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《廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》2016年第3期

摘要：

強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料由于其密實(shí)度大、耐久性強(qiáng)及抗水損害等優(yōu)點(diǎn)在道路建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，而提高礦粉含量對(duì)增大瀝青路面的密實(shí)度和耐久性影響亦很大。文中通過(guò)加大礦粉用量，對(duì)強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料進(jìn)行研究，綜合分析礦粉含量對(duì)強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料各項(xiàng)體積指標(biāo)和力學(xué)強(qiáng)度的影響。

關(guān)鍵詞：

礦粉含量；強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料；抗壓強(qiáng)度；劈裂強(qiáng)度

礦粉以其與瀝青的膠結(jié)作用對(duì)提高瀝青路面的密實(shí)度作用很大，因礦粉-瀝青膠凝結(jié)構(gòu)使瀝青路面粘稠度增大，有效減小礦料空隙，從而使瀝青混合料的密實(shí)度進(jìn)一步提高，且瀝青路面會(huì)隨之更加耐久。綜上所述可以認(rèn)為礦粉-瀝青的膠結(jié)體對(duì)瀝青混合料的密實(shí)度、力學(xué)強(qiáng)度及抗擊水損害作用明顯，強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料粗集料顆粒之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力相比普通瀝青混合料而言更大，加之粗集料間的空隙可以很好地由礦粉-瀝青膠漿填充密實(shí)，更充分有效地降低了水損害。所以本文以小牛線(xiàn)試驗(yàn)段為背景，研究增加礦粉含量對(duì)強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料各方面性質(zhì)的影響。

1原材料技術(shù)性質(zhì)

本文所用原材料有瀝青、粗集料、細(xì)集料和礦粉，表1~表4為試驗(yàn)結(jié)果。

2強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料級(jí)配確定

(1)顆粒流理論基于CBR的粗集料級(jí)配研究數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果

表5為CBR數(shù)據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，其中D1表示13.2~19mm集料、D2表示9.5~13.2mm集料、D3表示4.75~9.5mm集料，JP表示以D1-D3質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合粗集料。

(2)合成粗集料的CBR規(guī)律

根據(jù)表5中數(shù)據(jù)，繪制礦料CBR關(guān)系曲線(xiàn)，如圖1所示。由圖1可知：①D1形成了具有強(qiáng)嵌擠效果的瀝青混合料主骨架結(jié)果，最佳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~50%。②D2和D3主要作用為填充主骨架結(jié)構(gòu)中的孔隙，其最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~25%；但兩者摻量不宜過(guò)高，否則會(huì)干涉主骨架結(jié)構(gòu)，從而降低骨架嵌擠力。③以CBR最大為標(biāo)準(zhǔn)確定三種粗集料D1、D2、D3的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例為45:35:20。在上述得出的最佳粗集料質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例的基礎(chǔ)上，采用泰波公式計(jì)算細(xì)集料級(jí)配，并擬定細(xì)集料與粗集料質(zhì)量比例為45∶55（N55）、40∶60（N60）、35∶65（N65）、30∶70（N70）、25∶75（N75），通過(guò)對(duì)比不同級(jí)配混合料路用性能，進(jìn)而確定基于顆粒流AC-16瀝青混合料強(qiáng)嵌擠骨架密實(shí)級(jí)配，如表6和圖2所示。

3礦粉含量對(duì)瀝青混合料各項(xiàng)指標(biāo)的影響

增大礦粉含量后強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)參數(shù)及穩(wěn)定度如表7所示。礦粉含量對(duì)馬歇爾試驗(yàn)參數(shù)及穩(wěn)定度影響見(jiàn)圖3。圖3可以看出增加礦粉用量使得強(qiáng)嵌擠密實(shí)瀝青混合料的比表面積增大，馬歇爾穩(wěn)定度增大，最佳油石比相應(yīng)增加，說(shuō)明瀝青與礦粉膠結(jié)作用明顯，瀝青混合料粘聚力大大提高。且瀝青混合料礦料間隙率和空隙率急劇減少，毛體積密度增大，有效提高了瀝青混合料的抗水損能力和耐久性。

4礦粉含量增加對(duì)強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料力學(xué)強(qiáng)度的影響

礦粉含量增加對(duì)強(qiáng)嵌擠密實(shí)型瀝青混合料力學(xué)強(qiáng)度的影響如表8所示。表8的數(shù)據(jù)說(shuō)明了礦粉用量增加對(duì)劈裂強(qiáng)度影響較為顯著，而對(duì)抗壓強(qiáng)度則基本無(wú)影響。這是由于瀝青混合料在抗壓和劈裂荷載作用下受力是不同的，劈裂時(shí)瀝青混合料主要靠集料間粘聚力承重，而受壓時(shí)主要靠集料的嵌擠作用承重，所以本文加大礦粉含量，使得瀝青與礦粉的粘聚力加強(qiáng)，表現(xiàn)為劈裂強(qiáng)度增大，更加強(qiáng)了瀝青混合料在低溫時(shí)的抗裂性能。

5結(jié)論

(1)增加礦粉用量使瀝青混合料的比表面積增大，馬歇爾穩(wěn)定度增大，最佳油石比相應(yīng)增加，說(shuō)明瀝青與礦粉膠結(jié)作用明顯，瀝青混合料粘聚力大大提高。

(2)瀝青混合料礦料間隙率和空隙率急劇減少，毛體積密度增大，有效提高了瀝青混合料的抗水損能力。

(3)礦粉用量增加對(duì)劈裂強(qiáng)度影響較為顯著，而對(duì)抗壓強(qiáng)度則基本無(wú)影響。加大礦粉含量，使得瀝青與礦粉的粘聚力加強(qiáng)，表現(xiàn)為劈裂強(qiáng)度增大，更加強(qiáng)了瀝青混合料在低溫時(shí)的抗裂性能，具有工程實(shí)際參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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作者:劉新偉 單位:山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院