摻加氧化鐵的彩色瀝青混合料配合比設計

姜東寶 肖亞男 孫凌

黑龍江工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050

1. 概述

彩色瀝青混凝土路面研究與使用追溯到20世紀50年代，從北美國家開始研究，到60年代初前蘇聯道路科學研究院,哈爾科夫公路大學已對彩色瀝青鋪設技術進行了研究,并且先后在莫斯科等城市鋪筑了數萬平方米的彩色瀝青混凝土路面。這種彩色瀝青路面不僅可以與周圍的建筑更好地協調，而且還可以起到美化城市和誘導交通的作用。

對于這方面的探討我國開始于80年代。近幾年，彩色瀝青混凝土路面作為一種新型的路面，起到了美觀，降噪的作用，在公路、道路、公園或廣場上等場所使用得越來越多，引起了人們的興趣和關注，被全球工程界視為“新型綠色建材”。

2. 普通瀝青混合料配合比設計

顏色是本次彩色瀝青混合料的一個極為重要的環節，而顏料是控制混合料顏色的最主要因素，顏色用量選取應慎重，本實驗選擇了紅色的氧化鐵作為顏料。如圖1所示

圖1 鐵紅顏料

本實驗選用90#道路石油瀝青配制彩色瀝青混合料。瀝青三大指標見表1。

表1 90#石油瀝青的試驗結果

彩色瀝青混合料同樣重視礦料的性能，礦料應該滿足強度的要求，級配合理，礦料顆粒形狀以接近立方體其多棱角為佳，限制其針片狀含量，集料應清潔、干燥、無雜質和泥土等，其各項指標應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2004的要求。石料篩分結果見表2。

礦料選擇如下：

(1)碎石的規格為S9，公稱粒徑為10mm～20mm；(2)石屑規格為S15，公稱粒徑0～5mm；(3)細集料為中砂；(4)礦粉。

表2 礦料篩析結果匯總表

混合料的級配范圍選用AC-13，如表3所示。

表3 瀝青混合料礦料級配范圍

采用圖解法對3的礦質混合料進行組成設計，得到礦質混合料配合比計算表，列于表4。

表4 礦質混合料和成級配計算表

3. 確定普通瀝青混合料的瀝青最佳用量

按碎石：石屑：砂：礦粉=25%:36%:30%:9%的用量比例,瀝青按油石比計選用4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，制備試件，進行馬歇爾試驗。

根據不同油石比的瀝青混合料實測密度，計算空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度等物理指標，匯總于表5，測定馬歇爾穩定度、流值亦匯總于表5。

最終算的瀝青混合料的最佳油石比為4.7%。

4. 鐵紅用量的確定

為配制等同于建筑圖譜色彩體系中（C0/M0-100/Y20/B0-100）范圍內彩色瀝青混合料，初步選擇鐵紅的用量為1%、3%、5%、7%、9%，充當部分礦粉。通過與國際標準色卡（CMYK）比較，鐵紅摻量在5%～9%滿足色彩體系中（C0/M0-100/Y20/B0-100）范圍，如圖2。

用鐵紅摻量為5%，6%，7%，8%，9%充當部分礦粉，重新制作彩色瀝青混合料馬歇爾試件，然后進行馬歇爾試驗。

圖2 彩色瀝青混合料試件

5. 數據分析

用不同鐵紅摻量制備的彩色瀝青混合料試件進行表觀密度試驗，測得結果及計算各項物理指標列于表6中。

表6 不同鐵紅摻量的彩色瀝青混合料馬歇爾試驗結果

將馬歇爾試驗的數據處理繪圖，如圖3。用鐵紅代替部分礦粉制作彩色瀝青混合料，從表6、圖3中可以看出，隨著鐵紅摻量的增加，密度呈增長趨勢，空隙率降低，飽和度增加，穩定度呈正態分布，在7%時達最高，流值隨著鐵紅的增加逐漸降低。根據《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2004的馬歇爾技術指標評定，最終我們確定了即滿足路用要求，又在標準比色卡（C0/M0-100/Y20/B0-100）范圍內的氧化鐵摻量為5.2%～6.6%。

圖3 不同鐵紅摻量的彩色瀝青混合料馬歇爾指標關系圖

[1]王寶金，曹俊磊．彩色瀝青混合料的配合比設計及施工控制[J]．中國市政工程，2011.2

[2]葉凌云,曾儲惠．彩色瀝青混合料設計與路用性能[J]．湖南交通科技，2010.4

[3]中華人民共和國交通部. 公路瀝青路面施工技術規范（JTG F40-2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004

[4]Veronica LIN，曹慶婕. 可撕式雙向專業配色手冊[M]．北京：中國計劃出版社，2004