岩性对沥青混合料体积指标的影响

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摘要：本文通过分别用石灰岩和玄武岩制作AC-16粗、中、细三种级配的马歇尔试件，并分析研究其体积指标的变化规律以及岩性对混合料体积指标影响的机理。研究结果表明：在相同的级配、油石比和相同的击实功的条件下，玄武岩沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率、矿料间隙率均大于石灰岩沥青混合料，但沥青饱和度却小于石灰岩沥青混合料。造成这种体积指标差异主要是由于两种不同岩性集料的物理力学性质以及击实对混合料的原有级配的影响。

关键词：岩性 沥青混合料 体积指标

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0058-01

0 引言

虽然我国已经是高速公路大国但并非是强国，路面质量跟发达国家相比还有较大的差距，路面的早期破坏更是严重。造成这种现象的原因：首先我过沥青路面的起步研究较晚、基础较差、原材料的生产工艺方面也相对落后，其次施工水平有限、超载严重等都是客观原因；另一方面混合料设计也是影响路面质量的重要因素，而体积指标是混合料设计中确定最佳沥青用量的主要依据。本文通过研究玄武岩和石灰岩对沥青混合料的体积指标的影响，对于提高沥青路面的设计和施工质量、路面的使用性能和延长使用寿命减少维护费用都用显著的效果。

1 材料及技术指标

（1）粗、细集料均分别采用石灰岩和玄武岩，为减少试验误差将集料全部筛分成单一粒径。两种岩性集料的技术指标见表1。

（2）本研究采用新疆克拉玛依70# A级沥青，矿粉采用的是石灰岩磨细的石粉。

2 试验方案的设计与试验结果

本研究采用AC-16型沥青混合料，级配采用规范中的粗、中、细三种分别为级配1、2、3，2.36mm的通过率分别为27%、34%、41%。为了对比岩性对体积指标的影响，石料分别只采用石灰岩和玄武岩，油石比为4.7%。根据马歇尔实验制作的试件，测出不同级配下石灰岩和玄武岩混合料试件的毛体积相对密度、孔隙率、矿料间隙率、沥青饱和度结果见表2。

从表2可以看出：（1）整体上玄武岩混合料的毛体积相对密度、空隙率和矿料间隙率大于石灰岩混合料，从图4可知玄武岩混合料沥青饱和度要小于石灰岩混合。

（2）随着2.36mm通过率的增大两种岩性混合料的毛体积相对密度和沥青饱和度也随之增大，两种岩性混合料的孔隙率和矿料间隙率随之减小并有接近的趋势。

3 体积指标差异分析

3.1集料物理特性分析

从表1知：石灰岩粗集料的压碎值大约是玄武岩2倍，洛杉矶磨耗值和磨光值石灰岩都比玄武岩要大说明玄武岩的物理力学强度要远好于石灰岩。石灰岩集料的针片状含量比玄武岩高3.8%，棱角性大于玄武岩，说明玄武岩集料的颗粒形状更加规则。因此在相同的击实功的条件下，石灰岩混合料中的集料更容易被击碎，造成混合料的骨架破坏空隙率变小。

3.2 击实功对不同岩性混合料级配的影响

研究表明，击实功会对混合料的级配造成一定的影响，造成粗集料的破碎。本研究选择AC-16中间级配为研究对象，通过抽提试验分别确定击实后石灰岩和玄武岩的混合料级配，然后对比合成级配来研究击实对级配的影响。

由表2，混合料在击实前后级配发生明显变化，4.75mm以上筛孔的通过率变大，这主要是由于粗集料被击碎变细所致。在相同的击实功的条件下石灰岩混合料的级配变化要大于玄武岩混合料，说明击实是引起石灰岩和玄武岩两种岩性混合料体积指标不同的因素。

4 结论

（1）在相同的级配、油石比和击实功的条件下，由于石灰岩和玄武岩在物理力学性质及击实造成的粗集料的挤碎，造成玄武岩沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率、矿料间隙率均大于石灰岩沥青混合料，但沥青饱和度却小于石灰岩沥青混合料。

（2）本研究只采用的是玄武岩和石灰岩，其他岩性对体积指标的影响还有待研究。

参考文献：

[1]JTG F40 -2004，公路沥青路面施工技术规范.

[2]沈金安.论压实沥青混合料的密度、空隙率与压实度问题[J].公路，1996，6

[3]JTJ 052-2000. 公路工程沥青及沥青混合料试验规程.