粉膠比對(duì)瀝青混合料路用性能的影響研究

摘要：針對(duì)施工單位對(duì)粉膠比認(rèn)識(shí)不足的現(xiàn)狀，研究利用不同的粉膠比制備瀝青混合料，并對(duì)制備的試件進(jìn)行路用性能研究，研究結(jié)果表明：隨著粉膠比的增大，瀝青混合料的水穩(wěn)定性、低溫抗裂性呈現(xiàn)二次拋物線的形式，并在粉膠比1.2處達(dá)到最大值，而瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性隨著粉膠比的增大而逐漸增大。

關(guān)鍵詞：粉膠比；路用性能；瀝青混合料

0 引言

粉膠比對(duì)于瀝青混合料的影響一直以來(lái)都沒(méi)有引起道路工作者的研究，各個(gè)工程中未能對(duì)粉膠比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，也導(dǎo)致了許多由于因?yàn)榉勰z比不合理而引發(fā)的工程質(zhì)量問(wèn)題。所以對(duì)于粉膠比與瀝青混合料性能之間的關(guān)系研究顯得格外重要，研究以粉膠比對(duì)瀝青混合料性能的影響規(guī)律為主線展開(kāi)對(duì)合理粉膠比的研究。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究采用KLMY 90#基質(zhì)瀝青，石灰?guī)r礦粉，輝綠巖集料為原材料，分別采用粉膠比0.6、0.8、1.2、1.4、1.6制備AC-16瀝青混合料，并研究不同粉膠比下瀝青混合料的路用性能，KLMY90#基質(zhì)瀝青的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表1。

表1 KLMY90#基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)

檢測(cè)項(xiàng)目

實(shí)測(cè)值

試驗(yàn)方法

針入度（25℃，0.1mm）

86.2

T0604-2011

針入度指數(shù)PI

-1.05

T0604-2011

延度（5cm/min ，cm）

75.8

T0605-2011

密度（15℃，g/cm3）

0.982

T0603-2011

軟化點(diǎn)（℃）

46.3

T0606-2011

旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)（（163℃，85min）

質(zhì)量損失（%）

0.02

T0610-2011

針入度比

75.8

延度（5cm/min 10℃，cm）

26.7

2 試驗(yàn)結(jié)果

保證其他混合料各級(jí)配比例相同前提下，按照不同的粉膠比進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，然后制備瀝青混合料，下圖1是粉膠比為1.0的級(jí)配設(shè)計(jì)曲線。

圖1 粉膠比1.0時(shí)的級(jí)配設(shè)計(jì)曲線

將制備成型的馬歇爾試件及車轍分別進(jìn)行殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂試驗(yàn)、低溫彎曲蠕變?cè)囼?yàn)及車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表2。

表2 不同粉膠比下的瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

瀝青混合料類型

粉膠比

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

最佳油石比（%）

4.4

4.5

4.7

4.8

5.0

殘留穩(wěn)定度（%）

63.1

71.2

79.5

84.2

80.2

TSR（%）

62.6

64.6

75.8

83.1

79.1

DS（次/mm）

1342.9

2256.3

2794.3

3736.2

4142.5

最大彎拉應(yīng)變（1*106）

948.7

1787.7

2134.5

3217.5

2507.1

分析表2，不難得出隨著粉膠比的增大，瀝青混合料的最佳油石比逐漸增大，殘留穩(wěn)定度隨著粉膠比的增大先增大后減小，在粉膠比1.2處達(dá)到峰值，TSR與殘留穩(wěn)定度擁有相似的規(guī)律，同樣在粉膠比1.2處達(dá)到峰值，而粉膠比對(duì)瀝青混合料車轍的影響確是隨其逐漸增大而增大，最大彎拉應(yīng)變隨著粉膠比的增大出現(xiàn)了二次拋物線的規(guī)律，先增大后迅速減小，在1.2處達(dá)到峰值。

圖2 粉膠比與瀝青混合料的關(guān)系曲線

上述試驗(yàn)結(jié)果表明瀝青混合料的水穩(wěn)定性隨著粉膠比的增大先增大后減小，低溫抗裂性、抗凍性均具有相似的規(guī)律，且均在粉膠比1.2處達(dá)到最優(yōu)值，但是粉膠比對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性具有增大作用，隨著粉膠比的增大，瀝青混合料的DS值逐漸增大。

綜合上述分析，充分考慮瀝青混合料的水穩(wěn)定性、低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性等性能得出瀝青混合料的最佳粉膠比應(yīng)控制在1.2附近，瀝青混合料的路用性能最佳。

3 結(jié)語(yǔ)

瀝青混合料的粉膠比對(duì)水穩(wěn)定性、低溫抗裂性的影響均呈現(xiàn)二次拋物線的形式，且均在粉膠比1.2處達(dá)到最佳值，但是粉膠比對(duì)瀝青混合料的高溫性能呈現(xiàn)出促進(jìn)作用，對(duì)于夏季炎熱且降水較少的干旱地區(qū)可以考慮適當(dāng)增加粉膠比來(lái)提高瀝青混合料的高溫抗車轍性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 江蘇省高速公路建設(shè)指揮部. SUPERPAVE混合料設(shè)計(jì)方法和指標(biāo)的優(yōu)化研究報(bào)告[R]. 南京：江蘇省高速公路建設(shè)指揮部，2007.

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