消石灰替代礦粉對瀝青混合料性能影響研究

王迎春（寧夏公路勘察設計院有限責任公司，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
（寧夏公路勘察設計院有限責任公司，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定性的影響，實驗結果表明：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定度超過了原馬歇爾穩定度。

消石灰；瀝青混合料；穩定度；殘留穩定度

通過調研發現，近年來我國已經通車的部分高等級公路瀝青路面出現了早期破壞現象，調查研究發現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（殘留穩定度）是合格的，但是由于材料本身的特性、重載車輛反復碾壓、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常發生，因此，如何提高瀝青混合料的水穩定性是目前研究的重點方向［4］。

提高瀝青混合料水穩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，但是有學者認為隨著時間的推移，抗剝落效果會下降；另一種方法是優化級配設計，盡量減少混凝土的孔隙率，嚴格保證壓實度。此種方法切實可行，但是提高效果有限。最近幾年國內有參照國外相關做法，以消石灰代替部分礦粉，發現可以明顯改善水穩定性［5］，有學者研究了改善機理，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定性的影響。

1　原材料

礦粉：石灰巖磨細礦粉，銀川南達礦粉廠出品，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定性的影響，以目標配合比為標準配合比，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，分別制作標準馬歇爾試件，測定馬歇爾穩定度和殘留穩定度，殘留穩定度按照規范要求用60℃水溫下浸泡48小時的穩定度和馬歇爾穩定度的比值表示。

通過馬歇爾穩定度實驗確定的目標配合比中最佳油石比為4.8%，穩定度為10.54KN。

3　實驗結果與分析

消石灰摻量對水穩定度的影響。按照上述實驗方法制作試件并測定，計算殘留穩定度來反應水穩定性的變化，具體實驗數據如圖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，達到最佳摻量后，隨著消石灰數量的增多，不僅不會繼續提高殘留穩定度，反而會降低殘留穩定度。分析認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構瀝青，從而造成瀝青混合料干硬，粘結性降低，導致穩定性降低。

圖1　不同消石灰用量下殘留穩定度曲線

從圖1還可以看出，隨著消石灰用量的增加，殘留穩定度逐漸提高，消石灰摻量為3%時殘留穩定度達到最大值100.9%，60℃水溫下浸泡48小時的穩定度超過了原穩定度，同時也可以發現，消石灰摻量從0%—3%之間變化時，殘留穩定度逐漸提高，而且斜率也基本相同，分析原因認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生化學反應，形成具有較強吸附性的產物，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定性。

4　結論

通過以上圖表和實驗數據可以得出以下結論：（1）消石灰替代部分礦粉對水穩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，到達最佳摻量后，隨著消石灰數量的增多，不僅不會接著提高殘留穩定度，反而會降低殘留穩定度，（3）消石灰摻量為3%時殘留穩定度達到最大值為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］.重慶建筑大學學報.

［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驗分析［J］.建筑材料學報，2005（10）:480-484.

［4］張嘎吱，王永強.摻干水泥的瀝青混合料水穩性研究［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計工作。