维普资讯 http://www.cqvip.com 城市道ｊ挢与防洪 第３期２００２年９月 沥青混合料中集料吸收沥青的试验研究 任 明 沈才华 （河海大学交通学院） 摘 要：本文分析了集料吸收沥青对沥青混合料性能产生的影响．提出考虑吸收作用下的空隙率、矿料间隙率 和有效沥青含量等具体的计算公式，并在此基础上定量评价了混合料各项技术指标的变化情况。 关键词：有效沥青 最大理论密度 试验研究 ｌ 概述 一般来说，作为矿质集料的岩石或石料颗粒 内部或多或少都会有一些空隙，在与沥青共同形 成混合料时，这些孔隙会吸收一定数量的沥青，被 集料吸收的部分一般不会再对沥青混合料的强度 起作用，只有那些没有被集料吸收的沥青（有效沥 青）才会形成沥青结合料而在集料骨架中起胶结 作用。如果没有有效沥青的概念，会导致： （１）Ｖ。计算值比实际的偏小（据美国ＭＳ一２ 计算，考虑吸收与不考虑相比，试件空隙率相差 １．５ ～２．０ ），所以计算出的矿料间隙率 （ＶＭＡ）、沥青填隙率（ＶＦＡ）也与实际情况不符， 而这些指标恰恰是在沥青混合料配合比设计中起 关键作用的技术指标，不正确的计算结果会使生 产出的沥青混合料不合格。 （２）由于集料吸入了部分沥青，与设计沥青 用量相比有效沥青用量偏少．所以粘结力不足而 导致施工中沥青混合料容易离析及混合料耐久性 差，从而引起路面开裂、剥落和松散。这也许正是 我国沥青路面寿命普遍不长的原因之一。 （３）吸收沥青较少的集料如果不考虑吸收也 许问题不大，而对于吸收沥青较多的集料来说，不 考虑吸收沥青是不恰当的，可能因无法使用某些 集料而造成成本增加。例如当地集料吸收沥青太 多．必须要使用较远处的集料来满足要求，因此导 致原材料价格提高。 ２试验材料 ２．１ 沥青 本项目研究过程中所用沥青为壳牌７０号沥 青．基本性能见表１。 ２．２ 集料 ～７Ｒ一 所用集料为石灰岩，基本性能试验结果见表 。 表１ 沥青基本性能试验结果 表２集料基本性能试验结果 ２．３矿粉 所用矿粉为石灰岩矿粉，含水量＜０．５ ，亲 水系数＜０．９，视密度为２．７８３ ｇ／ｃｍ。（矿粉毛体 积密度看作与视密度相同）。 ３计算公式 （１）空隙率Ｖ （ ） Ｖ 一（卜 Ｊ Ｘ １００ （１） 式中：Ｇ ——沥青混合料试件的实测密度，由表于 法测得 Ｇ ——沥青混合料的最大理论密度 Ｇ ｍｍ—一． — （２） （ Ｇｂ 式中：Ｐ ——沥青混合料中集料质量百分比 Ｐ ——沥青混合料中沥青质量百分比 Ｇ ——沥青密度 （ ——全部集料的有效密度（ＳＵＰＥＲ— ＰＡＶＥ经验公式） Ｇ 一ＧＩｈ十０．８×（Ｇ 一Ｇ ） 维普资讯 http://www.cqvip.com 城市碴轿与防洪 第３期２００２年９月 式中：Ｇ ——全部集料的毛体积密度 Ｇ ——全部集料的视密度 试验中分别按照ＡＣ一２０Ｉ、ＡＣ一２５Ｉ制成混合 料试件，试件的马歇尔试验结果如表３、表４所 Ｇ 一互 ｌＯＯ Ｇｌｂ Ｇ２ｂ Ｇ ‘３） 不。 得到试件马歇尔试验结果后，按照前文的计 算公式计算出每个试件的各项指标（包括其有效 沥青含量），再将计算结果和试验结果进行比较。 详见表５、表６。 从表５和表６可以看出，无论是ＡＣ一２０Ｉ还是 式中：Ｐ ，Ｐ：，…，Ｐ ——各档集料占总集料的重量 百分比 Ｇ ，Ｇ ，…，Ｇ ——各档集料的毛体积密 度 Ｇ ＿ １＿００＿ 十 “１。 ‘４） ＡＣ一２５Ｉ，空隙率的计算结果都较试验值偏大，而 ＶＭＡ和ＶＦＡ则较试验值偏小，这主要是因为空 隙率计算时取的最大理论密度不同。考虑吸收时 最大理论密度的计算采用的是集料的有效密度， 而传统马歇尔计算方法没有考虑到集料的有效密 度，因此它得出的空隙率小于考虑吸收时的空隙 率。与未考虑吸收相比，各指标具体变化情况见表 式中：Ｇ Ｇ。 一，Ｇ ——各档集料的视密度 （２）压实试件的矿料间隙率ＶＭＡ（ ） ＶＭＡ＝（ 一 Ｗ） 。 。一 （５） ７、表８和表９。 式中：ｗ——沥于混合料试件中集料质量 Ｗ—Ｇ ｍｂ×Ｐ 从表７的统计结果可以看出，两种混合料空 隙率平均增加０．９４％和１．Ｏ７ ，分别占到未考虑 集料吸收时空隙率的２６．１ 和３２．６ ，这种由于 未考虑吸收沥青所造成的误差是可观的，它会导 （６） 式中：Ｇ ——压实试件的毛体积密度 （３）压实试件的沥青填隙率ＶＦＡ（ ） ＶＦＡ一 ×１０ｏ 致沥青设计含量的较大差别。以ＡＣ一２０为例，当 （４）压实试件的有效沥青含量Ｐ （９／５） Ｐｂｏ＝Ｐ Ｐｂｉｍ（Ｐｓ×Ｇｂｃ Ｇ ㈩７） 要求空隙率为４ 时，未考虑吸收状况下所需沥 青含量为４．４ ，而考虑吸收时沥青含量为 ４．７ ，两者相差０．３ 。而从表８和表９可看出， 式中：Ｐ ——初始沥青含量 ＶＭＡ和ＶＦＡ的变化情况均为减小。同时从试验 结果可知，集料吸水率与吸收沥青并不成正比，因 ４试验方法及结果分析 表３ ＡＣ一２０Ｉ沥青混合料马氏试验结果（表干法） 试件 沥青含量 吸水率 平均吸水率最大理论 表干重法 ＶＭＡ ＶＦＡ 编号 （ ）（ ） ㈣ ３、２０ １．７３ 密度 黼 薯墨（Ｖ ａ） （Ｖ％ａ） ‘ １、６６ １ ３２ ０．９了 １．４０ １．０７ ０．９４ Ｏ．７４ ０．８３ ０．７３ ０．６９ ０．４ ７ ０．５５ ０．６ｌ ０．５８ 维普资讯 http://www.cqvip.com 城市道轿与隋洪 第３期２００２年９月 表７ Ｖ。变化情况统计表 此，无论集料吸水率是否小于２ ，都应考虑吸收 沥青的数量，以避免因设计不合理而生产出不合 格的沥青混合料。 ５ 结论 通过本次集料吸收沥青的试验研究，可得到 以下结论： （１）在进行沥青混合料配合比设计时，空隙 率的计算应该考虑到集料吸收沥青，对于没有考 虑集料吸收的沥青混合料，则需要按文中的计算 方法对计算出的空隙率进行校正。同时，沥青吸收 数量会因初始沥青含量的不同而不同，应对最佳 沥青含时进行调整以确保适当的空隙率，并检验 ８Ｏ一 维普资讯 http://www.cqvip.com 城市道ｊＩ乔与防洪 第３期２０ｏ２年９月 悬浮式与密实式三渣结合运用的研究 朱国藩 （上海市城市建设工程学校） 摘要：道路三渣层有悬浮式和密实式二种类型。施工中有用悬浮式的，也有用密实式的，也有悬浮式与密实式 的结合使用的。本文结合工程实践，对结合使用的渣基层进行了研究和总结。 关键词：道路 三渣基层 悬浮式与密实式的结合 ｌ悬浮式与密实式的比较 是由于二灰含量高及人为的含水量偏高，造成后 期收缩裂缝较多较密，石料单一级配，粒径大，无 １．１悬浮式三渣 法用摊铺机进行大面积机械摊铺，人工摊铺平整 上海地区早在二十世纪七十年代就开始使用 度较差，从而影响了高等级道路的路用性能。 悬浮式的传统三渣（电石渣、煤灰渣、道渣）作为道 １．２密实式三渣 路基层，现已有三十多年的历史，形成了一套完整 石灰、粉煤灰与粒料之比为１５：８５至２０： 的设计、施工、管理方面的经验、方法和操作规程。 ８０时，粒料在混合料中形成骨架，石灰、粉煤灰起 石灰、粉煤灰与粒料之比为４０：６０，粒料在混合 填充孑Ｌ隙和胶结作用，这种混合料称密实式三渣。 料中形不成骨架，而是悬浮在二灰混合料中，称之 密实式三渣的抗弯拉强度高，平整度和抗收缩性 为悬浮式。多年来采用悬浮式是由于： 能远远优于悬浮式二灰粒料。但施工技术要求高， （１）上海以前主要靠火力发电，有大量的粉 粗集料要求使用级配碎石，配合比要求配料准确， 煤灰废渣。利用粉煤灰变废为宝，奖励，电厂 含水量低，质量控制要求严格，７ ｄ饱水抗压强度 免费送货。为减少污染、占用土地和运输费用，需 试验难度大，摊铺可使用平地机和摊铺机，用沥青 大量使用粉煤灰。 封层养生，施工难度较大。而这些恰恰是对汽车快 （２）上海地区石料全部来源于江、浙地区，运 速行驶，旅客舒适的高等级公路的必然要求。上海 距长，成本高，需减少粒料用量，粒径４０ ｒｎｍ～７０ 地区从二十世纪九十年代中期开始使用密实式三 ｍｍ的回笼石，价格低。悬浮式二灰粒料早期强度 渣。 高，旧路改造加宽基层后就能维持交通。 １．３悬浮式与密实式的对比 （３）施工方便：体积比１：２：３，配料容易，单 悬浮式与密实式的对比情况见表１。 一粒径回笼石，质量容易控制。 从表１不难比较出，悬浮式和密实式三渣各 （４）用二灰试件做６５ Ｃ快速养生抗压强度 有千秋，将两者结合使用，下层用悬浮式，上层用 试验，方便快速。 密实式，不失为较好的选择。 悬浮式三渣基层对上海地区的粉煤灰利用， 市政道路及公路建设起到了极大的作用，其历史 ２悬浮式与密实式三渣的结合运用 功绩不可磨灭。但同时也产生其固有的缺陷，主要 ２．１ 级配情况 、 ； 、 ； 、０ 、 、 、 、 、０ 、 、 、 、 、 ’、０ 、、， 、 、 、 、 、 、０ 、 、 、 、 、 、 、 、 、） ’、 、 、 、 、 稳定度、流值和ＶＭＡ是否仍满足规范的要求。 １．２的规范要求，然而由于集料吸收作用，有效沥 （２）集料吸水率与吸收沥青不成正比，吸收 青含量低于初始含量，使得实际胶粉比变大甚至 沥青数量主要取决于表面层空隙情况。因此对于 超过规范要求，因此导致混合料压实困难。在确定 集料（特别是软质石料），无论吸水率是否小于 混合料中沥青含量ａ．－ｊ－ｘ．－ｊ－此应加以考虑。 ２ ，不考虑吸收沥青的数量都是不对的。 （收稿日期：２００２—０１一ｌ８） （３）初始沥青含量设计可满足胶粉比０．６～ ８１—
