礦料級配及粉膠比對瀝青混合料性能的影響

劉鐸

摘 要：現(xiàn)在越來越多的道路交通工程采用瀝青混合料路面，瀝青混合料的質(zhì)量影響著道路工程的耐久性和行車安全性，瀝青混合料配合比影響瀝青混合料的質(zhì)量，在此想通過試驗(yàn)了解礦料級配和粉膠比對瀝青混合料的性能影響，為瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：礦料級配；粉膠比；瀝青混合料；空隙率；馬歇爾穩(wěn)定度；動穩(wěn)定度

中圖分類號：U414 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）17-0111-02

Abstract： Now more and more road traffic projects use asphalt mixture pavement. The quality of asphalt mixture affects the durability and driving safety of road engineering， and the mix ratio of asphalt mixture affects the quality of asphalt mixture. In order to facilitate the design and production of asphalt mixture， it is necessary to understand the influence of aggregate gradation and powder/binder ratio on the performance of asphalt mixture.

Keywords： aggregate gradation； powder/binder ratio； asphalt mixture； porosity； Marshall stability； dynamic stability

1 概述

眾所周知瀝青混合料主要是由粗細(xì)集料、礦粉、瀝青等通過一定比例混合在一起組成的，瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)就是通過調(diào)整各種材料的比例來獲得合適的瀝青混合料性能。目前我國采用的瀝青混合料設(shè)計(jì)方法是馬歇爾設(shè)計(jì)方法是一種體積設(shè)計(jì)法，即通過選擇合適的礦料級配與最佳的瀝青用量結(jié)合在一起達(dá)到合適的體積指標(biāo)，混合料空隙率、礦料間隙率和瀝青飽和度，從而保證瀝青混合料的路用性能，瀝青混合料的性能很大程度上決定于礦料級配，本文主要是通過試驗(yàn)了解不同礦料級配對瀝青混合料空隙率的影響。

礦粉作為瀝青混合料的填料在瀝青混合料中起著重要的作用，瀝青與礦粉結(jié)合形成瀝青膠漿，包裹在粗細(xì)集料表面產(chǎn)生粘附作用，將集料粘結(jié)在一起。大量研究表明填料可增大瀝青膠結(jié)料的勁度，且勁度的增長與填料的種類及細(xì)度有關(guān)。瀝青與礦粉的相互作用直接關(guān)系到瀝青混合料的強(qiáng)度、低溫穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性以及老化速度等性能，本文主要是通過試驗(yàn)了解不同粉膠比的情況下瀝青混合料高溫性能的變化。

2 試驗(yàn)方案

本次試驗(yàn)選取AC-20C型瀝青混合料作為試驗(yàn)用瀝青混合料類型，試驗(yàn)用瀝青采用70#道路石油瀝青，將各檔集料篩分成單一粒徑規(guī)格逐檔配料，組合成5種礦料級配，礦料級配詳見表1，油石比選擇4.7%，分別拌和進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

保持瀝青用量，粗細(xì)集料比例不變，調(diào)整礦粉摻量使粉膠比分別為0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

3 礦料級配對瀝青混合料空隙的影響

本次試驗(yàn)選用的5條級配曲線分別是近似級配范圍上限、級配范圍下限、近似級配范圍中線以及兩條保持關(guān)鍵篩孔4.75mm的通過率為35%不變，4.75mm以上通過率大，4.75mm以下通過率小和4.75mm以上通過率小，4.75mm以下通過率大的級配曲線。按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，采用馬歇爾擊實(shí)儀雙面擊實(shí)75下制作標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，進(jìn)行空隙率試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如2所示。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果空隙率由小到大的排序?yàn)椋杭壟?<級配5<級配3<級配2<級配1。由以上數(shù)據(jù)可見，礦料級配對空隙率的影響還是挺大的，隨著各篩孔通過率的減小而變小，關(guān)鍵篩孔4.75mm以上通過率大，一下通過率小的“S型曲線”空隙率最小，反之次之。

4 粉膠比對瀝青混合料動穩(wěn)定度的影響

本試驗(yàn)保持油石比4.7%不變，保持級配1中0.075mm以上篩孔通過率不變，調(diào)整礦粉摻量使粉膠比分別為0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6。按照標(biāo)準(zhǔn)方法成型車轍試件，每組成型3塊進(jìn)行動穩(wěn)定度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，保持油石比不變，隨著粉膠比的變大，瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨之變大，當(dāng)粉膠比達(dá)到1.4時，動穩(wěn)定度達(dá)到最大值，隨后隨著粉膠比的增加動穩(wěn)定度減小。

5 結(jié)束語

正確把握礦料級配與空隙率之間的變化關(guān)系，根據(jù)不同的瀝青混合料性能要求，選擇合適的礦料級配，進(jìn)行瀝青混合的配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，把控好瀝青混合料的質(zhì)量。

單純從瀝青混合料高溫性能考慮，粉膠比對其性能的影響很明顯，在保持級配和瀝青用量不變的情況下，提高礦粉摻量瀝青混合料高溫穩(wěn)定性有很大的提高，但一味的提高礦粉摻量對瀝青混合料并無益處，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，就高溫穩(wěn)定性而言，瀝青混合料粉膠比不宜高于1.4。

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