王迎春（寧夏公路勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，銀川 750042）

消石灰替代礦粉對瀝青混合料性能影響研究

王迎春
（寧夏公路勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，銀川 750042）

在瀝青混合料中用消石灰替代部分礦粉，研究了替代后對瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用消石灰替代部分礦粉可以明顯提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性，而且消石灰的替代量存在一個最佳摻量，最佳摻量為3%，消石灰替代量為最佳摻量情況下殘留穩(wěn)定度超過了原馬歇爾穩(wěn)定度。

消石灰；瀝青混合料；穩(wěn)定度；殘留穩(wěn)定度

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，近年來我國已經(jīng)通車的部分高等級公路瀝青路面出現(xiàn)了早期破壞現(xiàn)象，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)水損害是最主要的原因之一［1-3］。雖然在施工過程中水損害檢測指標(biāo)（殘留穩(wěn)定度）是合格的，但是由于材料本身的特性、重載車輛反復(fù)碾壓、施工水平參差不齊等原因的共同作用下，瀝青路面的水損害還是經(jīng)常發(fā)生，因此，如何提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性是目前研究的重點(diǎn)方向［4］。

提高瀝青混合料水穩(wěn)定性的措施目前主要有兩種，一種是在瀝青中摻加抗剝落劑，此種方法效果顯著，可以將粘附性等級從3級提高到4級甚至5級，但是有學(xué)者認(rèn)為隨著時間的推移，抗剝落效果會下降；另一種方法是優(yōu)化級配設(shè)計(jì)，盡量減少混凝土的孔隙率，嚴(yán)格保證壓實(shí)度。此種方法切實(shí)可行，但是提高效果有限。最近幾年國內(nèi)有參照國外相關(guān)做法，以消石灰代替部分礦粉，發(fā)現(xiàn)可以明顯改善水穩(wěn)定性［5］，有學(xué)者研究了改善機(jī)理，但是在改善效果方面研究較少。本文通過消石灰替代部分礦粉，研究對瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響。

1　原材料

礦粉：石灰?guī)r磨細(xì)礦粉，銀川南達(dá)礦粉廠出品，級配曲線如下表。

表1　合成級配曲線

2　研究方法

為研究消石灰對瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響，以目標(biāo)配合比為標(biāo)準(zhǔn)配合比，以不同消石灰摻量替代礦粉，替代后礦粉和消石灰的比例分別為5∶0、4∶1、3∶2、2∶3、1∶4、0∶5，分別制作標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，測定馬歇爾穩(wěn)定度和殘留穩(wěn)定度，殘留穩(wěn)定度按照規(guī)范要求用60℃水溫下浸泡48小時的穩(wěn)定度和馬歇爾穩(wěn)定度的比值表示。

通過馬歇爾穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)確定的目標(biāo)配合比中最佳油石比為4.8%，穩(wěn)定度為10.54KN。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

消石灰摻量對水穩(wěn)定度的影響。按照上述實(shí)驗(yàn)方法制作試件并測定，計(jì)算殘留穩(wěn)定度來反應(yīng)水穩(wěn)定性的變化，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1所示。

由圖1可以看出，用消石灰替代部分礦粉對水穩(wěn)定性的提高有明顯的作用，而且從圖上可以看出消石灰替代礦粉有個最佳摻量，達(dá)到最佳摻量后，隨著消石灰數(shù)量的增多，不僅不會繼續(xù)提高殘留穩(wěn)定度，反而會降低殘留穩(wěn)定度。分析認(rèn)為原因是由于消石灰比表面積比礦粉大，其吸附能力也大，當(dāng)消石灰摻量過大時，不僅會吸附大量自由瀝青，同時還會吸附部分結(jié)構(gòu)瀝青，從而造成瀝青混合料干硬，粘結(jié)性降低，導(dǎo)致穩(wěn)定性降低。

圖1　不同消石灰用量下殘留穩(wěn)定度曲線

從圖1還可以看出，隨著消石灰用量的增加，殘留穩(wěn)定度逐漸提高，消石灰摻量為3%時殘留穩(wěn)定度達(dá)到最大值100.9%，60℃水溫下浸泡48小時的穩(wěn)定度超過了原穩(wěn)定度，同時也可以發(fā)現(xiàn)，消石灰摻量從0%—3%之間變化時，殘留穩(wěn)定度逐漸提高，而且斜率也基本相同，分析原因認(rèn)為消石灰替代礦粉均勻分布在瀝青混合料中后，消石灰中的堿性成分和瀝青中的酸性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成具有較強(qiáng)吸附性的產(chǎn)物，從而使瀝青牢固的吸附到集料表面，由此提高了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

4　結(jié)論

通過以上圖表和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論：（1）消石灰替代部分礦粉對水穩(wěn)定性的提高有明顯的作用，（2）消石灰替代礦粉有個最佳摻量，到達(dá)最佳摻量后，隨著消石灰數(shù)量的增多，不僅不會接著提高殘留穩(wěn)定度，反而會降低殘留穩(wěn)定度，（3）消石灰摻量為3%時殘留穩(wěn)定度達(dá)到最大值為100.9%。

［1］王民，朱夢良，王英俊等.水泥代替礦粉對瀝青混合料性能的影響分析［J］.重慶建筑大學(xué)學(xué)報.

［2］謝海超，張輝，李彥兵等.水泥作為填料在瀝青混合料中的應(yīng)用［J］.公路交通科技，2002（10）:62-64.

［3］鄭曉光，楊群，呂為民.水泥填料對瀝青混合料性能影響的實(shí)驗(yàn)分析［J］.建筑材料學(xué)報，2005（10）:480-484.

［4］張嘎吱，王永強(qiáng).摻干水泥的瀝青混合料水穩(wěn)性研究［J］.公路，2004（06）:132-133.

［5］王旭東，戴為民.水泥消石灰在瀝青混合料中的應(yīng)用［J］.公路交通科技，2001（08）:20-24.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.018

王迎春（1978-），男，寧夏鹽池人，工程師，主要從事路橋勘察設(shè)計(jì)工作。