復(fù)合集料瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的研究

趙滿喜

摘 要 針對瀝青混合料設(shè)計(jì)過程中，集料資源短缺的問題，研究了采用石灰?guī)r細(xì)集料替代玄武巖細(xì)集料和鋼渣細(xì)集料設(shè)計(jì)瀝青混合料時(shí)對混合料試件高溫抗車轍性能和抗凍融性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著石灰?guī)r細(xì)集料的摻入，瀝青混合料試件有著明顯的下降趨勢，混合料車轍穩(wěn)定度與細(xì)集料表觀密度呈正相關(guān)。使用石灰?guī)r替代玄武巖作為細(xì)集料可以明顯地增加瀝青混合料的凍融劈裂抗拉強(qiáng)度。石灰?guī)r細(xì)集料可以大幅度增大鋼渣粗集料的TSR值，而對于玄武巖粗集料，石灰?guī)r細(xì)集料的加入?yún)s會降低其TSR。

關(guān)鍵詞 瀝青混合料 復(fù)合集料 動(dòng)穩(wěn)定度 高溫穩(wěn)定性

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

作為一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，公路覆蓋率和服務(wù)水平已然成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志之一。從第一條高速公路的建成通車到如今的公路總里程達(dá)到近10萬公里，只經(jīng)歷了不到30年。近年來，由于超載、重災(zāi)車輛的增加、高壓輪胎的使用、以及極端天氣的頻現(xiàn)，公路及城市道路瀝青路面出現(xiàn)多種病害，其中以車轍為最主要的病害之一。為提升路面質(zhì)量，高質(zhì)量的瀝青混合料需要大量生產(chǎn)。生產(chǎn)瀝青混合料所用的玄武巖強(qiáng)度較高，是較為理想的瀝青路面集料之一，但其造價(jià)相對較高，有些地區(qū)也較為匱乏，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本較高；石灰?guī)r屬于沉積巖，廣泛的分布于地球表面，且儲量極為豐富，有著價(jià)格相對便宜、開采容易、破碎簡單等優(yōu)點(diǎn)，若能以石灰?guī)r代替部分玄武巖，則在施工過程中的施工成本可以大大降低；鋼渣是全世界產(chǎn)量最大的固體廢棄物之一，而在一些發(fā)達(dá)國家，這種固體廢棄物的利用率甚至可達(dá)100%，其中約有50%～60%運(yùn)用在公路工程領(lǐng)域。

凡孝均等人探討了花崗巖代替玄武巖的復(fù)合集料的可行性，結(jié)果表明花崗巖集料作為骨架結(jié)構(gòu)有著優(yōu)良的抗車轍能力、低溫穩(wěn)定性、抗疲勞性能，但由于花崗巖不同于玄武巖、石灰?guī)r等堿性、中性集料，其自身的酸性導(dǎo)致自身與瀝青粘附性并不理想。

1原材料

本研究采用大青溝產(chǎn)多孔玄武巖（X），阜新產(chǎn)石灰?guī)r（S），武鋼鋼渣（G）作為集料，采用石灰?guī)r礦粉作為填料，并使用遼寧盤錦北方瀝青廠生產(chǎn)的SBS改性瀝青，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ E20-2011）完成。各組分如粗集料性能、細(xì)集料性能、填料性能和瀝青性能等性能指標(biāo)如表1，表2，表3和表4所示。

圖1為所用集料的表面形貌圖。形貌圖很清晰的表明，玄武巖集料表面質(zhì)地堅(jiān)硬，光滑；而石灰?guī)r表面著有很多灰塵顆粒，鋼渣集料表面布滿空隙。