粉膠比對瀝青混合料路用性能的影響研究

摘要：針對施工單位對粉膠比認識不足的現狀，研究利用不同的粉膠比制備瀝青混合料，并對制備的試件進行路用性能研究，研究結果表明：隨著粉膠比的增大，瀝青混合料的水穩定性、低溫抗裂性呈現二次拋物線的形式，并在粉膠比1.2處達到最大值，而瀝青混合料的高溫穩定性隨著粉膠比的增大而逐漸增大。

關鍵詞：粉膠比；路用性能；瀝青混合料

0 引言

粉膠比對于瀝青混合料的影響一直以來都沒有引起道路工作者的研究，各個工程中未能對粉膠比進行嚴格的控制，也導致了許多由于因為粉膠比不合理而引發的工程質量問題。所以對于粉膠比與瀝青混合料性能之間的關系研究顯得格外重要，研究以粉膠比對瀝青混合料性能的影響規律為主線展開對合理粉膠比的研究。

1 試驗設計

研究采用KLMY 90#基質瀝青，石灰巖礦粉，輝綠巖集料為原材料，分別采用粉膠比0.6、0.8、1.2、1.4、1.6制備AC-16瀝青混合料，并研究不同粉膠比下瀝青混合料的路用性能，KLMY90#基質瀝青的技術指標見下表1。

表1 KLMY90#基質瀝青技術指標

檢測項目

實測值

試驗方法

針入度（25℃，0.1mm）

86.2

T0604-2011

針入度指數PI

-1.05

T0604-2011

延度（5cm/min ，cm）

75.8

T0605-2011

密度（15℃，g/cm3）

0.982

T0603-2011

軟化點（℃）

46.3

T0606-2011

旋轉薄膜加熱試驗（（163℃，85min）

質量損失（%）

0.02

T0610-2011

針入度比

75.8

延度（5cm/min 10℃，cm）

26.7

2 試驗結果

保證其他混合料各級配比例相同前提下，按照不同的粉膠比進行級配設計，然后制備瀝青混合料，下圖1是粉膠比為1.0的級配設計曲線。

圖1 粉膠比1.0時的級配設計曲線

將制備成型的馬歇爾試件及車轍分別進行殘留穩定度、凍融劈裂試驗、低溫彎曲蠕變試驗及車轍試驗，試驗結果見下表2。

表2 不同粉膠比下的瀝青混合料路用性能試驗結果

瀝青混合料類型

粉膠比

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

殘留穩定度（%）

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

最大彎拉應變（1*106）

948.7

1787.7

2134.5

3217.5

2507.1

分析表2，不難得出隨著粉膠比的增大，瀝青混合料的最佳油石比逐漸增大，殘留穩定度隨著粉膠比的增大先增大后減小，在粉膠比1.2處達到峰值，TSR與殘留穩定度擁有相似的規律，同樣在粉膠比1.2處達到峰值，而粉膠比對瀝青混合料車轍的影響確是隨其逐漸增大而增大，最大彎拉應變隨著粉膠比的增大出現了二次拋物線的規律，先增大后迅速減小，在1.2處達到峰值。

圖2 粉膠比與瀝青混合料的關系曲線

上述試驗結果表明瀝青混合料的水穩定性隨著粉膠比的增大先增大后減小，低溫抗裂性、抗凍性均具有相似的規律，且均在粉膠比1.2處達到最優值，但是粉膠比對瀝青混合料的高溫穩定性具有增大作用，隨著粉膠比的增大，瀝青混合料的DS值逐漸增大。

綜合上述分析，充分考慮瀝青混合料的水穩定性、低溫抗裂性、高溫穩定性等性能得出瀝青混合料的最佳粉膠比應控制在1.2附近，瀝青混合料的路用性能最佳。

3 結語

瀝青混合料的粉膠比對水穩定性、低溫抗裂性的影響均呈現二次拋物線的形式，且均在粉膠比1.2處達到最佳值，但是粉膠比對瀝青混合料的高溫性能呈現出促進作用，對于夏季炎熱且降水較少的干旱地區可以考慮適當增加粉膠比來提高瀝青混合料的高溫抗車轍性能。

參考文獻：

[1] 江蘇省高速公路建設指揮部. SUPERPAVE混合料設計方法和指標的優化研究報告[R]. 南京：江蘇省高速公路建設指揮部，2007.

[2] 交通部公路科學研究所.JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2004.