CN113237830B - 检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法 - Google Patents

检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测沥青‑陈化钢渣集料粘附性能的方法，检测沥青‑陈化钢渣集料中陈化产物层厚度时，先制备沥青‑陈化钢渣集料界面粘结薄片试样，然后利用荧光显微镜标尺测量薄片试样中钢渣与沥青层的边界距离从而得到陈化产物层厚度及分布情况，测试沥青‑陈化钢渣集料粘附力时，先通过测力拉伸装置对粘结的沥青‑陈化钢渣集料进行拉拔试验得到最大拉拔力，然后对拉拔后的粘结界面摄像，根据粘结界面的破坏形貌分析破坏模式，利用图像处理技术得到沥青‑陈化钢渣集料在粘结界面的实际粘结面积和剥落面积，进而计算得到拉拔强度和沥青剥落率。本发明能直观地得到陈化产物层分布情况、破坏模式，可定量检测粘附性，操作简便。

Description

检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法
技术领域
本发明属于施工材料性能检测领域，具体涉及一种检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法。
背景技术
钢渣体积安定性不良且变异大制约了其替代天然碎石骨料用在沥青混凝土路面中的推广，虽然破碎且存放超过6个月以上的钢渣可用作沥青混合料粗集料使用，但自然陈化过程中f-CaO消解缓慢、周期长且陈化效果变异性大，钢渣陈化有助于f-CaO消解，但陈化过程中表面会产生陈化产物，陈化产物层以及钢渣内部复杂的金属固溶体可以阻碍钢渣内部硅酸盐矿物的进一步反应导致陈化时间更长，同时裹附大量的粉尘，影响沥青与钢渣的有效粘结，实际起到沥青隔离层的作用，影响沥青混合料水稳定性和耐久性。
与传统沥青混凝土用集料相比，钢渣集料具有一定活性和水硬性，陈化过程中会改变集料表面形貌，其实质是钢渣骨料表面游离氧化钙和硅酸盐矿物(硅酸二钙、硅酸三钙)与空气中的水分、二氧化碳等发生化学反应，共同碳化的过程。生成的CaCO3晶体富集在钢渣表面，另外钢渣中硅酸二钙、硅酸三钙的胶凝作用可使CaCO3颗粒进一步表面固化形成产物层。由于陈化产物层外侧颗粒堆积不致密，形成细微疏松多孔结构。钢渣表面陈化产物层厚度薄，目前尚没有形成有效的厚度检测方法。
当前公路沥青路面评价集料粘附性主要采用水煮法试验，通过水煮过程中沥青与集料表面剥落率来确定粘附等级，该方法对集料的酸碱性较为明显，以石灰岩为代表的碱性集料粘附性等级可达到5级，而以花岗岩为代表的酸性骨料，粘附等级仅为2-3级。钢渣碱度高，表面多孔，粘附性可达到5级，实际上水煮法不能很好表征的粘结力学性能。
为了了解集料与沥青粘结力学性能，现有的一些石料与沥青粘结强度试验多采用理想化集料表面，如对石料进行切割、钻芯制成石料与沥青粘结界面，再通过拉拔或拉伸检测二者的粘结强度，鲜有采用真实集料与沥青开展直接粘结强度试验。
综上所述，钢渣集料活性大，需要陈化处理，但陈化处理表面产生陈化产物影响与沥青粘结性能。传统的水煮法测定的钢渣与沥青粘附性评价方法等级偏高，不能真实反映二者的粘结强度，而且一般沥青-集料粘结拉拔强度试验采用理想化表面，不能很好的反映特殊钢渣-陈化产物-沥青夹层结构，难以检测陈化产物层的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，本发明能直观地得到陈化产物层分布情况和破坏模式，可定量检测与评价沥青-陈化钢渣集料粘附性，操作简便。
本发明所采用的技术方案是：
一种检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，制作沥青-陈化钢渣集料后，检测沥青-陈化钢渣集料中陈化产物层厚度时，先制备沥青-陈化钢渣集料界面粘结薄片试样，然后利用荧光显微镜标尺测量薄片试样中钢渣与沥青层的边界距离从而得到陈化产物层厚度及分布情况，测试沥青-陈化钢渣集料粘附力时，先通过测力拉伸装置对粘结的沥青-陈化钢渣集料进行拉拔试验得到最大拉拔力，然后对拉拔后的粘结界面摄像，根据粘结界面的破坏形貌分析破坏模式，利用图像处理技术得到沥青-陈化钢渣集料在粘结界面的实际粘结面积和剥落面积，进而计算得到拉拔强度和沥青剥落率。
进一步地，测力拉伸装置包括用于粘结沥青-陈化钢渣集料的粘结平台、用于固定粘结平台的底座、用于夹住沥青-陈化钢渣集料的夹具以及通过万向头与夹具连接的测力拉伸仪。
进一步地，夹具包括倒锥体、爪盘和爪钩，倒锥体的上下部分别与万向头和爪盘中心螺纹连接，三个爪钩绕爪盘中心均布，爪钩的上部与倒锥体贴合、中部与爪盘铰接、下部向内侧形成弯钩。
进一步地，进行拉拔试验时，先在粘结平台中放入双组分环氧胶，然后放入沥青-陈化钢渣集料，待沥青-陈化钢渣集料牢固粘结后，将粘结平台固定在底座上，用夹具夹住沥青-陈化钢渣集料，顺着夹具连接万向头和测力拉伸仪，然后经过保温后通过测力拉伸仪进行位移加载，直至沥青-陈化钢渣集料剥离粘结层。
进一步地，双组分环氧胶的粘结厚度位于沥青-陈化钢渣集料厚度的1/3至1/2。
进一步地，制备沥青-陈化钢渣集料界面粘结薄片试样时，先将沥青-陈化钢渣集料放入模具中，注入双组份环氧树脂直至浸没沥青-陈化钢渣集料，然后通过真空浸渍仪抽真空排出双组份环氧树脂内的气泡，烘干、固化后脱模，然后切割得到薄片试样，并对薄片试样进行打磨抛光直至表面无明显划痕。
进一步地，制作沥青-陈化钢渣集料时，先用标准方孔筛将钢渣集料过筛得到单一粒径的陈化钢渣集料，然后将陈化钢渣集料烘干至恒重、融化对应比例的沥青，将陈化钢渣集料和沥青在高温下搅拌均匀，最后取出分散冷却。
进一步地，破坏模式分为钢渣-陈化产物间破坏、陈化产物-沥青间破坏、沥青粘聚破坏三种。
进一步地，拉拔强度由最大拉拔力与实际粘结面积的比值计算得到，沥青剥落率由剥落面积与实际粘结面积的比值计算得到。
本发明的有益效果是：
本发明能直观地得到沥青-陈化钢渣集料的陈化产物层分布情况和破坏模式，有利于判断陈化钢渣界面受力破坏薄弱环节；本发明能定量得到沥青-陈化钢渣集料的陈化产物层厚度、拉拔强度和沥青剥落率，克服了水煮法粘附性试验中人为判断粘附等级的主观性，同时不能检测沥青与集料粘附力的难题，可定量检测与评价沥青-陈化钢渣集料粘附性；本发明通过断面拍照和图像处理可计算表面不规则的粘结界面的实际粘结面积和剥落面积，避免石料切割，操作简便。
附图说明
图1是本发明实施例中制备沥青-陈化钢渣集料界面粘结薄片试样时的流程图。
图2是本发明中陈化钢渣集料-沥青粘结界面荧光显微图像，图中A处为钢渣，B处为陈化产物层，C处为沥青层，D处为双组份环氧树脂。
图3是陈化钢渣与沥青粘附界面的结构层示意图。
图4是本发明实施例中测力拉伸装置的示意图，省去了底座和测力拉伸仪。
图5是图4的剖面图。
图6是本发明实施例中夹具的示意图。
图7是本发明实施例中倒锥体的示意图。
图8是本发明实施例中爪盘和单个爪钩的示意图。
图9是本发明中粘结界面的破坏形貌图。
图10是本发明中实际粘结面积形貌图。
图11是本发明中剥落面积形貌图。
图12是本发明实施例一中舞阳陈化钢渣集料-沥青粘结界面荧光显微图像，图中A处为钢渣，B处为陈化产物层，C处为沥青层，D处为双组份环氧树脂。
图13是本发明实施例一中太钢陈化钢渣集料-沥青粘结界面荧光显微图像，图中A处为钢渣，B处为陈化产物层，C处为沥青层，D处为双组份环氧树脂。
图14是本发明实施例一中信钢陈化钢渣集料-沥青粘结界面荧光显微图像，图中A处为钢渣，B处为陈化产物层，C处为沥青层，D处为双组份环氧树脂。
图中：1-万向头；1.1-球壳；1.2-球头；2-夹具；2.1-倒锥体；2.1a-螺杆；2.1b-圆盘；2.1c-螺杆；2.2-爪钩；2.3-爪盘；2.3a-铰接孔；3-双组份环氧树脂；4-粘结平台；5-沥青-陈化钢渣集料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供一种检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，包括步骤：
S1、制作沥青-陈化钢渣集料5；
1.1)单一粒径陈化钢渣骨料准备——用标准方孔筛(如，4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm)将陈化钢渣集料过筛备用；
1.2)陈化钢渣与沥青拌和——称取陈化钢渣(如，2000g)置于180℃烘箱中烘干(如，3至4小时)，称取对应比例沥青(如，80g)置于烘箱(如，设置165℃)中至融化，将两者置于搅拌锅(如，设置170℃)中搅拌均匀，取出分散冷却。
S2、检测沥青-陈化钢渣集料5中陈化产物层厚度；
2.1)制备沥青-陈化钢渣集料5界面粘结薄片试样——如图1所示，先将沥青-陈化钢渣集料5放入模具(如，圆柱形塑料模具)中，注入双组份环氧树脂直至浸没沥青-陈化钢渣集料5，然后通过真空浸渍仪抽真空(如，5-10分钟)排出双组份环氧树脂内的气泡，烘干(如，在60℃的烘箱中)、固化(如，固化时间6～8h)后脱模，然后切割得到薄片试样，并对薄片试样进行打磨抛光直至表面无明显划痕；
2.2)利用荧光显微镜标尺测量薄片试样中钢渣与沥青层的边界距离从而得到陈化产物层厚度及分布情况——如图3所示，陈化钢渣与沥青粘附时会产生典型夹层结构，从内到外分别为钢渣、钢渣与陈化产物界面、陈化产物层、沥青与陈化产物界面和沥青层，如图2所示，在薄片试样中，沥青层外还有双组份环氧树脂，利用界面间距即可测量出陈化产物层厚度，通过观察即可得到陈化产物层分布情况。
S3、测试沥青-陈化钢渣集料5粘附力；
3.1)通过测力拉伸装置对粘结的沥青-陈化钢渣集料5进行拉拔试验得到最大拉拔力——如图4和图5所示，测力拉伸装置包括用于粘结沥青-陈化钢渣集料5的粘结平台4、用于固定粘结平台4的底座、用于夹住沥青-陈化钢渣集料5的夹具2以及通过万向头1与夹具连接的测力拉伸仪，其中，万向头1可以保证拉拔时沥青-陈化钢渣集料5受力始终在同一直线；进行拉拔试验时，先在粘结平台4中放入双组分环氧胶3(可以根据需要静置，如5～10min)，确保双组分环氧胶3的粘结厚度位于沥青-陈化钢渣集料5厚度的1/3至1/2，然后放入沥青-陈化钢渣集料5，待沥青-陈化钢渣集料5牢固粘结(可以根据需要等待，如24h)后，将粘结平台固定4在底座上，用夹具夹住沥青-陈化钢渣集料5，顺着夹具2连接万向头1和测力拉伸仪，然后在设定的试验温度的控温箱内保温(如，30-40分钟)，然后通过测力拉伸仪进行位移加载(如，50mm/min)，直至沥青-陈化钢渣集料5剥离粘结层；
如图6至图8所示，在本实施例中，夹具2包括倒锥体2.1、爪盘2.3和爪钩2.2，倒锥体2.1的上下部分别与万向头1和爪盘2.3中心螺纹连接，三个爪钩2.2绕爪盘2.3中心均布，爪钩2.2的上部与倒锥体2.1贴合、中部与爪盘2.3铰接、下部向内侧形成弯钩。向上拧动爪盘2.3时，倒锥体2.1挤压三个爪钩2.2的下部同步向内运动直至夹紧沥青-陈化钢渣集料5停止，向下拧动爪盘2.3时即可松开，该夹具2可以灵活夹紧不同粒径骨料；
具体的：倒锥体2.1、爪盘2.3和爪钩2.2均采用铸钢材料；倒锥体2.1的上部设有圆盘2.1b和螺杆2.1a、下部设有螺杆2.1c，圆盘2.1b直径45～55mm、高8～12mm，上部的螺杆2.1a直径12～20mm、高12～18mm，下部的螺杆2.1c直径8～12mm、高25～30mm；万向头1包括位于上部的球壳1.1和位于下部的球头1.2，球壳1.1不脱出的套在球头1.2上，球壳1.1的上部设有用于与测力拉伸仪连接的拉杆、下部设有开口，球壳1.1外径25～35mm，开口直径10～15mm，拉杆高18～25mm，球头1.2下部设有螺纹槽，球头1.2直径12～20mm，螺纹槽深12～18mm；粘结平台4的上部设有凹槽、下部设有用于固定在底座上的立板，凹槽内径40～50mm、深6～12mm；爪盘2.3上设有与爪钩2.2配合的铰接孔2.3a；
3.2)对拉拔后的粘结界面摄像并进行数据处理——如图9所示，根据粘结界面的破坏形貌分析破坏模式，破坏模式分为钢渣-陈化产物间破坏、陈化产物-沥青间破坏、沥青粘聚破坏三种，如图10和图11所示，利用图像处理技术得到沥青-陈化钢渣集料5在粘结界面的实际粘结面积和剥落面积，进而计算得到拉拔强度和沥青剥落率，拉拔强度由最大拉拔力与实际粘结面积的比值计算得到，沥青剥落率由剥落面积与实际粘结面积的比值计算得到。
实施例一
进行沥青与舞阳陈化钢渣粘附性能测试：
A、单一粒径陈化钢渣骨料准备：用标准方孔筛13.2mm及16mm将陈化钢渣集料过筛备用；
B、陈化钢渣与沥青拌和：称取陈化钢渣2000g置于180℃烘箱中烘干4小时，称取80g沥青置于165℃的烘箱中至融化，将两者置于170℃的搅拌锅中搅拌均匀，取出分散冷却；
C、界面粘结薄片试样制备：1)将裹附沥青的陈化钢渣集料放在圆柱形塑料模具中，注入提前搅拌均匀的双组份环氧树脂直至高于钢渣集料，把样品和模具放入真空浸渍仪，通过抽真空5分钟排出环氧树脂内的气泡，样品放置在60℃的烘箱中，养生固化6h；2)脱模后将环氧树脂封装的样品切割成薄片，采用自动打磨抛光机进行打磨和抛光直至样品表面无明显划痕；
D、陈化产物层厚度测量：如图12所示，将制备好的薄片样品放在荧光显微镜下观察沥青-陈化钢渣集料界面结构，找出钢渣集料与沥青边界距离并荧光显微镜标尺测量陈化产物层厚度10-20μm；
E、粘结强度试件制作：按照陈化钢渣骨料粒径13-16mm，确定胶的用量0.4-0.5kg/m2，确保能粘附骨料高度1/3，调配A、B双组分环氧胶，将环氧胶倒入骨料粘结平台后水平静置5min，然后放入沥青包裹的钢渣骨料，水平放置24h以保证环氧胶充分固化；
F、拉拔强度试验：将粘结平台4固定在底座上，用夹具2夹住沥青-陈化钢渣集料5，顺着夹具连接万向头1和测力拉伸仪，然后在设定的试验温度的控温箱内保温30分钟，然后通过测力拉伸仪进行50mm/min的位移加载，直至沥青-陈化钢渣集料5剥离粘结层；
G、拉拔强度计算：拉拔强度由最大拉拔力与实际粘结面积的比值计算得到；
H、界面破坏模式分析：对破坏界面进行摄像，根据破坏形貌判定破坏模式为钢渣-陈化产物间破坏和沥青粘聚破坏混合模式；
I、沥青剥落率计算：对拉拔后的试件断面进行摄像，运用图像灰度处理后计算分析沥青剥落率，计算实际接触面积T1、剥落面积T2及表面剥落率ρ，计算过程参照图9～11。结果如下表：
Figure BDA0003082314760000051
Figure BDA0003082314760000061
实施例二
沥青与太钢陈化钢渣粘附性测试：
A、单一粒径陈化钢渣骨料准备：用标准方孔筛13.2mm及16mm将陈化钢渣集料过筛备用；
B、陈化钢渣与沥青拌和：称取陈化钢渣2000g置于180℃烘箱中烘干3小时，称取80g沥青置于165℃的烘箱中至融化，将两者置于170℃的搅拌锅中搅拌均匀，取出分散冷却；
C、界面粘结薄片试样制备：1)将裹附沥青的陈化钢渣集料放在圆柱形塑料模具中，注入提前搅拌均匀的双组份环氧树脂直至高于钢渣集料，把样品和模具放入真空浸渍仪，通过抽真空10分钟排出环氧树脂内的气泡，样品放置在60℃的烘箱中，养生固化8h；2)脱模后将环氧树脂封装的样品切割成薄片，采用自动打磨抛光机进行打磨和抛光直至样品表面无明显划痕；
D、陈化产物层厚度测量：如图13所示，将制备好的薄片样品放在荧光显微镜下观察沥青-陈化钢渣集料界面结构，找出钢渣集料与沥青边界距离并荧光显微镜标尺测量陈化产物层厚度20-30μm。
E、粘结强度试件制作：按照陈化钢渣骨料粒径13-16mm，确定胶的用量0.4-0.5kg/m2，确保能粘附骨料高度1/3。调配A、B双组分环氧胶，将环氧胶倒入骨料粘结平台后水平静置5min，然后放入沥青包裹的钢渣骨料，水平放置24h以保证环氧胶充分固化；
F、拉拔强度试验：将粘结平台4固定在底座上，用夹具2夹住沥青-陈化钢渣集料5，顺着夹具连接万向头1和测力拉伸仪，然后在设定的试验温度的控温箱内保温45分钟，然后通过测力拉伸仪进行50mm/min的位移加载，直至沥青-陈化钢渣集料5剥离粘结层；
G、拉拔强度计算；拉拔强度由最大拉拔力与实际粘结面积的比值计算得到；
H、界面破坏模式分析：对破坏界面进行摄像，根据破坏形貌判定破坏模式为钢渣-陈化产物间破坏和沥青粘聚破坏混合模式；
I、沥青剥落率计算：对拉拔后的试件断面进行摄像，运用图像灰度处理后计算分析沥青剥落率，计算实际接触面积T1、剥落面积T2及表面剥落率ρ，计算过程参照图9～11。结果如下表：
Figure BDA0003082314760000062
Figure BDA0003082314760000071
实施例三
沥青与信阳陈化钢渣粘附性测试：
A、单一粒径陈化钢渣骨料准备：用标准方孔筛13.2mm及16mm将陈化钢渣集料过筛备用；
B、陈化钢渣与沥青拌和：称取陈化钢渣2000g置于180℃烘箱中烘干4小时，称取80g沥青置于165℃的烘箱中至融化，将两者置于170℃的搅拌锅中搅拌均匀，取出分散冷却；
C、界面粘结薄片试样制备：1)将裹附沥青的陈化钢渣集料放在圆柱形塑料模具中，注入提前搅拌均匀的双组份环氧树脂直至高于钢渣集料，把样品和模具放入真空浸渍仪，通过抽真空7分钟排出环氧树脂内的气泡，样品放置在60℃的烘箱中，养生固化8h；2)脱模后将环氧树脂封装的样品切割成薄片，采用自动打磨抛光机进行打磨和抛光直至样品表面无明显划痕；
D、陈化产物层厚度测量：如图14所示，将制备好的薄片样品放在荧光显微镜下观察沥青-陈化钢渣集料界面结构，找出钢渣集料与沥青边界距离并荧光显微镜标尺测量陈化产物层厚度40-80μm；
E、粘结强度试件制作：按照陈化钢渣骨料粒径13-16mm，确定胶的用量0.4-0.5kg/m2，确保能粘附骨料高度1/3。调配A、B双组分环氧胶，将环氧胶倒入骨料粘结平台后水平静置5min，然后放入沥青包裹的钢渣骨料，水平放置24h以保证环氧胶充分固化；
F、拉拔强度试验：将粘结平台4固定在底座上，用夹具2夹住沥青-陈化钢渣集料5，顺着夹具连接万向头1和测力拉伸仪，然后在设定的试验温度的控温箱内保温45分钟，然后通过测力拉伸仪进行50mm/min的位移加载，直至沥青-陈化钢渣集料5剥离粘结层；
G、拉拔强度计算：拉拔强度由最大拉拔力与实际粘结面积的比值计算得到；
H、界面破坏模式分析：对破坏界面进行摄像，根据破坏形貌判定破坏模式为钢渣-陈化产物间破坏和沥青粘聚破坏混合模式；
I、沥青剥落率计算：对拉拔后的试件断面进行摄像，运用图像灰度处理后计算分析沥青剥落率，计算实际接触面积T1、剥落面积T2及表面剥落率ρ，计算过程参照图9～11。结果如下表：
Figure BDA0003082314760000081
本发明能直观地得到沥青-陈化钢渣集料5的陈化产物层分布情况和破坏模式，有利于判断陈化钢渣界面受力破坏薄弱环节；本发明能定量得到沥青-陈化钢渣集料5的陈化产物层厚度、拉拔强度和沥青剥落率，克服了水煮法粘附性试验中人为判断粘附等级的主观性，同时不能检测沥青与集料粘附力的难题，可定量检测与评价沥青-陈化钢渣集料5粘附性；本发明通过断面拍照和图像处理可计算表面不规则的粘结界面的实际粘结面积和剥落面积，避免石料切割，操作简便。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：
将单一粒径陈化钢渣骨料烘干，与融化的沥青拌合后分散冷却，得到沥青-陈化钢渣集料；
制作沥青-陈化钢渣集料后，检测沥青-陈化钢渣集料中陈化产物层厚度时，先制备沥青-陈化钢渣集料界面粘结薄片试样，然后利用荧光显微镜标尺测量薄片试样中钢渣与沥青层的边界距离从而得到陈化产物层厚度及分布情况；
测试沥青-陈化钢渣集料粘附力时，先通过测力拉伸装置对粘结的沥青-陈化钢渣集料进行拉拔试验得到最大拉拔力F，单位N；
然后对拉拔后的粘结界面摄像，根据粘结界面的破坏形貌分析破坏模式，利用图像处理技术得到沥青-陈化钢渣集料在粘结界面的实际粘结面积T1和剥落面积T2，单位mm2；所述破坏模式分为钢渣-陈化产物间破坏、陈化产物-沥青间破坏、沥青粘聚破坏三种；
计算沥青-陈化钢渣集料拉拔强度Q=F/T1；计算剥落率ρ=T2/T1。
2.如权利要求1所述的检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：测力拉伸装置包括用于粘结沥青-陈化钢渣集料的粘结平台、用于固定粘结平台的底座、用于夹住沥青-陈化钢渣集料的夹具以及通过万向头与夹具连接的测力拉伸仪。
3.如权利要求2所述的检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：夹具包括倒锥体、爪盘和爪钩，倒锥体的上下部分别与万向头和爪盘中心螺纹连接，三个爪钩绕爪盘中心均布，爪钩的上部与倒锥体贴合、中部与爪盘铰接、下部向内侧形成弯钩。
4.如权利要求2或3所述的检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：进行拉拔试验时，先在粘结平台中放入双组分环氧胶，然后放入沥青-陈化钢渣集料，待沥青-陈化钢渣集料牢固粘结后，将粘结平台固定在底座上，用夹具夹住沥青-陈化钢渣集料，顺着夹具连接万向头和测力拉伸仪，然后经过保温后通过测力拉伸仪进行位移加载，直至沥青-陈化钢渣集料剥离粘结层。
5.如权利要求4所述的检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：双组分环氧胶的粘结厚度位于沥青-陈化钢渣集料厚度的1/3至1/2之间。
6.如权利要求1所述的检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：制备沥青-陈化钢渣集料界面粘结薄片试样时，先将沥青-陈化钢渣集料放入模具中，注入双组份环氧树脂直至浸没沥青-陈化钢渣集料，然后通过真空浸渍仪抽真空排出双组份环氧树脂内的气泡，烘干、固化后脱模，然后切割得到薄片试样，并对薄片试样进行打磨抛光直至表面无明显划痕。
7.如权利要求1所述的检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法，其特征在于：制作沥青-陈化钢渣集料时，先用标准方孔筛将钢渣集料过筛得到单一粒径的陈化钢渣集料，然后将陈化钢渣集料烘干至恒重、融化对应比例的沥青，将陈化钢渣集料和沥青在高温下搅拌均匀，最后取出分散冷却。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114034636A (zh) * 2021-12-07 2022-02-11 浙江大学 一种确定沥青与石料界面粘附性与粘结性开裂比例的方法
CN117110196B (zh) * 2023-10-20 2023-12-29 广东冶建施工图审查中心有限公司 一种道路沥青与集料粘附力检测方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105891109A (zh) * 2016-03-29 2016-08-24 内蒙古工业大学 道路沥青混合料界面粘附性能的测试方法
CN106908383A (zh) * 2017-01-20 2017-06-30 同济大学 一种紫外光老化沥青及沥青胶浆拉拔试验方法
CN108507942A (zh) * 2018-06-22 2018-09-07 长安大学 一种测试沥青粘聚力和粘附力的装置及方法
CN111982805A (zh) * 2020-07-30 2020-11-24 武汉工程大学 沥青胶浆-集料界面饱水粘附性能的3d结构光扫描方法
CN113125340A (zh) * 2021-04-09 2021-07-16 武汉理工大学 一种评价湿度对沥青-集料黏附性影响的方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768178B (zh) * 2012-08-15 2014-08-06 长沙理工大学 沥青混合料抗剥落性能测试装置及评价方法
CN102830062B (zh) * 2012-09-25 2014-05-28 吉林大学 混合料矿料接触面细观强度的定量测试方法
CN102879327B (zh) * 2012-10-16 2014-09-03 长安大学 用于评价表面纹理对沥青与集料粘附性影响的装置及方法
CN102964108B (zh) * 2012-12-17 2014-12-03 武汉理工大学 泡沫沥青钢渣混合料及其制备方法
CN103900957B (zh) * 2014-04-28 2016-04-20 内蒙古工业大学 道路沥青混合料界面粘结性能的测试方法
CN105651690A (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 长安大学 一种用于评价沥青与集料粘附性的装置及方法
CN105571975B (zh) * 2016-01-22 2018-06-12 武汉理工大学 一种定量分析沥青与集料粘附性的方法
CN105842027A (zh) * 2016-03-23 2016-08-10 武汉理工大学 一种可用于显微观察的沥青混合料试件超薄片的制备方法
CN106153533B (zh) * 2016-06-16 2018-09-14 吉林大学 基于图像处理技术测定矿料界面细观强度的方法
CN205910190U (zh) * 2016-08-23 2017-01-25 西安公路研究院 沥青隔离剂隔离性能评价试验装置
CN107817213A (zh) * 2016-09-13 2018-03-20 交通运输部公路科学研究所 一种沥青路面粘层性能测试评价方法
CN108373283B (zh) * 2018-02-01 2020-01-14 武汉理工大学 一种利用钢渣尾渣制备的沥青混合料抗剥落剂及其制备与使用方法
CN209432682U (zh) * 2018-12-27 2019-09-24 山东科技大学 一种喷射混凝土时变粘附力测量装置
CN110836850B (zh) * 2019-11-21 2021-12-21 长沙理工大学 灌缝胶与沥青路面裂缝壁的粘附性确定方法
CN211402100U (zh) * 2019-12-19 2020-09-01 长安大学 一种沥青-集料长期粘附性测试装置
CN111307711A (zh) * 2020-04-24 2020-06-19 广西交科集团有限公司 基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置及方法
CN111747684A (zh) * 2020-06-29 2020-10-09 上海佳砼新材料科技发展有限公司 一种利用钢渣作为粗集料的橡胶沥青混合料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105891109A (zh) * 2016-03-29 2016-08-24 内蒙古工业大学 道路沥青混合料界面粘附性能的测试方法
CN106908383A (zh) * 2017-01-20 2017-06-30 同济大学 一种紫外光老化沥青及沥青胶浆拉拔试验方法
CN108507942A (zh) * 2018-06-22 2018-09-07 长安大学 一种测试沥青粘聚力和粘附力的装置及方法
CN111982805A (zh) * 2020-07-30 2020-11-24 武汉工程大学 沥青胶浆-集料界面饱水粘附性能的3d结构光扫描方法
CN113125340A (zh) * 2021-04-09 2021-07-16 武汉理工大学 一种评价湿度对沥青-集料黏附性影响的方法

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