石灰岩矿物与化学组成及其在沥青路面结构中的应用研究

摘要

由于沉积地区、形成原因和条件、所含矿物成分等差异，造成地壳中存在众多类别的石灰岩。根据矿物化学成分的不同，石灰岩可分为白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩等。不同种类的石灰岩，其集料的强度、压碎值、磨耗值、磨光值等技术特性也是不相同的。集料是路面结构层主要和重要的原材料，各结构层对集料技术特性的要求是不同的，本文依托于《石灰岩在云南省高速公路沥青路面抗滑表层中的应用研究》项目，重点分析石灰岩矿物组成、化学成分与其集料技术特性的关系，研究不同岩性石灰岩的集料在沥青路面结构层中的适用性。
　　本文选取云南省龙瑞高速公路沿线8个石料场的石灰岩进行研究。采用X-射线衍射仪、光谱分析仪、激光粒度仪等仪器对8个石料场的石料进行矿物组成、化学组成、集料的颗粒形态等检测分析。测试不同集料的表观相对密度、吸水率、压碎值、磨耗值、磨光值、抗压强度、坚固性和粘附性等技术指标，借助灰色关联理论分析方法和灰色关联分析软件分析计算石灰岩矿物组成与其集料的技术特性的关联度。结果表明:8个石料场的石灰岩集料具有不同的物理、力学性质，而这些性质都与石灰岩集料的矿物和化学组成有关。其中石灰岩矿物组成中方解石与其集料的技术特性关联度最大，即矿物组成中方解石的含量很大程度上决定了石灰岩集料的物理力学性质。根据分析结果和沥青路面结构层的选材要求，进一步分析了不同技术特性的石灰岩在路面结构层中的适用性。并选取十五标和恩和石料场进行沥青路面抗滑表层路用性能的测试，通过高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和抗滑耐磨试验，表明十五标石料场可用于高速公路沥青路面的抗滑表层中。
　　文章从石灰岩的矿物组成、化学成分角度分析不同集料的技术特性，并提出其在沥青路面结构中的适用性，研究成果对今后沥青路面结构选材方法以及石料微观特性分析都有一定的理论意义和实用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 本课题的提出及研究意义

1．3 国内外研究现状及发展状态

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 主要研究内容和技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究意义

1．4．3 技术路线

第二章 石灰岩料场调研

2．1 干河底石料场

2．2 小河边石料场

2．3 恩和石料场

2．4 八标石料场

2．5 回贤石料场

2．6 户勒石料场

2．7 十五标石料场

2．8 掘基石料场

2．9 本章小结

第三章 石灰岩的岩性分析

3．1 石灰岩的矿物组成分析

3．1．1 矿物组成概述

3．1．2 石灰岩矿物组成分析

3．2 石灰岩的化学组成分析

3．2．1 化学性质的影响

3．2．2 石灰岩化学组成分析

3．3 石灰岩集料的物理性质分析

3．3．1 集料的微观构造

3．3．2 石灰岩的密度和吸水率

3．4 石灰岩集料的颗粒性质分析

3．4．1 石灰岩集料的颗粒粒径通过率

3．4．2 石灰岩集料的颗粒形态

3．5 本章小结

第四章 石灰岩集料的力学性质研究

4．1 石灰岩集料的力学性质

4．1．1 石灰岩的单轴抗压强度

4．1．2 石灰岩集料的抗压碎性能

4．1．3 石灰岩集料的耐磨耗性能

4．1．4 石灰岩集料的抗磨光性能

4．1．5 石灰岩集料的粘附性

4．1．6 石灰岩集料的坚固性

4．2 石灰岩集料力学指标之间的相关性

4．3 本章小结

第五章 石灰岩矿物组成与其集料特性的关系分析

5．1 石灰岩化学组成对矿物物理性质的影响

5．2 石灰岩矿物组成与集料物理性质的关系

5．2．1 与表观相对密度的关系

5．2．2 与集料颗粒形态的关系

5．3 石灰岩化学组成对矿物力学性质的影响

5．4 石灰岩矿物组成与集料力学性质的关系

5．4．1 与集料坚固性的关系

5．4．2 与集料压碎值的关系

5．4．3 与集料磨耗损失的关系

5．4．4 与集料磨光值的关系

5．4．5 与岩石单轴抗压强度的关系

5．5 本章小结

第六章 石灰岩在路面结构层中的适用性研究

6．1 路面各结构层选材的要求

6．1．1 路面各结构层的作用

6．1．2 路面各结构层的选材要求

6．2 石灰岩在路面各结构层中的适用性

6．2．1 基于石灰岩集料的物理特性进行选材

6．2．2 基于石灰岩集料的力学特性进行选材

6．2．3 基于石灰岩集料的矿物组成特性进行选材

6．3 本章小结

第七章 石灰岩沥青混合料路用性能的研究

7．1 沥青混合料试验

7．1．1 材料选择

7．1．2 矿料级配设计

7．1．3 高温稳定性试验

7．1．4 水稳定性试验

7．1．5 低温稳定性试验

7．2 沥青混合料抗滑耐磨试验

7．2．1 构造深度

7．2．2 摆值

7．3 本章小结

第八章 结论与展望

8．1 经济及效益评价

8．2 结论

8．3 进一步研究建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论文及取得的学术成果