淺談細集料及棱角性對Superpave瀝青混合料

1、.淺談細集料的棱角性對Superpave瀝青混合料體積性指標及施工成本的影響吳江市明港道橋工程有限公司 岳光斌關鍵詞 細集料 棱角性 體積指標 成本摘要 在相同瀝青用量條件下，用輝綠巖做細集料的瀝青混合料的孔隙率比用石灰?guī)r做細集料的瀝青混合料的孔隙率大的多。所以，在考慮相同的混合料質量的條件下，用輝綠巖石屑比用石灰?guī)r石屑做瀝青混合料增加了施工成本，本文就這兩種細集料對混合料的影響展開一些簡單的論述。一 概述 S230省道吳江北段養(yǎng)護改善路面工程瀝青下面層結構設計為8cm的Superpave-20,在混合料目標配合比設計階段采用了兩種設計方案：1 粗集料采用石灰?guī)r，細集料采用輝綠巖；2 粗集料采

2、用石灰?guī)r，細集料亦采用石灰?guī)r。在以往的施工過程中，大多數采用第二種設計方案。但是從施工過程中對混合料的檢測結果看來：0.075的通過量偏大，旋轉壓實的孔隙率偏小，最終導致路面壓實度超密。這樣勢必會應影響路面的使用性能及壽命。故我們在選擇細集料時，考慮輝綠巖壓碎值小，輝綠巖細集料0.075的通過量偏小，如此必然會使混合料的0.075mm的通過量減小，混合料的體積性指標比較容易滿足規(guī)范要求。但是我們在設計過程中發(fā)現，用輝綠巖做為細集料與用石灰?guī)r做為細集料在混合料配合比設計過程中有比較大的差別：1相同的瀝青用量，用輝綠巖的混合料的孔隙率比用石灰?guī)r的混合料的孔隙率要大的多；2在相同的孔隙率的條件下，用

3、輝綠巖為細集料的混合料比石灰?guī)r的混合料的瀝青用量要大的多。二 混合料配合比設計（一）原材料試驗結果匯總（粗集料從大到小分別命名為1#料、2#料、3#料、細集料為4#料）表2-1 粗集料性質試驗結果匯總表試驗項目試驗結果Superpave規(guī)范要求粗集料棱角性（%）100100%細長扁平顆粒（%）7.4<10%洛杉磯磨耗值（%）21.5<3545%堅固性（%）5<3545%表2-2.1 細集料性質試驗結果匯總表（石灰?guī)r）試驗項目試驗結果Superpave規(guī)范要求細集料棱角性（%）47.5>45%砂當量（%）65>50%表2-2.2細集料性質試驗結果匯總表（輝綠巖）試驗

4、項目試驗結果Superpave規(guī)范要求細集料棱角性（%）52.5>45%砂當量（%）76>50%表2-2.2密度實驗結果匯總表礦料表觀相對密度毛體積相對密度吸水率（%）1#料2.7052.6790.362#料2.7352.7030.433#料2.7332.6900.584#料（石灰?guī)r）2.6732.6021.024#料（輝綠巖）2.7202.6421.09礦粉2.7822.782/瀝青1.035（二）各種原材料的級配在這里我們不做贅述，現將最終采用調試出來的兩種混合料級配做簡單表述（細集料為石灰?guī)r的級配命名為級配1、為輝綠巖的命名為級配2）：表2-3級配合成匯總表篩孔尺寸26.51

5、9.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配110093.975.560.536.525.519.112.28.57.04.4級配210092.174.659.536.525.916.59.37.06.25.1級配合成圖如下：根據superpave的設計方法，計算出兩種級配的初始瀝青用量，然后用初始瀝青用量成型試件，根據實驗結果計算混合料相對應的體積性指標。估算瀝青用量匯總表如下：表2-4瀝青用量估算匯總表試驗級配GsaGsbGseVbaVbeWsPbi級配12.7122.6722.7040.0100.0902.3114.29級配22.7222.6812.71

6、40.0110.0902.3194.28為此我們采用4.3%的瀝青用量成型試件，其試驗結果出乎我們意料：級配2的孔隙率遠遠大于級配1的孔隙率（superpave設計孔隙率通常取4%）。試驗結果匯總如下表2-4體積性指標實驗結果匯總表級配設計壓實次數時礦粉/有效瀝青比例初始壓實度壓實度（%）孔隙率（%）VMA（%）VFA（%）級配196.103.9013.2570.51.1685.51級配295.005.0014.1564.71.3283.21孔隙率=100-壓實度從上表我們可以看出級配1的孔隙率是比較接近我們設計的孔隙率，遠遠小于級配2的孔隙率，說明在級配基本相同的情況下。采用相同的瀝青用量，

7、石灰?guī)r石屑的混合料的孔隙率更容易滿足設計要求。三 試驗分析是什么原因而導致了這種現象的產生呢？從常理來分析，不外乎有兩種情況才會導致這種現象的發(fā)生：1 混合料的級配：2 不同性質的細集料。（一）級配分析從我們長期的施工經驗來看，級配的差異不會導致這樣大的差別。我們知道，規(guī)范要求與標準級配的誤差：0.075mm的±2、2.36的±5、>4.75的±6,假如我們將級配1做為我們的標準級配，級配2為我們的生產級配，二者的誤差都在規(guī)范范圍內，那么二者的孔隙率差值應該在±1%以內，是不會超過2%的。（二）棱角性分析1 對棱角性的孔隙率試驗方法分析我們從表2-

8、2.1和表2-2.2看，輝綠巖的棱角性比石灰?guī)r的棱角性要好，即輝綠巖振實后殘余的孔隙率比石灰?guī)r的大。故在施工中或者是在室內試驗中，有輝綠巖做為細集料的混合料經壓實后殘余的孔隙率比石灰?guī)r的較大。2 從壓實原理分析 瀝青混合料的壓實是通過壓實機具對混合料做功，使其內部顆粒重新排列而達到密實。在壓實過程中，主要是克服礦料顆粒間的內摩阻力而使顆粒間的位移增加而達到密實狀態(tài)。我們可以通過下列公式來說明輝綠巖與石灰?guī)r的差別。 =C+tan-剪應力C-內聚力-內摩擦角我們從公式來看，越大則勢必會導致越大，那么瀝青混合料壓實就越困難，從前面我們對棱角性的分析知道輝綠巖的內摩擦角必然石灰?guī)r的要大，故其剪應力也必

9、然增大，所以對輝綠巖的混合料壓實就很困難，固然就會出現(二)中的情況。綜上所述：我們可以得出這樣的結論：在相同的瀝青用量條件下，在相同的壓實條件下，用輝綠巖做細集料的瀝青混合料比石灰?guī)r做細集料的瀝青混合料更不容易壓實，混合料殘余的孔隙率更大。四 相同體積指標瀝青用量的比較根據表2-4中數據的分析，我們們可以得出混合料在4%孔隙率的條件下的瀝青用量，調整如下：1輝綠巖將孔隙率變成4%需要瀝青用量引起的變化Pb=0.4*Vv=0.4*(5.0-4.0)=0.4所以用輝綠巖做細集料的混合料，要使混合料的孔隙率達到4%，其所用瀝青用量必須要增加到4.7%。2 石灰?guī)r將孔隙率變成4%需要瀝青用量引起的變化Pb=0.4*Vv=0.4*(3.9-4.0)=-0.04所以用石灰?guī)r做細集料的混合料，要使混合料的孔隙率達到4%，其所用瀝青用量可以減小到4.26%。所以要達到相同的設計孔隙率，輝綠巖做為細集料的混合料的瀝青用量比石灰?guī)r做為細集料的混合料的要高出0.44%