多孔玄武巖瀝青混合料室內(nèi)壓實(shí)溫度及裝料質(zhì)量對(duì)空隙率的影響

胡 洋

蘇交科集團(tuán)股份有限公司 江蘇 南京 211112

一、 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)采用兩種集料，采用的多空玄武巖石料表觀密度為2.6左右，吸水率在2%以上；采用的玄武巖石料為2.95左右，吸水率在2%以下。

二、 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法

為了詳細(xì)的研究試件重量和溫度對(duì)瀝青混合料成型后試件的空隙率的影響，試驗(yàn)從兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)進(jìn)行研究，按照不同的溫度和在相同成型溫度下不同試件的重量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)。

2.1 級(jí)配選擇

本次試驗(yàn)采用道路石油瀝青Sup25級(jí)配進(jìn)行試驗(yàn)，合成級(jí)配見(jiàn)表1。

圖1 玄武巖Sup25旋轉(zhuǎn)壓實(shí)曲線

圖2 多孔玄武巖Sup25旋轉(zhuǎn)壓實(shí)曲線

圖3 不同溫度下兩種Sup25空隙率

表1 合成級(jí)配

2.2 不同成型溫度設(shè)計(jì)

采用90號(hào)道路石油瀝青時(shí)，按照120℃到200℃，間隔溫度為20℃，每個(gè)試件質(zhì)量為4800±10g進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)。

2.3 不同瀝青混合料的質(zhì)量設(shè)計(jì)

對(duì)玄武巖級(jí)配類型，按照質(zhì)量為4500g、4800g 、5100g、5400g和5700g成型5組旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件。

對(duì)多孔玄武巖級(jí)配類型，按照質(zhì)量為4200g、4500g 、4800g、5100g和5400g成型5組旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件。

2.4 試驗(yàn)的方法

采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，壓實(shí)強(qiáng)度0.6MPa ，設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)次數(shù)為100次。按規(guī)定溫度進(jìn)行拌和，然后將混合料放在烘箱中老化2 h，以模擬實(shí)際施工過(guò)程中瀝青混合料的老化。成型試件并記錄成型過(guò)程中試件的高度、測(cè)定試件毛體積相對(duì)密度、空隙率。最大理論相對(duì)密度采用實(shí)測(cè)方法確定。

三、 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

通過(guò)以上試驗(yàn)測(cè)得了兩種級(jí)配不同溫度和不同瀝青混合料質(zhì)量及空隙率結(jié)果，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。

3.1 不同溫度下試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)道路石油瀝青Sup25級(jí)配類型混合料按照相同質(zhì)量和不同溫度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)。玄武巖瀝青用量為3.8%，多孔玄武巖瀝青用量為4.4%。通過(guò)試驗(yàn)得出旋轉(zhuǎn)壓實(shí)在不同溫度下的壓實(shí)曲線，并對(duì)試件空隙率進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2和圖3。

通過(guò)對(duì)瀝青混合料壓實(shí)曲線和空隙率結(jié)果分析，可以看出：

①多孔玄武巖初始?jí)簩?shí)度要高于正常玄武巖壓實(shí)高度，說(shuō)明多空玄武巖因密度相對(duì)較小，內(nèi)部空隙率相對(duì)較多，相同質(zhì)量下體積比玄武巖大，導(dǎo)致多空玄武巖壓實(shí)曲線高度大于玄武巖壓實(shí)曲線高度。

②經(jīng)過(guò)200℃溫度老化2h瀝青混合料從壓實(shí)曲線看出，在壓實(shí)30次之后，壓實(shí)曲線相較于其他溫度下壓實(shí)曲線趨于平緩，說(shuō)明瀝青混合料由于嚴(yán)重老化已經(jīng)難以壓實(shí)。

③比較兩種玄武巖在不同溫度下空隙率可以看出采在140℃-160℃壓實(shí)溫度時(shí)玄武巖的空隙率變化非常大，多孔玄武巖空隙率變化相對(duì)較小。說(shuō)明多空玄武巖較難壓實(shí)。

3.2 不同瀝青混合料質(zhì)量下試驗(yàn)結(jié)果

設(shè)定成型溫度為150℃，混合料質(zhì)量按照不同質(zhì)量（誤差±10g）成型5組旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件。得出旋轉(zhuǎn)壓實(shí)在不同質(zhì)量下的空隙率。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2和圖4。

表2 不同質(zhì)量下空隙率試驗(yàn)結(jié)果表

圖4 兩種巖性在150℃成型溫度下不同裝料質(zhì)量的空隙率和高度

從表2和圖4可以看出兩種玄武巖在瀝青混合料質(zhì)量越多對(duì)瀝青混合料越難以壓實(shí)，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件空隙率越大，多孔玄武巖空隙率程明顯上升趨勢(shì)，說(shuō)明多孔玄武巖成型時(shí)瀝青混合料裝料質(zhì)量對(duì)空隙率有影響，玄武巖雖然也程上升趨勢(shì)，但相對(duì)變化較小。

從最終成型高度和成型質(zhì)量來(lái)看，隨著成型試件的質(zhì)量和最終高度的增加，試件空隙率也隨之增加。試件高度在（115±5）mm范圍內(nèi)，試件空隙率并無(wú)較大波動(dòng)。

四、 結(jié)語(yǔ)

研究表明多孔玄武巖對(duì)比玄武巖來(lái)說(shuō)在瀝青路面施工中更加難以壓實(shí)，且施工難度加大。這就需要較好的壓實(shí)設(shè)備及碾壓工藝。適當(dāng)增加壓路機(jī)碾壓遍數(shù)，保證路面壓實(shí)效果。

在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同石料的密度及巖性適當(dāng)增加或減少瀝青混合料質(zhì)量以保證旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)最終成型高度（最終成型次數(shù)100次）控制在（115±5）mm范圍內(nèi)。