粉胶比对沥青混合料路用性能的影响研究

摘要：针对施工单位对粉胶比认识不足的现状，研究利用不同的粉胶比制备沥青混合料，并对制备的试件进行路用性能研究，研究结果表明：随着粉胶比的增大，沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性呈现二次抛物线的形式，并在粉胶比1.2处达到最大值，而沥青混合料的高温稳定性随着粉胶比的增大而逐渐增大。

关键词：粉胶比；路用性能；沥青混合料

0 引言

粉胶比对于沥青混合料的影响一直以来都没有引起道路工作者的研究，各个工程中未能对粉胶比进行严格的控制，也导致了许多由于因为粉胶比不合理而引发的工程质量问题。所以对于粉胶比与沥青混合料性能之间的关系研究显得格外重要，研究以粉胶比对沥青混合料性能的影响规律为主线展开对合理粉胶比的研究。

1 试验设计

研究采用KLMY 90#基质沥青，石灰岩矿粉，辉绿岩集料为原材料，分别采用粉胶比0.6、0.8、1.2、1.4、1.6制备AC-16沥青混合料，并研究不同粉胶比下沥青混合料的路用性能，KLMY90#基质沥青的技术指标见下表1。

表1 KLMY90#基质沥青技术指标

检测项目

实测值

试验方法

针入度（25℃，0.1mm）

86.2

T0604-2011

针入度指数PI

-1.05

T0604-2011

延度（5cm/min ，cm）

75.8

T0605-2011

密度（15℃，g/cm3）

0.982

T0603-2011

软化点（℃）

46.3

T0606-2011

旋转薄膜加热试验（（163℃，85min）

质量损失（%）

0.02

T0610-2011

针入度比

75.8

延度（5cm/min 10℃，cm）

26.7

2 试验结果

保证其他混合料各级配比例相同前提下，按照不同的粉胶比进行级配设计，然后制备沥青混合料，下图1是粉胶比为1.0的级配设计曲线。

图1 粉胶比1.0时的级配设计曲线

将制备成型的马歇尔试件及车辙分别进行残留稳定度、冻融劈裂试验、低温弯曲蠕变试验及车辙试验，试验结果见下表2。

表2 不同粉胶比下的沥青混合料路用性能试验结果

沥青混合料类型

粉胶比

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

最佳油石比（%）

4.4

4.5

4.7

4.8

5.0

残留稳定度（%）

63.1

71.2

79.5

84.2

80.2

TSR（%）

62.6

64.6

75.8

83.1

79.1

DS（次/mm）

1342.9

2256.3

2794.3

3736.2

4142.5

最大弯拉应变（1*106）

948.7

1787.7

2134.5

3217.5

2507.1

分析表2，不难得出随着粉胶比的增大，沥青混合料的最佳油石比逐渐增大，残留稳定度随着粉胶比的增大先增大后减小，在粉胶比1.2处达到峰值，TSR与残留稳定度拥有相似的规律，同样在粉胶比1.2处达到峰值，而粉胶比对沥青混合料车辙的影响确是随其逐渐增大而增大，最大弯拉应变随着粉胶比的增大出现了二次抛物线的规律，先增大后迅速减小，在1.2处达到峰值。

图2 粉胶比与沥青混合料的关系曲线

上述试验结果表明沥青混合料的水稳定性随着粉胶比的增大先增大后减小，低温抗裂性、抗冻性均具有相似的规律，且均在粉胶比1.2处达到最优值，但是粉胶比对沥青混合料的高温稳定性具有增大作用，随着粉胶比的增大，沥青混合料的DS值逐渐增大。

综合上述分析，充分考虑沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性、高温稳定性等性能得出沥青混合料的最佳粉胶比应控制在1.2附近，沥青混合料的路用性能最佳。

3 结语

沥青混合料的粉胶比对水稳定性、低温抗裂性的影响均呈现二次抛物线的形式，且均在粉胶比1.2处达到最佳值，但是粉胶比对沥青混合料的高温性能呈现出促进作用，对于夏季炎热且降水较少的干旱地区可以考虑适当增加粉胶比来提高沥青混合料的高温抗车辙性能。

参考文献：

[1] 江苏省高速公路建设指挥部. SUPERPAVE混合料设计方法和指标的优化研究报告[R]. 南京：江苏省高速公路建设指挥部，2007.

[2] 交通部公路科学研究所.JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.