石屑在瀝青混凝土中的物理性能研究

蘇紅艷 李保霞

摘要：在瀝青混凝土中通常使用天然砂作為細(xì)集料，但在部分地區(qū)采用石代替天然砂作為細(xì)集料，可以獲得正常甚至超過(guò)天然砂的應(yīng)用效果。作者以107國(guó)道鶴壁段為例，采用石屑部分或全部代替天然砂作為細(xì)集料，試驗(yàn)和應(yīng)用階段評(píng)價(jià)結(jié)果良好，故可以用石屑代替天然砂，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：混凝土 ?細(xì)集料 ?石屑 ?應(yīng)用技術(shù)

砸石場(chǎng)的細(xì)篩余料（即石屑）中經(jīng)常會(huì)含有破碎巖石和破碎礦渣。石屑是就地取材選用的細(xì)集料，其品質(zhì)符合（GB T 146855-2001）規(guī)定的許多物理及化學(xué)物質(zhì)含量的質(zhì)量指標(biāo)。隨著近年來(lái)對(duì)石屑使用水平的提高，石屑在提高馬歇爾及車(chē)轍試驗(yàn)的穩(wěn)定度效果中有非常明顯的幫助。石屑替代了砂子這一方法，也有利于瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗車(chē)轍能力的提高。

1 石屑和砂的對(duì)比試驗(yàn)研究

在位于干線(xiàn)公路改建工程鶴壁段的工程施工期間，石屑就替代了砂子作為了瀝青混合料中的細(xì)集料，我們對(duì)此作了對(duì)比試驗(yàn)。

1.1 石屑物理性能試驗(yàn)

表1 ?石屑物理性能試驗(yàn)結(jié)果表

1.2 馬歇爾試驗(yàn)中石屑與天然砂在瀝青混凝土面層混合料中結(jié)果的對(duì)比

國(guó)道107線(xiàn)鶴壁段改建工程在室內(nèi)配合比試驗(yàn)階段，對(duì)兩層瀝青混凝土分別按照不同的比例配制瀝青中混凝土的混合料，我們?cè)谝?guī)定的溫度下進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，并將結(jié)果總結(jié)如表2。

從表2得出，瀝青混凝土拌合料中用石屑全部代替砂子是非常行之有效的方法，通過(guò)這種方式，穩(wěn)定度提高3.97%～18.36%，流值降低1.68%～15.98%。并且不難看出瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、抗車(chē)轍能力都有了顯著的提高。

2 配合比試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)

2.1 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

國(guó)道107線(xiàn)鶴壁段改建工程瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證等三個(gè)階段。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)分為礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計(jì)和瀝青最佳用量確定兩部分。

2.2 試驗(yàn)段馬歇爾試驗(yàn)和檢測(cè)結(jié)果

2.2.1 馬歇爾試驗(yàn)

分別對(duì)兩臺(tái)瀝青混合料拌和樓生產(chǎn)的瀝青混凝土取樣，各制成6個(gè)馬歇爾試件，并進(jìn)行了馬歇爾試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果列于表3。

2.2.2 壓實(shí)度

密實(shí)度之間有較好的相關(guān)性，利用表4中的值計(jì)算得的回歸方程為：

Y=0.6683X+0.8071

r=0.9865

式中Y——鉆件的密實(shí)度;

X——核子密度儀測(cè)的密實(shí)度

2.2.3 表面特性

完工檢測(cè)用國(guó)產(chǎn)擺式儀BM-Ⅱ測(cè)量表面層的摩擦系數(shù)。用砂補(bǔ)試驗(yàn)法測(cè)量表面構(gòu)造深度結(jié)果如下：

表5 ?路面摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度檢測(cè)表

3 石屑在瀝青混凝土中的物理性能

根據(jù)國(guó)道107線(xiàn)改建工程鶴壁段瀝青路面中石屑在其中的應(yīng)用可證明：

①在瀝青混凝土拌合料中用石屑全部代替天然砂，瀝青混凝土穩(wěn)定度提高3.97%-18.36%，流值降低1.68%-15.98%，動(dòng)穩(wěn)定度提高46.39%-47.73%。由此可得這種方法可以顯著提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、抗車(chē)轍能力。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果不難看出完全或部分采用天然砂拌制瀝青混凝土，在室內(nèi)試驗(yàn)中也表現(xiàn)出了很高的適用性和優(yōu)越性。

②使用數(shù)年后，對(duì)瀝青混凝土路面的路用性能進(jìn)行了抗車(chē)轍能力的比較研究，用石屑全部代替天然砂拌制的瀝青混凝土路面，仍明顯優(yōu)于完全或部分采用天然砂拌制瀝青混凝土路面。

通過(guò)對(duì)瀝青路面的馬歇爾穩(wěn)定度及車(chē)轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度的實(shí)驗(yàn)和研究表明，用石屑全部代替天然砂拌制的瀝青混凝土路面完全可以適用于高等級(jí)公路，并且可以改善瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性、抗車(chē)轍能力，增強(qiáng)瀝青混凝土的耐久性，這不僅減少了經(jīng)濟(jì)投入，更提高了社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐偉豪，楊醫(yī)博，鄭煒金，李劍帥，郭文瑛.高強(qiáng)石屑混凝土的試驗(yàn)研究[J].混凝土，2010（03）.

[2]閻廣慶，李玉明.石灰?guī)r石屑混凝土的研究和應(yīng)用[J].山西建筑，1988（04）.

[3]蔣雪琴，楊醫(yī)博，譚世霖，郭文瑛，周啟源，王恒昌.高石粉含量石屑全代砂混凝土的研究與應(yīng)用[J].水運(yùn)工程，2011（06）.

作者簡(jiǎn)介：

蘇紅艷（1978-），女，碩士，副教授，畢業(yè)于鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院，現(xiàn)在鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院任教。