胥 吉

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 510620)

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瀝青混合料骨料破碎程度影響因素分析

胥 吉

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 510620)

選取了廣東地區(qū)常見的凝灰?guī)r、輝綠巖、花崗巖三種石料，采用SMA-13與AC-13兩種級(jí)配類型，通過分析75次、150次、300次三種馬歇爾擊實(shí)次數(shù)的瀝青混合料在不同篩孔的級(jí)配分布變化規(guī)律，得出了影響瀝青混合料骨料破碎程度的主要因素，為瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和施工過程質(zhì)量控制提供參考。

瀝青混合料，骨料破碎，級(jí)配，馬歇爾擊實(shí)

在室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)過程中，經(jīng)過成型后的瀝青混合料試件表面常伴有不同程度的骨料破碎現(xiàn)象，在某些硬質(zhì)巖擊實(shí)過程中也常發(fā)現(xiàn)；瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)碾壓完成后，仔細(xì)觀察路表及芯樣外觀，骨料破碎現(xiàn)象常有發(fā)現(xiàn)。除了與室內(nèi)擊實(shí)次數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)壓路機(jī)噸位及遍數(shù)等外部壓實(shí)水平有關(guān)外，與石料的堅(jiān)硬程度、礦料級(jí)配類型等瀝青混合料自身特性密切相關(guān)。

骨料發(fā)生破碎后，瀝青混合料的物理力學(xué)性能發(fā)生改變，室內(nèi)馬歇爾試件吸水率增加，影響配合比設(shè)計(jì)體積參數(shù)的計(jì)算；室外實(shí)體工程易形成質(zhì)量小缺陷，影響路面長期使用的耐久性。為進(jìn)一步從理論上分析骨料破碎程度的影響因素，本文采用室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)儀進(jìn)行模擬試驗(yàn)，通過對(duì)不同材質(zhì)石料、不同礦料級(jí)配類型、不同擊實(shí)次數(shù)的瀝青混合料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，分析不同篩孔的級(jí)配分布變化規(guī)律，總結(jié)出影響瀝青混合料骨料破碎程度的主要因素。

1 原材料及設(shè)計(jì)級(jí)配

選取廣東地區(qū)常見的凝灰?guī)r、輝綠巖、花崗巖三種石料，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。采用SMA-13,AC-13兩種級(jí)配類型，其設(shè)計(jì)級(jí)配如表2所示。

表1 骨料主要技術(shù)指標(biāo)

表2 設(shè)計(jì)級(jí)配

2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)原材料均先按照國家標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)篩分成單粒徑集料，再按單個(gè)試件的設(shè)計(jì)級(jí)配重新進(jìn)行二次摻配，以確保級(jí)配分析的精確性。按室內(nèi)馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作完成試件成型，每組試件5個(gè)，擊實(shí)次數(shù)分別采用雙面75次、150次、300次。待試件冷卻后，進(jìn)行抽提篩分試驗(yàn)，得到不同方案的單粒徑篩孔分計(jì)篩余百分率變化情況。試驗(yàn)方案如表3所示。

表3 試驗(yàn)方案

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 石料巖性影響

由圖1可知，母巖特性對(duì)骨料破碎程度有明顯影響，輝綠巖抵抗破碎能力最強(qiáng)，凝灰?guī)r略次于輝綠巖，花崗巖最差；針對(duì)SMA-13與AC-13兩種類型瀝青混合料，其抵抗破碎能力與母巖堅(jiān)硬程度變化規(guī)律一致。瀝青混合料抵抗破碎能力與母巖的堅(jiān)硬程度密切相關(guān)，因此在瀝青路面選材過程中應(yīng)盡量選用堅(jiān)硬巖石。

3.2 級(jí)配類型影響

由圖1可知，級(jí)配類型對(duì)骨料破碎程度有明顯影響，骨架結(jié)構(gòu)的SMA-13抵抗破碎能力差于懸浮結(jié)構(gòu)的AC-13；三種母巖得到的級(jí)配類型變化規(guī)律基本一致：在外部沖擊荷載作用下，骨架結(jié)構(gòu)比懸浮結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生骨料破碎現(xiàn)象。

在SMA微觀結(jié)構(gòu)中，骨料之間以“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”接觸，外部荷載通過骨料與骨料傳遞；當(dāng)外力超過承受極限時(shí)，骨料隨即發(fā)生破碎。在AC微觀結(jié)構(gòu)中，懸浮有一定數(shù)量的細(xì)集料，骨料之間并未完全接觸；外部荷載作用時(shí)，細(xì)集料起分散和緩沖作用，使骨料不易破碎。因此，在SMA碾壓施工過程中，要適當(dāng)限制碾壓設(shè)備的噸位，避免因過壓而形成質(zhì)量小缺陷，影響路面長期使用的耐久性。

3.3 擊實(shí)次數(shù)影響

由圖2～圖4可知，擊實(shí)次數(shù)對(duì)骨料破碎程度有明顯影響，隨著擊實(shí)次數(shù)的增加，骨料破碎程度逐漸遞增；不同材質(zhì)石料、不同級(jí)配類型的瀝青混合料，變化規(guī)律基本一致：增大壓實(shí)功，骨料壓碎程度加重。

3.4 級(jí)配分布變化規(guī)律

由圖1～圖4可知，針對(duì)不同材質(zhì)石料、不同礦料級(jí)配類型、不同擊實(shí)次數(shù)條件下瀝青混合料在不同篩孔的級(jí)配分布變化規(guī)律基本一致，可以概括為四個(gè)區(qū)域：

1)4.75 mm～13.2 mm，產(chǎn)生破碎的主要集中區(qū)域；

2)1.18 mm～4.75 mm，破碎產(chǎn)物的主要集中區(qū)域；

3)0.075 mm～1.18 mm，產(chǎn)生破碎數(shù)量與破碎產(chǎn)物數(shù)量基本持平，為變化較小區(qū)域；

4)<0.075 mm，破碎過程中出現(xiàn)的少量粉末狀顆粒。

4 結(jié)語

1)母巖特性對(duì)骨料破碎程度有明顯影響，按抵抗破碎能力排序?yàn)椋狠x綠巖>凝灰?guī)r>花崗巖。級(jí)配類型對(duì)骨料破碎程度有明顯影響，骨架結(jié)構(gòu)SMA比懸浮結(jié)構(gòu)AC更容易發(fā)生破碎現(xiàn)象。

2)擊實(shí)次數(shù)對(duì)骨料破碎程度有明顯影響，隨著擊實(shí)次數(shù)的增加，骨料破碎程度逐漸遞增；增大壓實(shí)功，骨料壓碎程度加重。

3)瀝青混合料骨料發(fā)生破碎后，4.75 mm～13.2 mm為產(chǎn)生破碎的主要集中區(qū)域，1.18 mm～4.75 mm為破碎產(chǎn)物的主要集中區(qū)域。

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Factors influencing the aggregate degradation of hot-mix asphalt mixtures

Xu Ji

(GuangdongProvinceChangdaHighwayEngineeringCo.,Ltd,Guangzhou510620,China)

The paper selects the common three stone materials including tuff, diabase and granite in Guangdong Area, adopts two aggregate grading types of SMA-13 and AC-13, and concludes the main factors affecting the aggregate degradation of asphalt mixture aggregate by analyzing the 75-time, 150-time and 300-time Marshall compaction asphalt mixtures in the changing law for the grading distribution of the various sleve mesh, so as to provide some reference for the proportional ratio design for the asphalt mixture and quality control of the construction process.

asphalt mixture, aggregate degradation, grading, Marshall compaction

1009-6825(2017)11-0126-03

2017-02-06

胥 吉(1983- )，男，碩士，工程師

U214.75

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