本发明属于材料
技术领域：
，具体涉及一种MOH半柔性材料室内旋转压实试验方法。
背景技术：
：目前，传统热拌沥青混凝土加工和路面施工必须依赖于大量燃烧能源，在高寒地区气候条件下，其热耗散大幅度增加，施工和路面质量控制难度加大，同时造成严重的环境污染。针对现有热拌沥青混凝土在高寒地区应用存在的问题，半柔性路面材料成为高寒地区公路建养研究的新方向。为了做到节能减排，我们要求该种材料为常温施工，即冷拌冷铺。拌合式半柔性路面材料是一种以乳化沥青水泥混合胶浆为主要结合料的复合有机水硬性材料(简称MOH材料)，因其材料模量高于柔性的沥青混凝土，因此称半柔性材料。当前，MOH半柔性路面压实施工工艺和参数的确定缺乏相关的理论依据，针对此问题必须首先通过室内压实试验确定出该材料路面达到要求力学性能指标所需的总压实功。而压实前必须通过相关试验确定出MOH材料的最优级配方案。目前SGC旋转压实仪普遍地运用到了沥青混合料的室内压实试验中，因为旋转压实方法不仅与实际路面的压实过程接近，而且压实效果也比较接近，比之马歇尔击实方法，旋转压实显示出明显的优越性。因此，本次确定最优级配压实试验采用SGC旋转压实法。评定级配方案优劣采用空隙率和抗压强度值两个指标。技术实现要素：本发明的目的在于通过室内SGC旋转压实试验方法确定出MOH半柔性材料的最优级配，该级配可为计算该材料路面在实际碾压施工时所需的总压实功提供数据参考，也可作为测定该材料其他力学性能的优选方案。为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：步骤一，根据质量比将矿料：水泥：水：乳化沥青按照1：(0.01-0.03)：(0.0218-0.0396)：(0.0804-0.0982)配合比的正交方案混合，制成MOH混合料；步骤二，将试模下压盘放入试模底部，下压盘表面垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，将MOH混合料铲入打好小孔的试模中，用插刀沿周边和中间插捣若干次，插捣后将MOH混合料表面整平成圆弧面，再在混合料上方垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，最后将上压盘放置入模；步骤三，将装好MOH混合料的试模放在旋转压实仪底座上并固定，设定旋转压实参数；步骤四，重复步骤二和步骤三，制作若干个试件进行试验对比，最终得出试验结果；所述步骤一中，常温下将矿料、水泥搅拌均匀，注入水，使矿料表面湿润，接着加入乳化沥青搅拌，拌和至混合料成开始破乳状态为止，使拌和好的混合料温度为25℃。所述步骤二中，用插刀沿周边插捣15次，中间10次。所述步骤三中，参数如下：旋转压力P＝(600±6)kPa，旋转压实角α＝(1.122±0.002)°，旋转速度ω＝30r/min±0.5r/min，旋转压实设计次数N设计＝150次。所述矿料采用AC13沥青混合料级配，集料为石灰岩，压碎值均大于12％。所述乳化沥青为河南高远mk-06慢裂快凝型。所述水泥为河南孟店牌。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1.通过SGC旋转压实试验方法确定出的MOH材料的最优级配方案可作为该材料路面实际碾压施工时的级配，也可作为测定该材料其他力学性能参数的优选级配方案。2.通过本旋转压实方法制作的最优级配试件，可为预测后续MOH材料路面摊铺压实的路面性能和质量提供较好的参考，并为计算路面总压实功提供可靠的数据参考；3.与现有马歇尔击实试件成型法相比，本发明通过一种揉搓的方法，在恒定的垂直压强、恒定的压实角度及规定的压实转速三个主要技术条件下对试件进行旋转压实，成型的试件密实度更高，同等条件下密实度值变化较小，成型的试件基本不存在集料被击碎的情况，可更好地模拟路面施工时摊铺机和压路机对路面的压实作用情况；4.本发明制备试件过程中，整个工艺都是在常温冷拌的条件下进行，工艺步骤相对简单，具有节能环保的特点。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。1、MOH混合料配合比方案；MOH材料的设计出发点是基于乳化沥青破乳和水泥水化，乳化沥青破乳后形成强度，并提供水泥水化所需水；水泥所具有的活性能促进乳化沥青破乳，同时，水泥水化形成强度且水化热能加速乳化沥青的破乳，二者共同提高早期强度。MOH混合料室内试验采用的混合料配合比正交方案见表1。表1MOH混合料配合比方案(1)集料级配；选用AC13沥青混合料级配，集料为新乡辉县石灰岩，压碎值均大于12％，集料合成级配参见表2。表2集料合成级配(2)乳化沥青；沥青原料为山东东明牌70#，所生产乳化沥青型号为河南高远mk-06慢裂快凝型，乳化沥青检测结果见表3。表3乳化沥青检测结果表性能指标性能指标要求试验结果筛上剩余量(1.18mm)/％＜0.10.03残留物含量/％≥5556针入度(25℃)/0.1mm45～15063软化点(5℃)/℃≥4247.5延度(15℃)/cm≥100120标准粘度(25℃)/s10～6014离子电荷/阳离子破乳速度/慢裂储存稳定性(1d)％0.8储存稳定性(5d)％4.5(3)水泥；采用的水泥为河南孟店牌，水泥检测结果见表4。表4水泥检测结果表性能指标检测结果细度(％)4.1密度(kg/m3)2906比表面积(m2/kg)374标准稠度用水量％27.6初凝(min)213终凝(min)289胶砂流动度(mm)182抗折强度3d(MPa)4.2抗折强度28d(MPa)6.7抗压强度3d(MPa)25.4抗压强度28d(MPa)38.42、MOH材料拌和；混合料室内拌和方式为人工拌和，首先称取每个试件所需的混合料质量为6000g左右。拌混合料添加顺序为：矿料、水泥、水和乳化沥青，拌和方法为先将矿料、水泥搅拌10s，注入计算的用水量，拌和10s,使矿料表面完全湿润，接着加入乳化沥青用力快速搅拌，控制整体拌和时间不超过2min，拌和混合料为开始破乳状态为止，控制拌和好的混合料温度为25℃。3、旋转压实试件的成型；a.将试模下压盘放入试模底部，下压盘表面垫上一张涂抹黄油的圆形滤纸，将拌和好的MOH混合料铲入打好小孔的试模中(便于试件压实时水的流出)，用插刀沿周边插捣15次，中间lO次，插捣后将混合料表面整平成圆弧面，再在混合料上方垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，最后将上压盘放置入模；b.将装好混合料的试模放在旋转压实仪底座上并固定好，设定好旋转压实参数如下：旋转压力P＝(600±6)kPa，旋转压实角α＝(1.122±0.002)°，旋转速度ω＝30r/min±0.5r/min，旋转压实设计次数N设计＝150次；c.表1中每个方案分别成型两个试件，旋转压实仪自动记录不同旋转压实次数时试件的高度，旋压后所有试件高度在140mm左右。4、旋转压实试件空隙率和抗压强度的测定；a.旋压试件在60℃烘箱中养生48h后达到恒重，因经旋转压实后的试件尺寸为φ150mm×140mm，试件芯样密度和外表面密实度存在较大差异，故需对养生后的试件进行取芯、切割为φ100mm×100mm的试件；b.采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的表干法(T0705-2011)测定各试件的毛体积密度；c.常温养生72h后,采用万能试验机使用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的圆柱体法(T0713-2000)测定试件的抗压强度，各方案试件抗压强度值见表5；d.最后试件经105°烘箱养生6h后，采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的真空法(T0711-2011)测定试件的最大理论密度，空隙率VV计算公式见式1。各方案试件空隙率值见表5。表5旋转压实试件结果由表5可见，综合比较各级配方案空隙率和抗压强度值，并采用极差分析法分析后得出方案4为最优级配方案，可作为下一步研究压实功和测定其他力学性能参数的级配方案。实施例1：步骤一，根据质量比将矿料：水泥：水：乳化沥青按照1：0.01：0.0296：0.0804混合，首先将矿料、水泥搅拌均匀，注入水，使矿料表面湿润，接着加入乳化沥青搅拌，拌和混合料至开始破乳状态，使拌和好的混合料温度为25℃，制成MOH混合料；步骤二，将试模下压盘放入试模底部，下压盘表面垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，将MOH混合料铲入打好小孔的试模中，用插刀沿周边插捣15次，中间插捣10次，插捣后将MOH混合料表面整平成圆弧面，再在混合料上方垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，最后将上压盘放置入模；步骤三，将装好MOH混合料的试模放在旋转压实仪底座上并固定，设定旋转压实参数，参数如下：旋转压力P＝594kPa，旋转压实角α＝1.12°，旋转速度ω＝29.5r/min，旋转压实设计次数N设计＝150次；步骤四，重复步骤二和步骤三，制作若干个试件进行试验对比，最终得出试验结果。实施例2：步骤一，根据质量比将矿料：水泥：水：乳化沥青按照1：0.03：0.0268：0.0982混合，首先将矿料、水泥搅拌均匀，注入水，使矿料表面湿润，接着加入乳化沥青搅拌，拌和混合料至开始破乳状态，使拌和好的混合料温度为25℃，制成MOH混合料；步骤二，将试模下压盘放入试模底部，下压盘表面垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，将MOH混合料铲入打好小孔的试模中，用插刀沿周边插捣15次，中间插捣10次，插捣后将MOH混合料表面整平成圆弧面，再在混合料上方垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，最后将上压盘放置入模；步骤三，将装好MOH混合料的试模放在旋转压实仪底座上并固定，设定旋转压实参数，参数如下：旋转压力P＝606kPa，旋转压实角α＝1.124°，旋转速度ω＝30.5r/min，旋转压实设计次数N设计＝150次；步骤四，重复步骤二和步骤三，制作若干个试件进行试验对比，最终得出试验结果。实施例3：步骤一，根据质量比将矿料：水泥：水：乳化沥青按照1：0.02：0.0357：0.0893混合，首先将矿料、水泥搅拌均匀，注入水，使矿料表面湿润，接着加入乳化沥青搅拌，拌和混合料至开始破乳状态，使拌和好的混合料温度为25℃，制成MOH混合料；步骤二，将试模下压盘放入试模底部，下压盘表面垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，将MOH混合料铲入打好小孔的试模中，用插刀沿周边插捣15次，中间插捣10次，插捣后将MOH混合料表面整平成圆弧面，再在混合料上方垫一张涂抹黄油的圆形滤纸，最后将上压盘放置入模；步骤三，将装好MOH混合料的试模放在旋转压实仪底座上并固定，设定旋转压实参数，参数如下：旋转压力P＝600kPa，旋转压实角α＝1.122)°，旋转速度ω＝30r/min，旋转压实设计次数N设计＝150次；步骤四，重复步骤二和步骤三，制作若干个试件进行试验对比，最终得出试验结果。当前第1页1 2 3