有关优秀学术职称论文参考文献资料，免费教你怎么写橡胶方面论文.
橡胶引用文献:
[1] 沥青混凝土路面检测项目论文
[2] 橡胶沥青和民生论文写作参考范文 关于橡胶沥青和民生相关论文如何怎么撰写8000字
[3] 改性沥青和橡胶论文范文文献 关于改性沥青和橡胶方面论文怎么撰写2万字
