[发明专利]检测沥青-陈化钢渣集料粘附性能的方法

说明书

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。

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。