复合集料沥青混合料高温稳定性的研究

摘 要 针对沥青混合料设计过程中，集料资源短缺的问题，研究了采用石灰岩细集料替代玄武岩细集料和钢渣细集料设计沥青混合料时对混合料试件高温抗车辙性能和抗冻融性能的影响规律。结果表明，随着石灰岩细集料的掺入，沥青混合料试件有着明显的下降趋势，混合料车辙稳定度与细集料表观密度呈正相关。使用石灰岩替代玄武岩作为细集料可以明显地增加沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度。石灰岩细集料可以大幅度增大钢渣粗集料的TSR值，而对于玄武岩粗集料，石灰岩细集料的加入却会降低其TSR。

关键词 沥青混合料 复合集料 动稳定度 高温稳定性

中图分类号：U416.217 文献标识码：A

0引言

作为一项重要的基础设施，公路覆盖率和服务水平已然成为衡量一个国家经济发展的重要标志之一。从第一条高速公路的建成通车到如今的公路总里程达到近10万公里，只经历了不到30年。近年来，由于超载、重灾车辆的增加、高压轮胎的使用、以及极端天气的频现，公路及城市道路沥青路面出现多种病害，其中以车辙为最主要的病害之一。为提升路面质量，高质量的沥青混合料需要大量生产。生产沥青混合料所用的玄武岩强度较高，是较为理想的沥青路面集料之一，但其造价相对较高，有些地区也较为匮乏，远距离运输成本较高；石灰岩属于沉积岩，广泛的分布于地球表面，且储量极为丰富，有着价格相对便宜、开采容易、破碎简单等优点，若能以石灰岩代替部分玄武岩，则在施工过程中的施工成本可以大大降低；钢渣是全世界产量最大的固体废弃物之一，而在一些发达国家，这种固体废弃物的利用率甚至可达100%，其中约有50%～60%运用在公路工程领域。

凡孝均等人探讨了花岗岩代替玄武岩的复合集料的可行性，结果表明花岗岩集料作为骨架结构有着优良的抗车辙能力、低温稳定性、抗疲劳性能，但由于花岗岩不同于玄武岩、石灰岩等碱性、中性集料，其自身的酸性导致自身与沥青粘附性并不理想。

1原材料

本研究采用大青沟产多孔玄武岩（X），阜新产石灰岩（S），武钢钢渣（G）作为集料，采用石灰岩矿粉作为填料，并使用辽宁盘锦北方沥青厂生产的SBS改性沥青，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ E20-2011）完成。各组分如粗集料性能、细集料性能、填料性能和沥青性能等性能指标如表1，表2，表3和表4所示。

图1为所用集料的表面形貌图。形貌图很清晰的表明，玄武岩集料表面质地坚硬，光滑；而石灰岩表面着有很多灰尘颗粒，钢渣集料表面布满空隙。