本文關(guān)鍵詞：鋼渣瀝青混合料的制備與性能研究

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【摘要】：鋼渣是煉鋼的副產(chǎn)物。我國是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)第一大國,每年的鋼渣的產(chǎn)量超過一億噸,但利用率卻在25%以下。另一方面,我國道路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展的同時,對優(yōu)質(zhì)的道路工程材料的需求也在日益增長。而通過適當(dāng)工藝成型的鋼渣,其幾何形狀與力學(xué)性能與軋制碎石相似,并具有堅硬、表面粗糙和耐磨等特點,具有代替天然石料成為優(yōu)質(zhì)瀝青混合料集料的潛能。因此,在瀝青混合料面層中采用鋼渣替代天然集料,一方面可以提高路面質(zhì)量,另一方面蘊藏著不可估量的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。本文圍繞南京鋼鐵聯(lián)合有限公司的鋼渣,研究了利用鋼渣作為粗集料制備瀝青混合料。依次研究了鋼渣集料的特性、鋼渣瀝青混合料的設(shè)計和制備方法、鋼渣瀝青混合料的基本路用性能、級配優(yōu)化設(shè)計和實際工程應(yīng)用問題。首先,結(jié)合成渣工藝對鋼渣的物理力學(xué)特性、化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)進行了研究,具體包括：通過討論天然級配、密度、吸水率等分析了鋼渣的物理性質(zhì)；通過壓碎值和磨耗值分析了其力學(xué)特性；通過電子顯微鏡掃、能圖分析和X光衍射掃描分析得到鋼渣集料的電鏡照片、能圖圖譜和X射線衍射圖譜,并分析了鋼渣的微觀形貌、元素組成、化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)特點。為了保證設(shè)計的混合料與制備的混合料級配一致,提出了正確的密度換算方法,并進行了驗證；采用瀝青浸漬法實測了鋼渣的有效密度和瀝青吸收系數(shù)；在此基礎(chǔ)上設(shè)計并制備了AC-13與SMA-13兩種常見的級配的鋼渣粗集料瀝青混合料,并確定了最佳瀝青用量。接著采用與普通瀝青混合料對比的形式,進行了混合料性能研究：結(jié)合貫入實驗、車轍實驗評價鋼渣瀝青混合料的高溫性能；通過動態(tài)模量實驗研究了鋼渣瀝青混合料的“時溫”特性,采用低溫小梁彎曲蠕變實驗評價混合料的低溫性能；結(jié)合凍融劈裂實驗、浸水馬歇爾試驗、鋼渣瀝青混合料的體積膨脹率實驗和小粱的線性膨脹率實驗評價混合料的水穩(wěn)定性和膨脹特性；通過測定混合料構(gòu)造深度、擺值和動態(tài)摩擦系數(shù)評價混合料的抗滑性能。接下來為討論造成鋼渣瀝青混合料高溫穩(wěn)定性差異的機理,采用測量休止角和圖像處理的方法,進一步對比分析了鋼渣與其他集料的幾何特性區(qū)別,評價集料的棱角性；在此基礎(chǔ)上,進行級配優(yōu)化設(shè)計,先通過集料的貫入實驗確定控制篩孔通過率和粗細集料比例,再以高溫性能為評價指標(biāo)進行進一步的級配優(yōu)化調(diào)整。最后,模擬了實際工程中的烘干筒中集料的烘干過程,得到烘干曲線并討論施工中對鋼渣烘干的要求,用Abaqus模擬了實際施工過程與使用階段鋼渣瀝青混合料的溫度場,并討論了施工中對碾壓時間的控制。
【關(guān)鍵詞】：鋼渣 瀝青混合料 高溫穩(wěn)定性 級配優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景與意義9-12
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀15-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線18-21
• 第二章 鋼渣的材料特性研究21-33
• 2.1 鋼渣的分類與成渣工藝概述21-23
• 2.2 鋼渣的物理、力學(xué)性質(zhì)23-26
• 2.2.1 天然級配23-24
• 2.2.2 密度及吸水率24-25
• 2.2.3 壓碎值和磨耗值25-26
• 2.3 鋼渣的化學(xué)成分分析及微觀研究26-31
• 2.3.1 電子掃描顯微鏡實驗26-28
• 2.3.2 X光衍射圖譜分析28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 鋼渣瀝青混合料的制備33-43
• 3.1 配合比設(shè)計的密度換算方法及驗證33-35
• 3.2 瀝青浸漬法實測鋼渣有效密度35-37
• 3.3 鋼渣瀝青混合料的制備37-42
• 3.3.1 鋼渣AC-13混合料的制備39-41
• 3.3.2 鋼渣SMA-13混合料的制備41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 鋼渣瀝青混合料的基本路用性能研究43-61
• 4.1 鋼渣瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性分析43-45
• 4.2 鋼渣瀝青混合料的動態(tài)模量實驗及“溫度-時間”特性分析45-50
• 4.3 鋼渣瀝青混合料的低溫性能研究50-52
• 4.4 鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性及體積安定性研究52-56
• 4.4.1 凍融劈裂實驗53
• 4.4.2 浸水馬歇爾試驗和鋼渣活性膨脹實驗53-54
• 4.4.3 小梁的膨脹實驗54-56
• 4.5 鋼渣瀝青路面抗滑性能研究56-58
• 4.6 本章小結(jié)58-61
• 第五章 鋼渣瀝青混合料的級配設(shè)計優(yōu)化61-75
• 5.1 鋼渣的棱角性分析及對混合料性能影響的驗證61-66
• 5.1.1 基于休止角對集料的棱角性評價61-62
• 5.1.2 基于數(shù)字圖像處理對集料棱角性的評價62-66
• 5.2 混合料類型選擇和級配優(yōu)化設(shè)計66-72
• 5.3 本章小結(jié)72-75
• 第六章 鋼渣瀝青混合料工程應(yīng)用研究75-81
• 6.1 針對鋼渣多孔特性的集料烘干實驗室驗證75-76
• 6.2 鋼渣瀝青路面溫度場分析76-80
• 6.3 本章小結(jié)80-81
• 第七章 總結(jié)與展望81-85
• 7.1 總結(jié)81-83
• 7.2 展望83-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：515231