【摘 要】
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铁尾矿因堆存量大而利用率低成为工业难题,若将其应用于路面工程建设,既能减少天然岩石的开发,又能解决铁尾矿大量堆存带来的环境问题,具有重要的经济、社会及环保效益。通过
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铁尾矿因堆存量大而利用率低成为工业难题,若将其应用于路面工程建设,既能减少天然岩石的开发,又能解决铁尾矿大量堆存带来的环境问题,具有重要的经济、社会及环保效益。通过分析铁尾矿的基本性质并对比其与常规集料的差别,认为铁尾矿具备代替路用集料的基本条件,并评价了铁尾矿沥青混合料的路用性能,根据路用性能不足针对性地提出改善措施,获得路用性能良好的铁尾矿沥青混合料。铁尾矿作为路用集料,其基本性质是沥青混合料的路用性能的基础和前提。物理性质方面,试验研究了铁尾矿石的密度与吸水率、粒径组成、针片状含量、含泥量、孔容孔径分布特点、表面形貌和铁尾矿砂的密度与粒径组成。化学性质方面,借助X射线荧光分析(XRF)和X射线衍射分析(XRD)技术分别确定了铁尾矿的元素、化学成分和物相组成。力学性能方面,用压碎值、洛杉矶磨耗值评价了铁尾矿石的力学性能。耐侯性方面,用坚固性指标评价了铁尾矿石的耐久性并设计试验研究了铁尾矿石的高温稳定性和低温稳定性。研究表明:铁尾矿具备代替路用集料的物化基础和力学基础。铁尾矿和常规集料的差别决定铁尾矿沥青混合料路用性能存在一定不足。根据铁尾矿性质特点,重点研究铁尾矿沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性。以AC-20为例,利用马歇尔体积设计方法进行了铁尾矿沥青混合料组成设计,对最佳沥青用量下的铁尾矿沥青混合料进行了基本路用性能评价,认为铁尾矿砂不宜用作细集料掺入沥青混合料,铁尾矿石A沥青混合料路用性能不如铁尾矿石B,所以接着重点研究了铁尾矿石B的应用。根据铁尾矿B沥青混合料存在的问题,采用换用细集料和沥青的方法,其路用性能不断提升,但铁尾矿石B沥青混合料的路用性能与玄武岩沥青混合料还存在一定差距。根据铁尾矿石B沥青混合料与玄武岩沥青混合料的路用性能差距,进一步采取掺加消石灰和硅烷偶联剂的方式改善铁尾矿石B沥青混合料的路用性能。根据消石灰对铁尾矿石B沥青混合料路用性能的影响和硅烷偶联剂对橡胶/SBS复合改性沥青性质的影响规律确定了它们的最佳用量并分析了其改善机理。对比消石灰和硅烷偶联剂两种改善方法对铁尾矿石B沥青混合料路用性能的改善效果,两种改善措施对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性都具有积极效果,相对而言,掺加消石灰对铁尾矿石B沥青混合料高温稳定性提高效果显著,添加硅烷偶联剂的铁尾矿石B沥青混合料低温抗裂性较好。
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