石灰岩沥青混合料路用性能研究.doc

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1、石灰岩沥青混合料路用性能研究摘要：本文分别以石灰岩和玄武岩为集料的沥青混合料为研究对象，进行高温稳定性、水稳定性以及低温稳定性等试验。通过比较两者的试验结果，以评价石灰岩沥青混合料的路用性能。研究发现石灰岩沥青混合料具有较优的水稳性和低温稳定性，在低温多雨地区有较大的工程适用性。引言玄武岩是修建公路、铁路等所用石料中较优质的材料，具有耐磨性好、压碎值低等优点。目前，玄武岩大量应用于沥青混合料中。然而，考虑到成本和供应量不足的原因，公路建设过程中也较常采用石灰岩替代玄武岩。许多专家学者[1-5]对相关问题进行了研究，

2、但石灰岩能否取代玄武岩进行大规模的应用，仍然存在诸多疑问。沥青路面表面层直接承受车辆荷载的作用，加之水环境作用，光照老化等环境因素的影响，集料的性能好坏直接影响着沥青路面的各项性能，如：耐久性，整体性，强度等。本文以石灰岩和玄武岩沥青混合料为研究对象，分别对石灰岩和玄武岩集料的物理力学性能进行测试，并对相应的沥青混合料进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及低温弯曲试验，以期发现石灰岩沥青混合料的性能优势，并论证其工程应用的可行性。1原材料1.1粗集料根据《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)[6

3、]对粗集料进行物理力学性能测试，技术指标结果如表1所示。通过比较石灰岩和玄武岩的压碎值、洛杉矶磨耗值及针验，旨在通过流值、密实度等的分析，提出合适的沥青混合料的组成和最佳沥青含量。以5组油石比进行试验，试件采用双面击实75次。通过马歇尔试验结果分析，得出石灰岩沥青混合料的最佳沥青用量为4.4%，玄武岩沥青混合料的最佳沥青用量为4.7%。3路用性能3.1高温稳定性车辙是沥青路面最有危害的破坏形式之一。本试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)[7]，对300mm³300mm³50mm标

4、准尺寸车辙板试件进行车辙试验，研究沥青混合料的高温性能，以60min车辙深度与动稳定度来评价沥青混合料的高温稳定性，试验结果见表6所示。对比表6中的数据，可以看出：石灰岩集料的总变形深度比玄武岩大，动稳定度比玄武岩小。表明玄武岩集料的AC-16型沥青混合料的高温抗车辙性能较优，但是两者均能满足施工技术规范要求。这是因为两种集料的物理力学性质存在差异，石灰岩相对于玄武岩而言，其抗压碎能力明显较差，因此其沥青混合料更容易出现破碎现象，从而引起骨架结构不稳定，导致动稳定度偏低。其次，由于石灰岩与沥青的粘附性较好，表面的沥

5、青膜较厚，在高温条件下容易出现滑动，导致高温稳定性不良。3.2水稳定性片状含量可知，石灰岩的物理力学性能虽然劣于玄武岩的性水损害是沥青混凝土路面早期病害中最常见的一种病害。沥青路面水稳定性的优劣会直接影响到沥青路面的耐久能，但亦满足规范要求。性，严重影响着路面的使用性能。影响沥青路面的水稳定性1.2细集料的因素有很多，诸如原材料的性质与组成、沥青混合料的配对细集料进行表观密度测试，结果如表2所示。合比、环境条件、施工条件等，但主要是由沥青混合料的抗水损害能力所决定。根据《公路沥青路面施工规范》(JTG1.3矿粉F4

6、0-2004)[8]的要求，沥青混合料水稳定性的评价主要是通矿粉对沥青混合料的水稳定性有，矿粉技术指标如表3过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。所示。3.2.1浸水马歇尔试验试件采用双面击实75次的马歇尔试件，试验温度为1.4沥青60℃，进行浸水马歇尔稳定度试验，最后得出残留稳定度，本研究采用的沥青为SBS改性沥青，技术指标如表4所示。试验结果如表7所示。2石灰岩沥青混合料从表7可以看出，以石灰岩为集料的沥青混合料具有较2.1原材料与级配高的残留稳定度，表明其抵抗水损害的能力较强；而以玄武本试验采用我国较为常用的AC-

7、16型的级配类型沥青混岩为集料的沥青混合料的残留稳定度相对较低，且整体稳定合料，为了简化试验过程，矿料级配采用《公路沥青路面施度水平较石灰岩沥青混合料低。这从一方面表明，集料与沥工技术规范》给定的级配范围，选定级配范围上、下限，确青的粘附相对较薄弱，其整体抗水损害能力相对较差。定级配中值，并以级配中值作为最终的设计级配进行试验分3.2.2冻融劈裂试验析。级配组成如表5所示。根据规范，试验采用马歇尔方法成型试件，一组置于常2.2最佳沥青用量温20℃保温，另一组置于-18℃保温16小时再置于60℃水按照试验规程中的相关

8、试验方法进行马歇尔试验，通过浴中保温24小时后进行试验，试验结果如表8所示。马歇尔试验确定最佳沥青用量。马歇尔法需要进行室内试表1粗集料技术指标各筛孔粗集料的表观密度/(g²cm-3)洛杉矶磨耗值集料种类压碎值/%针片状含量/%/%16mm13.2mm9.5mm4.75mm玄武岩2.8652.8662.8712.85510.28.57.46石灰岩2.7332