粗細(xì)集料比對(duì)排水性瀝青混合料性能的影響

（甘肅省交通工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展，國內(nèi)外都主張環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持走綠色可持續(xù)發(fā)展的道路。公路建設(shè)也受到了相應(yīng)的影響，對(duì)于施工建設(shè)所用的材料也更加傾向安全環(huán)保的材料。而排水性瀝青路面則是眾多瀝青路面中安全環(huán)保特性更顯著的一種路面形式，因此對(duì)于排水性瀝青路面的原料以及其特性的研究分析也就格外重要。本文通過對(duì)粗細(xì)集料比對(duì)排水性瀝青混合料性能的影響進(jìn)行分析研究，為路面建設(shè)發(fā)展的施工技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

1 集料的破碎情況及級(jí)配變化

在排水性瀝青公路施工過程中，通常會(huì)使用壓路機(jī)或者行車荷載來對(duì)排水性瀝青公路路面展開碾壓工作，這也是集料發(fā)生破碎的主要原因之一，而通過對(duì)集料進(jìn)行壓碎值實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Х从吵黾系挚箟核榈哪芰?。本次?duì)于集料壓碎值實(shí)驗(yàn)主要采用玄武巖和破碎礫石以及石灰?guī)r碎石三種石料作為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。同時(shí)，為了對(duì)排水性瀝青混合料壓實(shí)后的級(jí)配情況進(jìn)行相應(yīng)的分析，本次試驗(yàn)還對(duì)排水性瀝青混合料壓實(shí)后進(jìn)行了相應(yīng)的馬歇爾試件抽提試驗(yàn)，其詳情如下。

1.1 采用馬歇爾擊實(shí)儀的干料擊實(shí)試驗(yàn)

為了方便對(duì)排水性瀝青粗集料在擊實(shí)作用下破碎情況進(jìn)行較為合理的衡量，通過對(duì)排水性瀝青混合料精細(xì)馬歇爾擊實(shí)儀擊實(shí)試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)所采用的玄武巖和破碎礫石以及石灰?guī)r碎石三種石料在經(jīng)由馬歇爾擊實(shí)儀擊實(shí)后，其級(jí)配逐漸呈較為顯著的下降[1]。本次所采取的三種試驗(yàn)石料在經(jīng)過馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)后均出現(xiàn)不同程度的再破碎狀況，這種狀況的發(fā)生也說明了該集料為排水性瀝青混合骨架的重要承重結(jié)構(gòu)。

1.2 瀝青混合料成型后級(jí)配變化

排水性瀝青混合料主要含有粗細(xì)兩種集料，除此之外還含有一定比例的改性瀝青，因而可以在對(duì)瀝青混合料擊實(shí)后的級(jí)配變化進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。而對(duì)于瀝青混合料擊實(shí)后的級(jí)配變化試驗(yàn)則經(jīng)由與其相同級(jí)配的三種不同類型石料進(jìn)行開展，并通過其試驗(yàn)結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)三種不同類型的同級(jí)配石料的瀝青混合料成型后的級(jí)配變化與干料擊實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果相似，但是前者在數(shù)值上小于后者的擊實(shí)情況。

2 壓碎值對(duì)排水瀝青混合料性能的影響

2.1 體積指標(biāo)與排水性能

通過對(duì)排水性瀝青混合料的初步了解，能夠知曉其最大的特點(diǎn)即擁有較好的排水性。而造成排水性瀝青混合料擁有較強(qiáng)排水性的主要原因則是其內(nèi)部大空隙結(jié)構(gòu)。因此，可以通過排水性瀝青混合料的配合比來展開由不同類型石料作為對(duì)象的馬歇爾試驗(yàn)，并且可以通過該試驗(yàn)結(jié)果較準(zhǔn)確地測(cè)定其體積指標(biāo)。然后根據(jù)所得指標(biāo)結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r集料的排水性瀝青混合料具備較大的粗集料間隙率以及較好的空隙率與連同空隙率[2]。然而，雖然石灰?guī)r集料的排水性瀝青混合料粗集料間隙率較大，但是石灰?guī)r集料中空隙率以及礦料、粗集間隙率等指標(biāo)卻都屬于較小的狀態(tài)，從而嚴(yán)重影響排水性瀝青路面的排水功能。

2.2 馬歇爾試驗(yàn)與冰融劈裂試驗(yàn)

由于排水性瀝青混合料有著較為顯著的抗水性能，符合標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)其進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)與冰融劈裂試驗(yàn)測(cè)試。而通過對(duì)排水性瀝青混合料進(jìn)行相應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)以及冰融劈裂試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，石灰?guī)r石料排水性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度以及殘留度在所選取的玄武巖以及破碎礫石中屬于最小的狀態(tài)，由此表明集料的壓碎集與混合料的力學(xué)性能有著較為密切的關(guān)聯(lián)。

2.3 抗飛散性能和抗車轍性能

排水性瀝青混合路面除了具備較強(qiáng)的抗水損害性能外，還具備較強(qiáng)的抗飛散損失能力以及抗車轍能力。因此，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)排水性瀝青混合料進(jìn)行相應(yīng)的飛散試驗(yàn)以及車轍試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，在三種類型測(cè)試石料中飛散損失最小的是玄武巖碎石，破碎礫石排水性瀝青混合料的飛散損失在三種類型石料中最大。而造成破碎礫石類型石料的飛散損失如此嚴(yán)重的主要原因則可能是破碎礫石的嵌擠能力較差，從而導(dǎo)致瀝青與集料的粘附能力降低。另外，對(duì)排水性瀝青混合路面進(jìn)行車轍試驗(yàn)后所得出的結(jié)果與其集料的壓碎值相同。因此，集料的嵌擠抗壓能力與排水性瀝青混合料的抗車轍性能之間存在著較為密切的關(guān)聯(lián)。

3 集料顆粒形狀對(duì)排水瀝青混合料性能的影響

在各類瀝青混合料中，受集料顆粒形狀的影響最顯著的則是排水性瀝青混合料，因此應(yīng)當(dāng)采用近似立方體的集料顆粒。同時(shí)，通過上述對(duì)不同瀝青混合料性能的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)于集料顆粒形狀對(duì)排水瀝青混合料性能的影響應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)分析針片狀顆粒含量對(duì)排水性瀝青混合料性能的影響。

3.1 針片狀顆粒含量與成型時(shí)集料的破碎情況

通過對(duì)排水性瀝青混合料進(jìn)行相應(yīng)的馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，并且其目標(biāo)級(jí)配配置在4.75mm以上的粗集料，能夠發(fā)現(xiàn)擊實(shí)試驗(yàn)中兩種碎石都有一定的破碎情況發(fā)生，針片狀顆粒含量較高的碎石發(fā)生破碎的情況更加嚴(yán)重。除此之外，在對(duì)相應(yīng)馬歇爾試驗(yàn)后的目標(biāo)級(jí)配制備的排水性瀝青混合料進(jìn)行燃燒法檢驗(yàn)后，能夠發(fā)現(xiàn)其兩種排水性瀝青混合料均出現(xiàn)了一定的破碎狀況，但是這種破碎情況在相同級(jí)配條件下，針片狀顆粒含量低的碎石的破碎程度均顯著減小，并且其級(jí)配變化也會(huì)隨之變小。

3.2 針片狀顆粒含量對(duì)排水性瀝青混合料性能的影響

3.2.1 體積指標(biāo)與滲水系數(shù)

通過上文對(duì)集料的相應(yīng)探討分析能夠發(fā)現(xiàn)，粗集料發(fā)生變化的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致體積指標(biāo)以及混合料性能隨之一起發(fā)生相應(yīng)的變化。并且通過相應(yīng)的試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)兩種集料的排水性瀝青混合料在基本相同的情況下，粗集料其內(nèi)部的針片狀顆粒含量對(duì)瀝青混合料間的孔隙率以及連通空隙率之間都有著較為嚴(yán)重的影響，并且由于排水性瀝青混合料在路面碾壓成型的過程中，由于某些混合料中針片狀顆粒的含量屬于較高的狀態(tài)，因此這些材料通常都會(huì)出現(xiàn)一定的破碎情況，這也導(dǎo)致了排水性瀝青混合料中空隙率與連通空隙率減小的狀況發(fā)生。

3.2.2 馬歇爾試驗(yàn)與凍融破裂試驗(yàn)

為了探究針片狀顆粒含量對(duì)排水性瀝青混合料性能的影響，本研究通過兩種石料成型馬歇爾試件進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)以及凍融劈裂試驗(yàn)后能夠得知，針片狀顆粒含量在得到增加的同時(shí)，可能會(huì)由于其試件空隙率發(fā)生變化而導(dǎo)致馬歇爾穩(wěn)定度得到提升。此外，試件成型時(shí)其破碎情況會(huì)隨著針片狀顆粒含量增長而增加，并且其試件的空隙率也會(huì)隨著針片狀顆粒含量的不斷增加而不斷地減小。不僅如此，排水性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定程度也會(huì)因?yàn)槠淇障堵实淖兓l(fā)生改變，因此針片狀顆粒含量增加的同時(shí)也會(huì)對(duì)排水性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度有著一定的影響。另外，在針片狀顆粒含量經(jīng)由凍融劈裂試驗(yàn)后，其由于空隙率發(fā)生了一定的變化，一些石料由于其內(nèi)部針片狀顆粒的含量較高，其劈裂強(qiáng)度往往也均高于針片狀顆粒含量較低的石料。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對(duì)粗細(xì)集料的強(qiáng)度特性以及其顆粒形狀的特性進(jìn)行相關(guān)分析研究，同時(shí)對(duì)相應(yīng)排水性瀝青混合料展開相關(guān)馬歇爾試驗(yàn)并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析討論，能夠發(fā)現(xiàn)其壓碎值較高的集料通常都會(huì)在排水性瀝青混合料成型中出現(xiàn)較嚴(yán)重的破碎并且會(huì)導(dǎo)致排水性瀝青混合料中空隙率和連通空隙率降低，從而造成排水性瀝青的排水功能以及抗飛散損失性能等出現(xiàn)一定程度的削弱。而一些針片狀顆粒含量較多的粗集料，其在排水性瀝青混合料成型中會(huì)出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，同樣也會(huì)給排水性混合瀝青的排水功能以及抗飛散損失性能等造成一定的影響。因此在排水性瀝青路面的建設(shè)施工中，其粗細(xì)集料要采用壓碎值較小且針片狀顆粒含量較少的粗集料才能夠?yàn)榕潘詾r青路面的安全性能以及耐久性能提供保證。