[建筑]彩色沥青混合料设计方法及路用性能研究.doc

彩色沥青混合料设计及性能的研究 彩色路面用结合料作为一种新型的路面材料，除了对其结合料性能得以验证，还需对其混合料的路用性能也进行研究。本章对彩色沥青混合料分别进行了高温、低温、水稳定性和疲劳性能的研究。 §4-1 原材料试验 4.1.1 彩色结合料及沥青技术指标试验 参照道路石油沥青的技术指标，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052—2000）相关试验对各种沥青结合料进行主要技术指标测试。实验结果见第三章表3-2-2和表3-2-3所示。 4.1.2 集料技术指标试验 试验使用的集料为石灰岩，经筛分后逐级称量回配。矿粉是陕西眉县水泥厂生产矿粉。集料技术指标按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42－2005）的要求进行，各级粒径集料的技术指标测定结果见表4-1-1所示。 表4-1-1 集料技术指标 项目 规格(mm) 测定值 实验方法 表观相对密度/毛体积相对密度 13.2 2.728/2.709 T0304 9.5 2.741/2.706 4.75 2.735/2.673 2.36 2.726 T0328 1.18 2.733 0.6 2.698 0.3 2.692 0.15 2.681 0.075 2.657 矿粉 2.696 T0352 压碎值（%） 18.04 T0316 磨耗值（%） 17.75 T0317 冲击值（%） 8.44 T0322 通过水煮法实验，测得以上四种沥青结合料与该种石料的粘附性介于三、四级之间。 4.1.3 颜料 用于彩色结合料着色的物质主要是无机颜料、有机颜料和某些染料，在选择颜料时，除了根据色调、饱和度、明度来选择外，还必须考虑到它的着色力、遮盖力、耐迁力、耐候、耐磨性以及与聚合物或添加剂的相互作用。这样选择颜料不仅光彩夺目，而且不褪色，经久耐用。表4-1-2列出了常用颜料的一般特性。 表4-1-2 三大色料的比较 项目 染料 有机颜料 无机颜料 来源 天然或合成 合成 天然或合成 相对密度 2.0—3.5 1.2—2.0 3.5—5.0 在有机溶剂及聚合物内溶解情况 溶 溶或不溶 不溶 着色力 强 中 差 颜色宽度 大 中 小 光稳定性 差 中 强 热稳定性 170—200℃分解 200—260℃分解 500℃分解 化学稳定性 低 中 高 迁移现象 大 中 小 从表4-1-2可以看出，无机颜料在耐热性、耐晒性和遮盖力方面要比有机颜料好，但有机颜料具有相对密度小，色泽鲜艳和色谱齐全的优点，通常有机颜料要比无机颜料的价格高，在制作彩色结合料时，颜料选择应根据造价、性能综合选用，既可用有机颜料也可用无机颜料。 无机颜料主要有以下几种可供选择： 金属氧化物：如二氧化钛、三氧化二铬、氧化铁等。 金属硫化物：如镉黄、镉红、硫化铁等。 铬酸盐类：如铬黄、铬橙等。 硅酸盐类：如群青。 有机颜料主要有以下几类可供选择： 偶氮颜料：如汉沙黄、永固黄、颜料黄等。 酞菁颜料：如酞菁蓝、酞菁绿等。 杂环颜料：如酞菁紫、永固紫等。 本课题考虑到无机颜料造价便宜，色彩的稳定性较好且不易迁移，选用常见红色无机颜料氧化铁。 §4-2 彩色沥青混合料配合比设计 4.2.1 彩色沥青混合料的设计方法 彩色沥青混合料根据级配的不同也有不同的设计方法。在彩色沥青混合料级配设计当中应该注意以下几点： 1．彩色沥青混合料的选择 彩色沥青混合料所用材料包括彩色结合料、矿质集料、颜料和外加剂等。这些材料的本身品质直接影响到混合料的性能，故混合料设计首先要慎重选择材料。 （1）彩色结合料的选择 彩色结合料作为混合料中主要的粘结料，其性质的好坏会直接影响到铺面质量的好坏。因此在生产彩色结合料时一定要严格把关、保证质量。 考虑到我国气候差异较大，应在不同地区选择不同的彩色结合料，这一点可以通过调整原材料比例来实现，比如在南方炎热地区，可以选择针入度小一些的彩色结合料如70，在北方寒冷地区，可以选择针入度大一些的寒区用彩色结合料，一般地区可用针入度适中的结合料。 （2）矿质集料的选择 彩色沥青混合料同样重视矿料的性能，矿料应该满足强度的要求，矿料颗粒形状以接近立方体其多棱角为佳，限制其针片状含量，集料应清洁、干燥、无杂质和泥土，总之一定要严格要求一定要严格要求矿料的物理技术指标，对于不合格的矿料坚决予以废弃。不同于一般沥青混合料的一个重要差别就是色彩要求，选用与预期混合料颜色较为接近的彩色石料或是颜色较浅的石料可铺出纯色彩的彩色路面，选用一般石料或色彩与颜料反差较大的石料，铺出的路面开始为纯色，经过一段时间的磨耗，可成为斑点相间的彩色路面。 （3）颜料 用于彩色铺装层中的颜料包括无机和有机颜料，从发色效果来看，有机颜料要优于无机颜料