CN112557244A - 用于评价沥青混合料中玄武岩纤维分散均匀性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于评价沥青混合料中玄武岩纤维分散均匀性的方法。所述方法先对a个掺入纤维质量为Mi的玄武岩纤维沥青混合料车辙试件进行沥青抽提，然后通过筛分抽提后的残余固体物，获取细孔筛上的玄武岩纤维，质量记为Ni，计算抽提效率η，再将掺入纤维质量为M的玄武岩纤维沥青混合料车辙试件等分为b个子块，并对其各个子块进行沥青抽提，筛分各个子块抽提后的残余固体，从细孔筛上获取玄武岩纤维，称其质量为Nj，计算分散均匀性系数D。D值越小，表示玄武岩纤维的分散均匀性越好。本发明方法可以量化评价玄武岩纤维在沥青混合料中的分散均匀性，保证玄武岩纤维沥青混合料的路用性能。
Description
技术领域
本发明属于道路工程领域，涉及一种用于评价沥青混合料中玄武岩纤维分散均匀性的方法。
背景技术
目前，沥青路面损坏现象时有发生，常见的解决方式是向混合料中掺加纤维，从而提高混合料的高温稳定性、低温稳定性和水稳定性。其中对路用性能有显著改善作用之一的是玄武岩纤维。然而在实际生产和试验过程中，玄武岩纤维的团聚问题十分普遍，对性能的发挥产生了很大的阻碍。因此急需一种能够在调整出合适的级配的同时，又保证玄武岩纤维分散均匀的评价方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于评价沥青混合料中玄武岩纤维分散均匀性的方法。该方法在求得玄武岩纤维的抽提效率η的前提下，将称量所得的每份纤维的质量Nj，与乘以抽提系数η后的玄武岩纤维总掺量ηM代入公式计算，得到纤维分散均匀性系数D，D越小则表示玄武岩纤维的分散均匀性越好。该评价方法可以量化地评价某一级配的沥青混合料内部玄武岩纤维的分散均匀性，评价过程简便高效，结果可靠。
实现本发明目的的技术方案如下：
用于评价沥青混合料中玄武岩纤维分散均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤1，制备a份掺入纤维质量为Mi(i＝1,2,…,a)，尺寸为300mm×300mm×100mm的大车辙板试件，进行沥青抽提；
步骤2，将抽提残余的固体物筛分，称量细孔筛上筛得的玄武岩纤维总质量，记为Ni，根据公式(1)得出纤维抽提效率η：
式(1)中：Mi为各个大车辙板试件中玄武岩纤维的总掺量；
步骤3，选择一份掺入玄武岩纤维质量为M的大车辙板试件，将其等分为b个子块，对各个子块进行同样的抽提和筛分操作，称量筛得的b份玄武岩纤维的质量Nj(j＝1,2,…,b)，根据公式(2)计算出纤维分散均匀性系数D：
式(2)中：M为大车辙板试件中玄武岩纤维的总掺量，Nj为各子块筛得的玄武岩纤维的质量。
优选地，步骤1中，大车辙板试件成型过程中，混合料出拌锅前需要进行插捣。
优选地，步骤2中，采用冲气筛分仪进行筛分，设定负压3000Pa和筛分时间10min，使用的方孔筛直径200mm，筛网0.15mm。
步骤3中，掺入玄武岩纤维质量为M的大车辙板试件的制作工艺与步骤1中的大车辙板试件完全相同。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明选用尺寸大小为300mm×300mm×100mm大车辙板作为分析对象，由于成型的沥青混泥土板有足够的体积，所掺入的纤维质量较大，能够制备成沥青抽提所需的试件，从而得到其中掺入的纤维。
(2)本发明充分考虑了沥青抽提和残余固体筛分过程中，对于可能存在的玄武岩纤维提取不完全的情况，通过抽提效率η进行规避。最后得到的分散均匀性系数D能够量化整块大车辙板的内部玄武岩纤维分布情况，获得的数据准确，处理效率高，对于不同级配的混合料有较好的区分度，同时操作简便，能及时分辨出纤维分散性更均匀的级配。
附图说明
图1为大车辙板试件切割取样示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详述。
本发明以JTGE-20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》和JT/T 533-2020《沥青路面用纤维》为基础，对现有的大车辙板沥青混合料中玄武岩纤维分散的均匀性进行评价。
本发明首先制备a份掺入纤维质量为Mi(i＝1,2,…,a)，尺寸为300mm×300mm×100mm的大车辙板试件，适当切割后进行沥青抽提成，对抽提残余固体借助冲气筛分仪得到玄武岩纤维质量，从而计算出抽提效率η；最后通过计算式得到掺入纤维质量为M的玄武岩纤维沥青混合料的分散均匀系数D，具体步骤如下：
步骤1，制备a份掺入纤维质量为Mi(i＝1,2,…,a)，尺寸为300mm×300mm×100mm的大车辙板试件，进行沥青抽提；
应保证待评价的样本的纤维掺量涵盖在这些试件中，按T0703用轮碾压机碾压成型300mm×300mm×100mm的板块状试件，此规格的试件有助于掺入更多纤维，便于电子天平的称量。
步骤2，将抽提残余的固体物筛分，称量细孔筛上筛得的玄武岩纤维总质量，记为Ni，根据公式(1)得出纤维抽提效率η：
式中：Mi为各个大车辙板试件中玄武岩纤维的总掺量；
根据JT/T 533-2020《沥青路面用纤维》规范，使用冲气筛分仪对筛除粗集料的筛余物进行筛分，设定负压3000Pa和筛分时间10min，筛分结束后，轻叩冲气筛，并用毛刷将筛子清理干净，保证所有纤维都落在了瓷盘上。用量程1000g，精度0.01g的电子天平称量纤维质量，精确至0.01g。
步骤3，选择一份掺入玄武岩纤维质量为M的大车辙板试件，将其等分为b个子块，对各个子块进行同样的抽提和筛分操作，称量筛得的b份玄武岩纤维的质量Nj(j＝1,2,…,b)，按照公式(2)计算出纤维分散均匀性系数D：
式中：M为大车辙板试件中玄武岩纤维的总掺量；
η为步骤2得到的纤维抽提效率；
Nj为每个子块各自所得玄武岩纤维的质量。
本实施例中相关计算参数如表1和表2所示。计算得到抽提系数η和纤维分散均匀性系数D，结果表明：表1所代表的级配中玄武岩纤维在沥青混合料中的分散性更均匀。
表1大车辙板级配A纤维质量相关参数(b＝9)
表2大车辙板级配B纤维质量相关参数(b＝9)
综上所述，本发明所提出的评价方法能够比较全面准确地获取沥青混合料内部玄武岩纤维分散均匀性特征，可以量化分析不同的级配纤维分散的差异，择优选择，避免团聚，操作简单高效。
Claims (4)
1.用于评价沥青混合料中玄武岩纤维分散均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备a份掺入纤维质量为Mi(i＝1,2,…,a)，尺寸为300mm×300mm×100mm的大车辙板试件，进行沥青抽提；
步骤2，将抽提残余的固体物筛分，称量细孔筛上筛得的玄武岩纤维总质量，记为Ni，根据公式(1)得出纤维抽提效率η：
式(1)中：Mi为各个大车辙板试件中玄武岩纤维的总掺量；
步骤3，选择一份掺入玄武岩纤维质量为M的大车辙板试件，将其等分为b个子块，对各个子块进行同样的抽提和筛分操作，称量筛得的b份玄武岩纤维的质量Nj(j＝1,2,…,b)，根据公式(2)计算出纤维分散均匀性系数D：
式(2)中：M为大车辙板试件中玄武岩纤维的总掺量，Nj为各子块筛得的玄武岩纤维的质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，大车辙板试件成型过程中，混合料出拌锅前需要进行插捣。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，采用冲气筛分仪进行筛分，设定负压3000Pa和筛分时间10min，使用的方孔筛直径200mm，筛网0.15mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，掺入玄武岩纤维质量为M的大车辙板试件的制作工艺与步骤1中的大车辙板试件完全相同。
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