水玻璃强化砂岩集料沥青混合料动态模量研究
Study on Dynamic Modulus of Asphalt Mixtures with Sodium Silicate Reinforced Sandstone Aggregate
DOI: 10.12677/hjce.2025.148220, PDF,   
作者: 黄美林, 费西洋, 蒋双全:四川路桥建设集团股份有限公司,四川 成都;刘泽宇*:长安大学公路学院,陕西 西安
关键词: 高速公路沥青混合料砂岩水玻璃动态模量Highway Asphalt Mixture Sandstone Sodium Silicate Dynamic Modulus
摘要: 四川分布的大量砂岩吸水率偏高,力学性能较差,岩石轧制而成的集料其物理力学性能不满足设计规范中沥青路面所用集料的要求。基于此,研究对集料的物理力学性能进行改善,以便于可以应用于沥青路面中。本文选择水玻璃作为强化剂,通过旋转压实仪旋转压实成型试件,采用SPT测试系统测试试件的动态模量、相位角,通过sigmoidal函数拟合出动态模量与加载频率变化的主曲线用于对比。研究表明在较宽范围加载频率下,水玻璃处理过的沥青混合料的动态模量有很大的提高,永久变形降低、抗车辙能力提高、通过水玻璃处理过的集料吸水率降低、力学性能得到了提高,磨耗值降低,达到路面使用要求。
Abstract: Sichuan distribution of a large number of sandstone water absorption rate is high, poor mechanical properties, rock rolled from the aggregate of its physical and mechanical properties do not meet the design specifications of asphalt pavement used in the aggregate requirements. Based on this, research on the physical and mechanical properties of aggregates to improve, so that can be applied to asphalt pavement. In this paper, sodium silicate is chosen as the reinforcing agent, and the specimens are rotationally compacted by rotary compactor, and the dynamic modulus and phase angle of the specimens are tested by SPT test system, and the main curve of the dynamic modulus and the change of the loading frequency is fitted by the sigmoidal function for comparison. The study shows that in a wide range of loading frequency, the dynamic modulus of sodium silicate treated asphalt mixture has a great improvement, the permanent deformation is reduced, the rutting resistance is improved, the water absorption rate of sodium silicate treated aggregates is reduced, the mechanical properties are improved, the abrasion value is reduced, and the requirements of pavement use are met.
文章引用:黄美林, 费西洋, 蒋双全, 刘泽宇. 水玻璃强化砂岩集料沥青混合料动态模量研究[J]. 土木工程, 2025, 14(8): 2018-2026. https://doi.org/10.12677/hjce.2025.148220

参考文献

[1] 楼建敏, 孟宪东, 宋致科, 等. 砂岩用于高速公路沥青路面面层可行性研究[J]. 中外公路, 2024, 44(2): 148-154.
[2] 李晨雨, 姜赫, 巫敏. 以金港高速沿线石材为骨料的沥青混合料路用性能研究[J]. 建筑技术, 2025, 56(3): 355-358.
[3] 包卫星, 姚莉莉. 砂岩用于沥青混凝土面层的路用性能研究[J]. 公路, 2014, 59(10): 243-246.
[4] 王金国. 红砂岩AC-13C沥青混合料在京藏高速银川段应用研究[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2014, 10(12): 85-88.
[5] 李黎明, 黄红明, 曾国东, 等. 集料强度对环氧沥青混合料疲劳性能的影响[J]. 公路与汽运, 2022(6): 118-121.
[6] 郝凌云. 集料对沥青混合料劈裂强度影响试验研究[D]: [硕士学位论文]. 西安: 长安大学, 2021.
[7] 朱坤学. 利用建筑废弃物制备再生混凝土及砂浆的研究[D]: [硕士学位论文]. 广州: 华南理工大学, 2017.
[8] 黄烨旻, 娄宁, 胡靖. 建筑再生集料复合强化对沥青混合料路用性能影响研究[J]. 公路, 2023, 68(10): 118-123.
[9] 黎旭, 韦炳锐, 龚伟迪, 等. 建筑再生集料对沥青混合料水稳定性能的影响[J]. 西部交通科技, 2021(8): 78-82.
[10] 张文腾, 黄磊, 邓贵坤, 等. 硅烷偶联剂改性再生集料及其在沥青混凝土中的应用[J]. 建材世界, 2024, 45(6): 6-8.
[11] Spaeth, V. and Djerbi Tegguer, A. (2013) Improvement of Recycled Concrete Aggregate Properties by Polymer Treatments. International Journal of Sustainable Built Environment, 2, 143-152. [Google Scholar] [CrossRef
[12] 崔旭东, 闫洪生, 朱亚光, 等. 纳米SiO2强化再生混凝土力学性能的试验研究[J]. 广西大学学报(自然科学版), 2024, 49(3): 503-516.
[13] 唐世亮, 江志萍. 水玻璃对砂岩浸渍效果的试验研究[J]. 重庆建筑, 2013, 12(5): 55-56.
[14] 雷俊, 何兆益, 范勇军, 等. 宁夏砂岩集料与沥青粘附性试验研究[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2016, 12(2): 81-83.
[15] 赵延庆, 吴剑, 文健. 沥青混合料动态模量及其主曲线的确定与分析[J]. 公路, 2006(8): 163-167.
[16] 栗培龙, 饶文宇, 冯振刚等. 沥青混合料动态响应的试验条件影响及其主曲线研究[J]. 郑州大学学报(工学版), 2016, 37(5): 1-5+11.
[17] 范志宏, 唐光星, 邓宏观等. 基于时温等效原理的片麻岩-改性沥青混合料的动态模量主曲线研究[J]. 公路, 2022, 67(12): 41-46.
[18] 肖鹏, 酒雪洋, 吕阳等. 基于动态模量的玄武岩纤维沥青混合料高低温性能研究[J]. 公路, 2016, 61(1): 211-214.
[19] Xiao, P., Jiu, X.Y., Lv, Y., et al. (2016) Study on High and Low Temperature Performance of Basalt Fiber Asphalt Mixture Based on Dynamic Modulus. Highway, 61, 211-214.
[20] 杨永红, 张尚龙, 张倩. 基于动态模量和三层式车辙试验的车辙深度预估[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2019, 51(5): 717-723+762
[21] 黄琪, 刘安, 陈鹏飞. 基于动态模量试验的不同纤维沥青混合料高温性能研究[J]. 公路, 2023, 68(4): 36-44.
[22] Korkiala-Tanttu, L. (2007) Speed and Reloading Effects on Pavement Rutting. Proceedings of the Institution of Civil EngineersGeotechnical Engineering, 160, 123-127. [Google Scholar] [CrossRef
[23] Pereira, P.A.A., Pais, J.C. and Sousa, J.B. (1999) Validation of SHBP A-698 Permanent Deformation Concepts for Different Truck Speeds. Transportation Research Board Metting, Trondheim, 6-8 July 1998, 339-348.