【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路工程环保材料领域，尤其涉及一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料。
技术介绍
1、环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中，经与固化剂发生固化反应，形成不可逆的固化物，从而改变沥青的热塑性质，将热塑性的沥青转化为强度高、温度稳定性好、耐久性能优异的热固性材料。环氧沥青混合料由环氧沥青、集料和矿粉等方面组成，这些材料的质量差异及数量的多少，可形成不同的结构，并表现为不同的力学和路用性能。环氧沥青混合料强度高，耐热性好，而起低温断面中包含了大量的粗集料断面，粗集料断裂增加了环氧沥青混合料的脆性，影响环氧沥青混合料的抗裂能力。砂粒式环氧沥青混合料由细集料、填料以及环氧沥青组成，具有较高的环氧沥青含量和细集料含量，可以增加韧性，从而确保其强度高的同时，具有更好的低温抗裂和抗疲劳能力。砂粒式环氧沥青混合料由于其较好特性，一般被用于桥面、路面铺筑结构及道路工程中的裂缝、坑槽等养护中，具有广泛的应用前景。
2、目前，砂粒式环氧沥青混合料与常规的沥青混合料设计方法基本相同，主要是根据规范规定的级配范围，进行集料和填料级配合成，再通过马歇尔试验方法，以空隙率、稳定度、流值等作为指标，确定最佳油石比。这种混合料设计方法主要依赖试验，对环氧沥青混合料构成机理和材料之间相互作用不明确，控制指标与混合料设计过程中脱节，完全依赖于试验的不断尝试，性能调整与优化缺乏理论支撑，造成试验量大。砂粒式环氧沥青混合料高强度、高粘结，主要源于环氧沥青的热固性材料特性，反应后形成稳定而牢固的结合，环氧沥青的作用尤为突出；而现阶段，在环氧沥青混合料设计方法
技术实现思路
1、本专利技术针对砂粒式环氧沥青混合料的材料构成机理和其之间相互作用不明确，导致其性能难以控制的问题，旨在提供一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料，通过环氧沥青与集料、尾矿砂之间的裹附作用，并控制材料在空间构成中的填充过程，从原材料相互作用控制砂粒式混合料性能，并考虑环氧沥青胶结尾矿砂后裹附、填充过程中对集料骨架结构的影响，确保体积设计结果的准确性，各方性能处于较优状态。
2、本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
3、一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料，所述的砂粒式环氧沥青混合料包括细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3~5mm的集料，按照体积构成原理，3～5mm的集料构成骨架结构，形成空隙结构，环氧沥青以沥青膜包裹尾矿砂形成胶浆，一部分胶浆包裹在3～5mm集料表面后，会撑开3～5mm的集料构成骨架结构，形成撑开后空隙，另一部分胶浆填充在撑开后空隙中，形成剩余的空间，再由环氧沥青填充剩余的空间中，填充后剩余的空隙为砂粒式环氧沥青混合料空隙率。
4、本专利技术的进一步技术：
5、优选的，粒径3～5mm的集料构成骨架结构，形成空隙结构，具体的：通过马歇尔试验方法，测定3～5mm集料的单面击实100次的击实密度，并按照下式计算3～5mm的集料构成骨架结构空隙及1m3砂粒式环氧沥青混合料中3～5mm集料体积：
6、
7、式中：——粒径3～5mm集料密度，kg/m3；——粒径3～5mm集料击实密度，g/cm3；
8、——1m3砂粒式环氧沥青混合料中集料体积，m3；——粒径3～5mm集料骨架结构后剩余体积，m3。
9、优选的，环氧沥青以沥青膜包裹尾矿砂形成胶浆，是将细粒度尾矿砂按照比表面积相同的方法等效为球体，环氧沥青包裹球体尾矿砂，等效球体的直径按照下式计算：
10、
11、式中：——细粒度尾矿砂等效球体直径，mm；——细粒度尾矿砂密度，kg/m3；——细粒度尾矿砂比表面积，m2/kg。
12、优选的，一部分胶浆包裹在3～5mm集料表面后，撑开3～5mm的集料构成骨架结构，按照如下公式计算裹附集料部分的胶浆体积，以及胶浆撑开3～5mm集料后剩余体积：
13、
14、式中：——3~5mm集料总的比表面积，m2/kg；——3~5mm集料比表面积，m2/kg；——包裹3~5mm集料胶浆的体积，m3；——粒径3～5mm集料骨架结构被胶浆撑开后剩余体积，m3；——环氧沥青膜厚度，um。
15、优选的，另一部分胶浆填充在3～5mm的集料撑开空间的空隙中，尾矿砂包裹环氧沥青形成的胶浆按照球体最密填充理论进行填充，按照下式计算填充中胶浆所包含的尾矿砂体积及填充后剩余体积：
16、
17、式中：——胶浆填充后剩余的体积，m3；——填充中胶浆所包含的尾矿砂体积，m3；——胶浆的体积填充率，取0.7405。
18、优选的，胶浆包裹在3～5mm集料表面后，会撑开3～5mm的集料构成骨架结构，按照下式计算骨架撑开后砂粒式环氧沥青混合料空隙，以及用于填充该部分空隙的环氧沥青体积：
19、
20、式中：——砂粒式环氧沥青混合料空隙率，%；——骨架撑开后砂粒式环氧沥青混合料空隙体积，m3；——用于填充骨架撑开后砂粒式环氧沥青混合料空隙的环氧沥青体积，m3。
21、优选的，砂粒式环氧沥青混合料中尾矿砂，包括形成包裹3~5mm集料胶浆中尾矿砂，以及填充骨架空隙胶浆中尾矿砂，按照下式计算尾矿砂体积：
22、
23、式中：——砂粒式环氧沥青混合料尾矿砂体积，m3。
24、优选的，环氧沥青包括形成包裹3~5mm集料胶浆中环氧沥青，填充空隙胶浆中环氧沥青，以及最后填充的环氧沥青体积三部分，按照下式计算环氧沥青体积：
25、
26、式中：——砂粒式环氧沥青混合料沥青体积m3。
27、优选的，砂粒式环氧沥青混合料包括细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3～5mm的集料组成，将细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3～5mm的集料体积进行归一化处理，并按照下式计算1m3砂粒式环氧沥青混合料中细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3～5mm添加量：
28、
29、式中：——1m3砂粒式环氧沥青混合料中3～5mm集料用量，kg；——1m3砂粒式环氧沥青混合料中尾矿砂用量，kg；——1m3砂粒式环氧沥青混合料中环氧沥青用量，kg；——环氧沥青密度，kg/m3。
30、优选的，砂粒式环氧沥青混合料中环氧沥青膜厚度为3～5um，砂粒式环氧沥青混合料的空隙率为0～2%。
31、优选的，所述的细粒度尾矿砂，最大粒径为2.36mm，其中0.075mm通过率不低于60%。
32、本专利技术的有益效果是：
33、本专利技术提供一种掺尾矿砂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料，其特征在于：所述的砂粒式环氧沥青混合料包括细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3~5mm的集料，按照体积构成原理，3～5mm的集料构成骨架结构，形成空隙结构，环氧沥青以沥青膜包裹尾矿砂形成胶浆，一部分胶浆包裹在3～5mm集料表面后，会撑开3～5mm的集料构成骨架结构，形成撑开后空隙，另一部分胶浆填充在撑开后空隙中，形成剩余的空间，再由环氧沥青填充剩余的空间中，填充后剩余的空隙为砂粒式环氧沥青混合料空隙率；
2.根据权利要求1中所述的一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料，其特征在于：砂粒式环氧沥青混合料包括细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3～5mm的集料组成，将细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3～5mm的集料体积进行归一化处理，并按照下式计算1m3砂粒式环氧沥青混合料中细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3～5mm添加量：
3.根据权利要求1中所述的一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料，其特征在于：砂粒式环氧沥青混合料中环氧沥青膜厚度为3～5um，砂粒式环氧沥青混合料的空隙率为0～2%。
【技术特征摘要】
1.一种掺尾矿砂的砂粒式环氧沥青混合料，其特征在于：所述的砂粒式环氧沥青混合料包括细粒度的尾矿砂、环氧沥青、粒径3~5mm的集料，按照体积构成原理，3～5mm的集料构成骨架结构，形成空隙结构，环氧沥青以沥青膜包裹尾矿砂形成胶浆，一部分胶浆包裹在3～5mm集料表面后，会撑开3～5mm的集料构成骨架结构，形成撑开后空隙，另一部分胶浆填充在撑开后空隙中，形成剩余的空间，再由环氧沥青填充剩余的空间中，填充后剩余的空隙为砂粒式环氧沥青混合料空隙率；
2.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨大海，任园，陈修和，张玉斌，吴志刚，
申请(专利权)人：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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