填料选择对沥青混合料路用性能影响探究

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1、填料选择对沥青混合料路用性能影响探究　　摘要：填料对于沥青混合料有着不可替代的作用，通常矿粉是用作沥青混合料合适的填料。但随着越来越多施工过程中用水泥替代矿粉作为填料，水泥也逐渐成为了沥青混合料的一种填料。本文通过同一配合比并分别用水泥及矿粉作填料的沥青混合料的标准马歇尔及浸水试验、车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验，对其高温性能、水稳定性能、低温性能进行了综合试验研究。试验结果表明：水泥作为填料相对于矿粉而言对沥青混合料的高温性能和水稳定性能的提高有正面作用，但其低温性能方面其表现出脆性比矿粉作填料时更为明显。关键词：填料；水泥；矿粉；沥青混合料

2、；路用性能中文分类号：U418文献标志码：A文章编号：0.前言9随着我国道路交通建设的发展，高等级道路中沥青路面的应用越来越广泛，沥青混合料的性能质量问题也越来越值得关注，然而影响其性能的因素是多方面的。本次研究从填料的角度来分析不同填料对沥青混合料路用性能的影响，现有的公路沥青路面施工技术规范明确规定填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到矿粉，然而在施工过程中采用水泥来代替矿粉作为填料是比较普遍的。因此，研究矿粉和水泥作为填料对沥青混合料路用性能影响的异同，有益于今后填料选择方向和施工技术的规范。本研究主要从采用矿粉和水泥的沥

3、青混合料的高温性能、水稳定性能、低温性能等方面展开。1.原材料1.1集料本实验依托于杭瑞高速公路贵州境遵义至毕节段路面工程第三合同段，实施长度为53.468km。设计速度80km/h的双向四车道高速公路，路面采用沥青混凝土路面结构。上面层为设计厚度4cm的AC-13C沥青混凝土，由（10～15mm，5～10mm）粗集料，（0～5mm）细集料，矿粉和沥青组成。粗集料为业主指定厂家玄武岩轧制，集料坚硬，多呈棱柱体和正方体，无风化现象。细集料为施工单位对石灰岩轧制，其粒径范围0～5mm,填料原则采用矿粉，但由于中途缺货和工期原因，试用水泥替代矿粉并研究其对

4、沥青混合料性能的影响，试验合格则填料采用水泥，反之则暂停施工。粗集料各项技术指标见表1，经过试验测试，其性能满足JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》[3]要求。各档集料的级配如下图1所示。表1集料主要技术指标图1集料及矿粉筛分结果91.2沥青该段AC-13C上面层沥青混合料所用沥青为SBS改性沥青，其性能指标检测通过JTJ052-2000所示方法，结果详见表2。表2SBS改性沥青主要技术指标由表2中技术指标可以得知，沥青满足规范及设计要求。1.3填料试验所用矿粉为石灰岩磨制，外观无团状，加热后颜色无明显变化。通过水洗法得到图1的矿粉的筛

5、分通过率。表观相对密度实测为2.717g/cm3。由于矿粉和水泥的用量都较少，为了使填料选择对沥青混合料路面性能影响研究更具可比性。在本次研究中，使得配合比设计中级配设计一样，我们将水泥的通过率用矿粉级配代替，这样就能够在相同配合比的条件下，比较客观的研究两种填料对沥青混合料路面性能的影响。2.配合比设计2.1试验条件及混合料级配设计粗集料（玄武岩）预热温度180℃，细集料（石灰岩）及填料预热温度165℃，SBS改性沥青预热温度175℃，拌合温度175℃，成型温度145℃。预热时间除沥青外均为2h，SBS改性沥青采用恒温沙浴防止沥青老化。9通过对筛分

6、结果分析，在级配中值的基础上采用S曲线并做适当调整，最终确定该面层沥青混合料设计配合比为：10～15mm碎石∶5～10mm碎石∶0～5mm砂∶矿粉=26.0%∶24.0%∶48.0%∶2.0%。其合成级配曲线详见图2。图2AC-13型沥青混合料级配曲线2.2热拌沥青混合料最佳油石比确定按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，采用传统的马歇尔方法成型试件，根据施工经验拟定4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%五组油石比，通过对各组油石比沥青混合料稳定度、流值、毛体积相对密度的测定，并计算出孔隙率、矿料间隙率、沥青饱和度，最终确定该面层沥青混

7、合料的最佳沥青用量，试验结果见表3（本次试验填料采用矿粉，为体现填料选择差异对沥青混合料路用性能的影响，将在以下试验中，两组填料不同的试件统一采用矿粉作为填料时的最佳油石比）。表3马歇尔试验各项技术指标参照公路沥青路面施工技术规范[4](JTGF402004)中规定的最佳沥青用量计算方法，确定AC-13型沥青混合料的最佳油石比为5.2%。3热拌沥青混合料路用性能试验中，不同填9料的两组试验采用了相同的合成级配以及相同的油石比。保证在不受其他条件干扰的情况下，单独对填料对沥青混合料路用性能影响的研究。试验研究了填料采用矿粉和水泥的热沥青混合料的高温性能

8、、水稳定性能、低温性能。3.1高温性能车辙试验评价是国内评价沥青混合料高温性能的常用方法，通过试验测试混合料