天然砂在沥青混合料的应用

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1、广东建材2015年第1期材料研究与应用天然砂在沥青混合料的应用徐志辉(广东建粤工程检测有限公司)【摘要】掺配天然砂能够使沥青混凝土容易压实，路面易于成型，而且选择适当粒径的天然砂，能适当降低沥青含量，降低施工成本。本文参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)热拌沥青混合料配合比设计方法，通过多种天然砂掺量做配合比设计，以寻求天然砂最佳掺量，使沥青混合料性能上既能满足技术规范的要求，同时使工程成本最优化。【关键词】沥青混合料；配合比；细集料；天然砂；沥青含量；性能；经济性1概述在密级配沥青混凝土中可以掺配适量的天然砂，利用河砂、海砂与石屑的互补性，既能保证沥青混合料高温稳定性，

2、又能改善沥青混合料施工性能，同时可以降低工程成本。因此如何确定最佳的天然砂掺量，平衡沥青混合料性能、经济性成为关键。本文以《JTGF40—2004》热拌沥青混合料配合比设计方法为基础，以O％、5％、10％、15％、20％的天然砂掺量，通过相关试验，对比不同试验结果，研究探索如何确定最佳天然砂掺量，并依此为依据进行掺配天然砂的经济性分析。2砂、石屑的性能特点2．1石屑石屑是集料生产过程中的副产品，主要是石料的表皮或棱角，扁片和粉尘含量较高，笔者将近期省内多个路面工程所使用的石屑作筛分分析，筛分结果见表1。从表l的数据可以看出，目前国内沥青路面所用的石屑质量较差，有接近70％批次的0～5mm石屑0

3、．075mm筛孔通过率超出《JTGF40一200》规范的要求，含有较多的粉尘。较多的粉尘将提高集料的比表面积，参考町TGF40—2004》附录B．6．9的方法计算集料比表面积：SA=∑(P。×FA。)(式1)式中：SA一——集料比表面积，m2／kg；P．——各种粒径的通过百分率，％；FA．——各种粒径的集料的表面积系数，取值方法如下：各种公称最大粒径大于4．75mm尺寸的集料的表面积系数FA取O．0041，且只计算一次，4．75姗的取0．0041，2．36砌的取0．0082，1．18mm的取0．0164，0．6哪的取0．0287，0．3咖的取0．0614，0．15mm的取0．1229，0．07

4、5mm的取0．3277。根据式1计算各种石屑的集料比表面积，计算结果见表1。从表2的计算结果可以看出，0．075mm筛孔通过率越高，对集料比表面积的影响就越大。集料比表面积的表1石屑筛分45—材料研究与应用广东建材2015年第1期3．73．33．23．02．92．82．62．4100lOO10091．197．O94．697．397．297．698．399．367．479．476．582．983．085．589．592．037．856．455．561．263．268．374．879．315．524．227．136．940．144．051．057．65．48．910．312．413．217．O21

5、．20．61．22．80．92．12．92．43．60．61．52．8O．92．12．92．43．63．004．054．924．595．386．0l6．367．45表3各种原材料掺配比例攀话薄蔗森掺量10～18mm5～10咖3～5IIl【no～3唧Ⅻ‰：十出^垂翼曼毖(％)碎石碎石删缈倒枥夸裂A慧“0510152030211531262116llO51015205．985．655．324．984．65大小将影响到沥青混合料的沥青膜有效厚度：DA=P¨×10／(Yh×SA)(式2)式中，sA——集料的比表面积，m2／kg；Ph——有效沥青含量，％；Y．『_一沥青的相对密度(25℃／25℃)，无量

6、纲。因此在集料吸收沥青结合料的比例基本不变和混合料沥青含量相同的情况下，使用较大的集料比表面积的石屑将降低沥青混凝土的沥青膜厚度。2．2天然砂河砂或海砂表面圆滑，吸水率较低，颗粒呈浑圆状，与沥青吸附性能较差，表2是笔者随机从多个砂场抽取的中粗砂进行筛分分析，并计算集料的比表面积。从表2可以看出，中粗砂比较洁净，0．15mm以下微小颗粒较少，尤其是细度模数2．6以上的中粗砂，集料比表面积比较小。根据式2，使用比表面积较小的天然砂，有利于保证沥青混合料的有效沥青膜厚度。2．3石屑与天然砂掺配根据石屑与中粗天然砂的性能特点，两者具有很好的互补性。在沥青混凝土中，可以用天然砂替代一部分石屑，既可以改善

7、石屑不利于施工，残留孔隙率偏大的缺点，又可以适当减低的沥青用量以降低施工成本。一46—3不同天然砂掺量对沥青混凝土性能的形响在密级配AC—16配合比设计过程中，在规范推荐的天然砂用量范围内分别以0％、5％、10％、15％、20％四种掺量用天然砂替代石屑，粗集料和填料掺配比例不变，分别找出不同掺量的最佳含油量。然后，通过各自最佳含油量的沥青混凝土性能对比，探索天然砂掺量对沥青混凝土各性能指标的影响。