硅酸鋰浸泡石灰?guī)r對瀝青路面抗滑性能影響研究

發(fā)布時間：2020-07-07 05:28

【摘要】：道路抗滑性能是影響行車安全的重要因素之一。研究表明,集料的耐磨性能對瀝青路面抗滑耐久性有很大影響。由于耐磨性較好的玄武巖等開采過快,分布較少;若將儲量豐富又分布廣泛的石灰?guī)r用在瀝青路面表層,則能減小成本、降低造價。硅酸鋰具有良好的耐磨、防水、自干性等,用于浸泡集料有望提高其耐磨性能,從而改善瀝青路面的抗滑耐久性。為此本文研究用硅酸鋰浸泡的石灰?guī)r粗集料修筑瀝青路面表面層的抗滑耐久性及其它路用性能。由于硅酸鋰在集料表面形成的干膜附著力差,也使集料與瀝青的黏附性變差。先將硅酸鋰分別與硅酸鈉、硅酸鉀、硅丙乳液、純丙乳液、苯丙乳液、硅烷偶聯(lián)劑、壓敏膠乳液、丁苯乳液、VAE乳液制成混合溶液,質(zhì)量比均取9:1、8:2、7:3、6:4、5:5,將混合溶液浸泡后的集料通過水浸法試驗和光電比色法試驗進(jìn)行初選,再通過洛杉磯磨耗試驗和磨光值試驗進(jìn)行復(fù)選,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量比為8:2的硅酸鋰與苯丙乳液混合溶液、質(zhì)量比為6:4的硅酸鋰與硅丙乳液混合溶液浸泡的集料黏附性和耐磨性能均較好,黏附性都達(dá)到了5級,磨耗損失也降低了約25%。為了分析兩種硅酸鋰混合溶液提升石灰?guī)r耐磨性能的機(jī)理,進(jìn)行了紅外光譜試驗、掃描電鏡試驗和集料圖像測量試驗。通過紅外光譜圖看出,兩種混合溶液都與石灰?guī)r發(fā)生了化學(xué)鍵結(jié)合。由掃描電鏡試驗得知兩種硅酸鋰混合溶液沒有改變集料的粗糙度。通過集料圖像測量試驗結(jié)合洛杉磯磨耗試驗,可知苯丙混合溶液沒有改變集料的棱角值,略微提升了集料的表面紋理;硅丙混合溶液沒有影響集料的表面紋理,但降低了集料的棱角性。兩種混合溶液都提高了集料保持棱角性和表面紋理的能力;其中棱角性提高效果相同,硅丙混合溶液保持集料表面紋理的能力更強(qiáng)。采用環(huán)道式加速磨耗儀結(jié)合鋪砂法和擺式儀,以未處理石灰?guī)r作為對比組,研究硅酸鋰混合溶液浸泡粗集料對瀝青路面抗滑性能的影響。得知苯丙混合溶液處理試件的初始構(gòu)造深度基本與未處理的試件相等,但硅丙混合溶液處理試件的初始構(gòu)造深度略小;兩種硅酸鋰混合溶液處理試件的擺值初值與未處理的試件相同,表明兩種硅酸鋰混合溶液浸泡的粗集料對瀝青路面的初始抗滑性能沒有提高;但兩種處理試件的構(gòu)造深度和擺值衰減速率都減小了,從而提高了瀝青路面的抗滑耐久性。同時苯丙混合溶液對瀝青混合料宏觀構(gòu)造的提高效果更好,使試件構(gòu)造深度的衰減速率降低了約19.0%;硅丙混合溶液對瀝青混合料微觀構(gòu)造的提高效果更好,使試件擺值的衰減速率降低了約19.5%。最后分別通過浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗、車轍試驗、半圓彎曲試驗、三點彎曲疲勞試驗,可知兩種硅酸鋰混合溶液對瀝青混合料水穩(wěn)定性有不利影響,同時苯丙混合溶液處理的瀝青混合料的水穩(wěn)定性性能偏差,使水穩(wěn)定性降低了約10%。兩種硅酸鋰混合溶液對瀝青混合料高溫、低溫、疲勞性能基本無影響。通過對硅酸鋰混合溶液浸泡的集料進(jìn)行集料與瀝青混合料性能試驗,得知質(zhì)量比為8:2的硅酸鋰與苯丙乳液混合溶液、質(zhì)量比為6:4的硅酸鋰與硅丙乳液混合溶液浸泡的集料能提高瀝青路面的抗滑耐久性,且其他路用性能均滿足要求。該研究成果有望促進(jìn)石灰?guī)r在瀝青路面表面層的使用,降低工程造價,具有一定的社會意義和實用價值。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U416.217;U414
【圖文】：