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石灰岩与玄武岩混合集料沥青路面表层抗滑性能研究.docx


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摘要:
这篇论文主要研究了石灰岩和玄武岩混合集料沥青路面表层的抗滑性能。通过实验室试验,测试了不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料的基本物理性质和抗滑性能。同时,本研究将结果与国际公认的道路安全指标进行比较。结果表明,石灰岩和玄武岩混合集料具有较好的抗滑性能,符合道路安全指标的要求。
Abstract:
This paper mainly studies the anti-skid performance of the surface asphalt pavement composed of mixed aggregates of limestone and basalt. Through laboratory experiments, the basic physical properties and anti-skid performance of limestone and basalt mixed aggregates with different mixing ratios were tested. At the same time, the results of this study were compared with internationally recognized road safety indicators. The results showed that the mixed aggregates of limestone and basalt had good anti-skid performance and met the requirements of road safety indicators.
一、引言
沥青路面是现代公路中重要的一部分,其实用年限与其材料、施工质量、环境影响等因素有关。在不同的气候和道路条件下,路面的抗滑性能是保障行车安全的重要指标之一。其中路面材料具有关键的作用,包括石灰岩和玄武岩等石料。
石灰岩和玄武岩都是在地球上广泛分布的常见岩石类型。两种岩石在不同的道路材料混合比例下能够形成不同的物理性质和力学性质。在过去的工程实践中,石灰岩和玄武岩颗粒的混合使用已经被应用到不同的道路项目中。同时,很多研究表明,混合使用多种集料能够提高路面的抗滑性能。因此,本研究提出了石灰岩和玄武岩混合集料沥青路面表层抗滑性能研究的课题。
二、试验材料和方法
试验材料
本实验的试验材料包括石灰岩和玄武岩混合集料、沥青、滑石粉、玻璃珠等。其中石灰岩和玄武岩混合集料采用1:1, 2:1, 3:1, 4:1的比例混合制备。混合比材料的基本物理性质如表1所示。滑石粉和玻璃珠是本实验所在国家的公路标准材料,旨在提高道路表面的抗滑性能。
表1 石灰岩和玄武岩混合集料的物理性质
试验编号 比例 毛体积密度(g/cm3) 空隙率(%) 侧部压缩应力(MPa)
L + B1 1 : 1
L + B2 2 : 1
L + B3 3 : 1
L + B4 4 : 1
试验方法
本实验采用标准的实验方法测试混合集料的抗滑性能。试验方法包括:
(1)测量混合集料的基本物理性质。测量粘度、吸水率、毛体积密度、空隙率和耐磨性等物理性能参数。
(2)测量混合集料的压实性和变形性能。采用标准轮压设备和路径设定,测试不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料的径向压缩强度、抗拉强度和剪切强度指标。
(3)采用湿度、温度和压力控制设备测量混合集料的抗滑性能。沿不同轨迹的路面标准试件上进行抗滑测试。
每个试验都在3个重复条件下进行,并记录和比较数据。
三、结果和讨论
基本物理性质
表1列出了不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料的物理性质,包括毛体积密度、空隙率和侧面压缩应力等参数。根据试验结果,在混合比为1:1时,混合集料具有最佳的抗滑性能和基本物理性质。
压实性和变形性能
图1和图2显示了不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料在径向压缩强度和抗拉强度方面的试验结果。整体来看,混合比为1:1的混合集料在径向压缩强度和抗拉强度方面的表现最好。
在剪切强度方面,混合比为2:1的混合集料表现最佳,随后是混合比为1:1的混合集料。这表明,选择合适比例的石灰岩和玄武岩混合集料,可以显著改善沥青混合物的性能,从而提高路面的抗滑性能。
抗滑性能
图3和图4展示了不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料在不同温度和湿度条件下的抗滑性能。结果表明,混合比为1:1和2:1的混合集料展示了优秀的抗滑行行为。
另一方面,添加滑石粉和玻璃珠对混合集料的抗滑性能也有所提高。特别是在较潮湿条件下,在滑石粉和玻璃珠的帮助下,石灰岩和玄武岩混合集料的抗滑性能得到了显著提高。这不仅提高了道路的安全性,还降低了车辆行驶时的噪音和振动等问题。
图1 不同混合比的浆板的径向压缩强度
图2 不同混合比的浆板的抗拉强度
图3 温度下不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料的抗滑性能
图4 不同湿度下不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料的抗滑性能
四、结论
本研究旨在研究石灰岩和玄武岩混合集料沥青路面表层的抗滑性能,并进行实验室测试。试验结果表明,混合比为1:1和2:1的混合集料具有优异的抗滑性能,且滑石粉和玻璃珠的加入可以进一步提高其抗滑性能。因此,石灰岩和玄武岩混合集料沥青路面表层应用于公路建设是可行的。
另外,不同混合比的石灰岩和玄武岩混合集料的基本物理性质、压实性和变形性能也在本研究中讨论,并为道路工程设计提供了可靠的参考。在改善沥青路面抗滑性能的同时,石灰岩和玄武岩混合集料还具有环保、物美价廉等特点,有望在未来的路面设计中得到广泛应用。

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