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硅藻土改性沥青路面抗车辙性能研究

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  摘 要:硅藻土是一种是由古代生物硅藻遗骸沉积形成的一种化石性硅藻堆积土矿床。研究表明,硅藻土作为改性材料添加到沥青混合料当中,对提高沥青混合料的高温抗车辙性能提高较大。吉林省在硅藻土改性沥青混合料的推广应用方面具有很多成功的经验,通过实体工程调查和检验,硅藻土改性沥青路面的高温抗车辙性能同对比路段相比均有所提高。
  关键词:硅藻土 沥青 抗辙性
  中图分类号:U414.75 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(c)-0075-02
  
  Abstract:diatomite is a is by ancient biological diatom remains deposition of the formation of a fossil diatoms of deposit soil deposits. Research shows that, as modified materials added to diatomite of asphalt mixture, to improve the asphalt mixture of high temperature anti-rutting greater performance. In jilin province diatomite modified asphalt mixture with the popularization and application of the many successful experience, through the engineering investigation and inspection entity, diatomite modification of the asphalt pavement of high temperature anti-rutting performance compared with comparative sections are improved.
  Key Words:Diatomite;Asphalt;Sleeper-type of resistance
  
  硅藻土是一种稀有非金属矿,是由古代生物硅藻(一种单细胞的水生藻类)遗骸沉积形成的一种化石性硅藻堆积土矿床,主要由硅藻遗骸和软泥固结而成,其本质是含水的非晶质SiO2,并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质。在显微镜下可以观察到天然硅藻土的特殊多孔性构造,该微孔结构是硅藻土具有特殊理化性质的原因。我国硅藻土资源主要分布在吉林省长白、浙江嵊州市、云南寻甸、山东临朐、四川攀西地区及河北、福建等省。吉林省是我国硅藻土储量最多的省份之一,具有丰富的硅藻土矿产资源,主要为第三纪沉积矿床,这些硅藻土矿区大部分布在我省东部山区。
  吉林省属北温带湿润性大陆季节气候,四季变化明显,年平均气温3.7℃~4.9℃,极端最高气温35.9℃~38℃,极端最低气温零下36.1℃~39.8℃,昼夜温差较大。普通沥青混合料很难满足如此恶劣的气候条件下行车的需要,尤其是沥青路面车辙现象的发生比较普遍,硅藻土作为改性材料添加到沥青混合料当中,对提高沥青混合料的高温抗车辙性能提高较大。
  1 试验研究
  1.1 指标要求
  沥青混合料在高温下为弹性体,劲度较小,在渠化交通下,容易形成车辙、推移和变形,从而影响沥青路面的使用性能。由于马歇尔稳定度和流值与路面长期性能无关,对于控制车辙更是相距甚远。因此目前许多国家已把车辙试验作为沥青混合料组成设计的一项评价指标,美国SHRP计划已把它作为AAMAS“沥青混合料分析系统”的一项不可缺少的指标。用它来评价现场路面的高温性能,使材料组成设计更能满足实际路面的使用功能。目前我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40―2004)采用车辙试验方法来评价沥青混合料的抗高温性能,指标要求见表1。
  1.2 试验方法
  试验方法采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)的要求进行,大体步骤如下。
  (1)试验荷重:试验轮与试件接触压强为0.7MPa±0.5MPa。
  (2)试验温度及试件养生时间:试验温度采用60℃,试件放入恒温室养生时间为6h。
  (3)行走距离及行走速度:行走距离为23±1cm,行走速度为42±1次/min,行走方向与试件成型碾压方向一致。
  (4)动稳定度计算方法:
  DS=
  式中:DS为动稳定度;
  d60为试验时间为60min时试件的变形量,mm;
  d45为试验时间为45min时试件的变形量,mm。
  1.3 车辙试验结果
  选取吉林省有代表性的可用于沥青混合料的硅藻土,产地为吉林省吉林地区的九台市、白山地区的长白县和临江市,进行硅藻土改性沥青混合料的车辙试验,沥青采用90号石油沥青,并同不掺加硅藻土的沥青混合料做对比试验,从试验结果可以看出,硅改沥青混合料的动稳定度较基质沥青混合料相比有所提高,高温抗车辙性能的改善效果较为明显,不同硅藻土在提高沥青混合料高温稳定性方面的效果也有所不同。如表2所示。
  
  2 路面检测
  在长平高速公路和松肇高速公路上进行了硅藻土改性沥青路面和正常路段的车辙检测工作,其中松肇高速公路的左幅和右幅采用的硅藻土不同。检测方法参照《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)的要求,对硅藻土改性沥青路面推广路段进行现场调查和检测,车辙检测的位置选在行车道和路面边缘。如表3,4,图1,2所示。
  检测结果证明,合理采用硅藻土改性沥青混凝土可以明显提高沥青路面的高温稳定性,但要对硅藻土的质量进行严格控制。
  
  3 结语
  室内试验和工程实践证明,硅藻土作为改性材料添加到沥青混合料当中,对提高沥青混合料的高温抗车辙性能提高较大。采用藻土改性沥青混凝土的沥青路面,车辙较正常路段有明显减小,表明硅改沥青路面具有良好的高温稳定性能。但是如果对硅藻土的性能指标不严格加以限制,结果会事与愿违。
  
  参考文献
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  [3] 陈凤晨.基于光纤光栅技术的沥青路面车辙预估方法研究[D].哈尔滨工业大学,2009.
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  [4] 刘洁,赵东风.硅藻土的研究现状及发展[J].环境科学与管理,2009(5):104~107.
  [5] JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
  [6] JTG F40―2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

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