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２００６年１ １月第６期 城市道桥与防洪 科技研究 １５１ 原材料性质对沥青混合料路用性能的影响研究 薛 健 ，肖晶晶 ，郭兆丰ｔ （１．西安市ｍ政工程管 处，陕两两安７ｌ０ｏｏ３；２．长安大学，陕西 安７１００６４） 摘要：该文使用了不同的沥青， 同的集料，交叉配对组成＿二种沥青混合料，并对其进行混合料路川性能的对比试验，深 入分析ｒ沥青、集料等因索对混合料路 性能的影响。 关键词：沥青性质；集料性质；沥青混合料；路用性能 中图分类号：［Ｊ４１４文献标识码：Ａ文章编号：１００９—７７１６（２００６）０６—０１５１—０３ ０ 引言 近年来，沥青混凝十路面存西安得到了大力 发展，据统计９８％的新建道路采用沥青混凝土高 级路面，已成为道路建设的首选。但是一个不容忽 视的问题是相当部分沥青路面未达到设计年限便 出现路用性能丧失殆尽，体现在表观上便是各种 病害如车辙、坑槽、拥包、裂缝等的产生，上述病害 随着沥青路面的大范围采用而给养护部门带来了 巨大的养护压力。沥青混合料是一种性能复杂的 材料，就其组成而言，它由沥青、粗集料、细集料和 矿粉以及外加剂所组成。正因为如此，沥青混合料 的各项路用性能与各种原材料的性质有着非常密 切的关系。本文通过研究二三种不同种类沥青混合 料的路用性能，较深入地分析ｒ沥青性质及集料 性质等因素对混合料路用性能的影响，为沥青混 合料的优化设计提供了更加科学的量化依据，以 期能从源头上为遏制沥青混合料路用性能过早降 低提供一些参考。 １ 试验方案 选用了ＫＯＣＨ改性沥青和克拉玛依ＡＨ一９０＃ 沥青、花岗岩（为了提高混合料的水稳定性，在应 用花岗岩做粗集料时，细集料采用石灰岩）和辉长 岩粗集料进行研究，具体的试验方案如表ｌ和表 ２所示。以基质沥青、辉长岩混合料性能作为基 础，分别将改性沥青、辉长岩混合料，基质沥青、花 岗岩和 灰岩混合性能与其进行比较，以研究沥 青性质及集料性质对混合料路用性能的影响。 表１不同种类混合料试验方案 收稿日期：２００６—０６一Ｏ９ 作者简介：薛健（１９６８一），男，陕州州宜人，Ｔ崔ｌＪｌＩｉ，从事市政 程管理工作： 塞 望鱼型丝里 ｍｎ１ Ｊ 尺、寸１９ ｌ６ ２ ９川．７５ ２ ８ ０．６ ｏ－３０．１ ５ ０．０７５ ０ｏ ． ｓ ．８ ． ４ ｚ ． ｚ ．。ｓ． ２原材料性质 所选用的克拉玛依９０＃沥青及ＫＯＣＨ改性 沥青的常规试验指标如表３所示。 表３沥青试验结果 试验项【＿＝ｊ ＫＩ ＭＹ ＡＨ一９（）｝｝ＫＯＣｉ１改性 集料选用辉长岩、化岗岩、石灰岩。由于化岗 岩与沥青的粘附性差，所以，选用花岗岩做粗集料 时，细集料选用石灰岩并掺加Ｏ．３％的ＡＳＴ—ｍ抗 剥落剂以提高混合料的抗水损害能力。集料性质 如表４所示。 表４集料性质试验结果表 试验项口 辉长岩仡岗岩试验依据 ３不同种类混合料最佳沥青用量确定 采用马歇尔方法确定混合料最佳沥青用量。 试验结果如表５所示。不同 类混和料最佳油石 维普资讯 http://www.cqvip.com
１５２ 科技研究 城市道桥与防洪 ２００６年ｌ １月第６期 比见图１。 表５最佳油石比和粉油比表 嘣 ＫＯＣＨ改性 花岗岩＋石灰岩 辉长岩 图１不同种类混合料最佳油石比 同一石料采用改性沥青比采用基质沥青的最 佳油石比大约０．２％，同一沥青、采用花岗岩和石 灰岩比采用辉长岩的最佳油石比小约Ｏ．２５％。 ４不同种类混合料路用性能研究 ４．１混合料高温性能研究 对不同种类沥青混合料进行６０％车辙试验， 试验结果如表６、图２所示。 表６不同种类混合料车辙试验结果表 编号 １ ２ ３ 沥青 ＫＯＣＨ改性ＫＩ ＭＹ ＡＨ一９０＃ＫＩ ＭＹ ＡＨ一９０＃ 石料 辉长岩 花岗岩＋石灰岩 辉长岩 动稳定度（次／ｍｍ） ９３２６．１ ４３０８．１ ４１２５．４ ４５ ｍｉ？车警深度 １．２７９ ２．１２１ ２．４３８ ６０ ｉｎ车警深度 Ｌｍｍ， １，３４９ … …… ＼ ：２．４ 酷 ２ 厂 躏１．６ ……／ ：１．２ ／ 暑 图２不同种类混台料的高温性能曲线 试验结果分析： （１）同一石料采用改性沥青比采用基质沥青 的动稳定度大约１２６％，说明改性沥青可以显著改 善混合料的高温性能。同一沥青、采用花岗岩和石 灰岩与采用辉长岩的动稳定度相当。 （２）动稳定度测定时，同一石料采用改性沥青 比采用基质沥青的６０ ｍｉｎ变形量小约１．２５ ｆｉｌｍ。 同一沥青、采用花岗岩和石灰岩的６０ ｍｉｎ变形量 比采用辉长岩的小一点，主要是由于花岗岩石料 质地较为坚硬，而辉长岩针片状含量较大，在试验 过程中易被压碎，变形量较大。 ４．２混合料低温性能研究 对不同种类的混合料进行一ｌ０℃低温弯曲试 验，加载速率为５０ ｍｍ／ｍｉｎ，试件尺寸２５０×３５ Ｘ ３０ ｍｍ，试验结果如表７、图３所示。 表７不同种类混合料低温弯曲试验结果表 ————＼． ＼ ＼ ＼ ＼Ｌ —、—’． ７０００ 凸＿ 一．—～ 善 ６５００ ６０００ ／ ５５００ ／ ／ ５０００ 坦 扑 ． 图３不同种类混合料低温弯曲试验曲线 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年１ １月第６期 城市道桥与防洪 科技研究 １５３ 试验结果分析： （１）同一石料，采用改性沥青比采用基质沥青 的抗弯拉强度高，主要是由于改性沥青与集料的 粘附性较好，集料与沥青间的强度较大，说明改性 沥青可以改善混合料的低温性能。同一沥青，采用 花岗岩和石灰岩比采用辉长岩的抗弯拉强度高， 主要是由于细集料为石灰岩，而石灰岩与沥青间 的粘附性较好，沥青与石灰岩间的抗拉强度较高。 （２）同一石料，采用改性沥青比采用基质沥青 的最大弯拉应变大约４０％，说明改性沥青可以显 著改善混合料的低温性能。同一沥青，采用花岗岩 和石灰岩比采用辉长岩的最大弯拉应变大约９％。 （３）同一石料，采用改性沥青比采用基质沥青 的弯曲劲度模量小约１７％，同一沥青，采用花岗岩 和石灰岩比采用辉长岩的弯曲劲度模量稍大一点。 （４）同一石料，采用改性沥青比采用基质沥青 的应变能大约３５％，同一沥青，采用花岗岩和石 一 瓣口餐 灰岩比采用辉长岩的应变能稍小一点。９ ９ ９ ８ ８ ５ ３ ｌ ９ ７ （５）综合四个低温性能的评价指标，同一石 ∞ ∞∞ ∞∞ 料，采用改性沥青比采用基质沥青的低温性能好 得多。同一沥青，采用花岗岩和石灰岩比采用辉长 岩的低温性能相当或者说稍差一点。 ４．３混合料抗滑性能、水稳定性研究 在本研究中，抗滑性能的指标采用构造深度 表示，水稳定性指标采用残留稳定度。试验结果汇 总于表８、表９、图４中。 试验结果分析： （１）各种混合料的构造深度都大于规范规定 的０．５５ｍｍ的要求。采用ＫＯＣＨ改性沥青混合料 表８构造深度汇总表 沥青 ＫＯＣＨ改性 ＫＩ ＭＹ ＡＨ一９０＃ ＫＬＭＹ ＡＨ一９＃０ 石料 辉长岩 化岗岩＋石灰岩 辉长岩 构造深度（ｍｍ） Ｏ ８０３ Ｏ．６９０ ０．７４２ 表９残留稳定度汇总表 编号 １ ２ ３ 沥青 ＫＯＣＨ改性ＫＬＭＹ ＡＨ一９０＃ＫＬＭＹ ＡＨ一９０＃ 石料 辉长岩 花岗岩＋石灰岩 辉长岩 残留稳定度（％） ９０．７８ ８７．８２ ９４．３１ ０．８１ 售。．７７＼ ＼／ ．。６５ 图４不同种类混合料构造深度、水稳定性试验曲线 的构造深度最大，说明改性沥青能提高混合料的 抗滑性能。 （２）各种混合料的残留稳定度都大于规范规 定的《８０％（年降雨量＞５００ｍｍ的地区）的要求， 说明水稳定性满足要求。采用花岗岩和石灰岩的 混合料的残留稳定度较小，说明要采用与沥青粘 附性好的粗细集料以提高混合料的水稳定性。 ５结语 （１）同一石料，采用改性沥青比基质沥青的最 佳油石比要大０．２％，同一沥青，采用花岗岩和石 灰岩比辉长岩的最佳油石比要小０．２５％。 （２）同一石料采用改性沥青的动稳定度是采 用基质沥青的动稳定度的２倍，同一沥青，采用花 岗岩和石灰岩与采用辉长岩的动稳定度相当。 （３）综合四个低温性能的评价指标，同一石 料，采用改性沥青比采用基质沥青的低温性能好 得多。同一沥青，采用花岗岩和石灰岩比采用辉长 岩的低温性能相当或者说稍差一点。 （４）各种混合料的构造深度都大于规范规定 的０．５５ ｍｍ的要求。采用ＫＯＣＨ改性沥青的混合 料的构造深度最大。 （５）各种混合料的残留稳定度都大于规范规 定的《６５％的要求。采用花岗岩和石灰岩的混合 料的残留稳定度较小。 （６）综上所述，三种不同种类混合料综合路用 性能排序为：改性沥青、辉长岩混合料＞基质沥 青、辉长岩混合料＞基质沥青、花岗岩和石灰岩 混合料。 参考文献 ［１】张登良主编．沥青路面工程手册［Ｍ】．北京：人民交通出版社， ２ｏ０３． ［２】余叔藩译．Ｓｕｐｅ￣ａｖｅ水准１沥青混合料设计ｆＭ１．交通部重庆公 路科学所，１９９７． ［３】王新明．高性能沥青路面Ｓｕｐｅｏａｖｅ级配设计方法分析…．石油 沥青，２００３，１７（４）． ［４】丛卓红．高性能沥青混合料设计方法研究［Ｄ】．长安大学硕 十：学 位论文，２ｏ０４．
