多孔玄武巖瀝青混合料室內(nèi)壓實(shí)溫度及裝料質(zhì)量對空隙率的影響

胡 洋

蘇交科集團(tuán)股份有限公司 江蘇 南京 211112

一、 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)采用兩種集料，采用的多空玄武巖石料表觀密度為2.6左右，吸水率在2%以上；采用的玄武巖石料為2.95左右，吸水率在2%以下。

二、 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法

為了詳細(xì)的研究試件重量和溫度對瀝青混合料成型后試件的空隙率的影響，試驗(yàn)從兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)進(jìn)行研究，按照不同的溫度和在相同成型溫度下不同試件的重量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)。

2.1 級配選擇

本次試驗(yàn)采用道路石油瀝青Sup25級配進(jìn)行試驗(yàn)，合成級配見表1。

圖1 玄武巖Sup25旋轉(zhuǎn)壓實(shí)曲線

圖2 多孔玄武巖Sup25旋轉(zhuǎn)壓實(shí)曲線

圖3 不同溫度下兩種Sup25空隙率

表1 合成級配

2.2 不同成型溫度設(shè)計(jì)

采用90號(hào)道路石油瀝青時(shí)，按照120℃到200℃，間隔溫度為20℃，每個(gè)試件質(zhì)量為4800±10g進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)。

2.3 不同瀝青混合料的質(zhì)量設(shè)計(jì)

對玄武巖級配類型，按照質(zhì)量為4500g、4800g 、5100g、5400g和5700g成型5組旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件。

對多孔玄武巖級配類型，按照質(zhì)量為4200g、4500g 、4800g、5100g和5400g成型5組旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件。

2.4 試驗(yàn)的方法

采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，壓實(shí)強(qiáng)度0.6MPa ，設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)次數(shù)為100次。按規(guī)定溫度進(jìn)行拌和，然后將混合料放在烘箱中老化2 h，以模擬實(shí)際施工過程中瀝青混合料的老化。成型試件并記錄成型過程中試件的高度、測定試件毛體積相對密度、空隙率。最大理論相對密度采用實(shí)測方法確定。

三、 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

通過以上試驗(yàn)測得了兩種級配不同溫度和不同瀝青混合料質(zhì)量及空隙率結(jié)果，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。

3.1 不同溫度下試驗(yàn)結(jié)果

對道路石油瀝青Sup25級配類型混合料按照相同質(zhì)量和不同溫度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)。玄武巖瀝青用量為3.8%，多孔玄武巖瀝青用量為4.4%。通過試驗(yàn)得出旋轉(zhuǎn)壓實(shí)在不同溫度下的壓實(shí)曲線，并對試件空隙率進(jìn)行了測定。結(jié)果見圖1、圖2和圖3。

通過對瀝青混合料壓實(shí)曲線和空隙率結(jié)果分析，可以看出：

①多孔玄武巖初始壓實(shí)度要高于正常玄武巖壓實(shí)高度，說明多空玄武巖因密度相對較小，內(nèi)部空隙率相對較多，相同質(zhì)量下體積比玄武巖大，導(dǎo)致多空玄武巖壓實(shí)曲線高度大于玄武巖壓實(shí)曲線高度。

②經(jīng)過200℃溫度老化2h瀝青混合料從壓實(shí)曲線看出，在壓實(shí)30次之后，壓實(shí)曲線相較于其他溫度下壓實(shí)曲線趨于平緩，說明瀝青混合料由于嚴(yán)重老化已經(jīng)難以壓實(shí)。

③比較兩種玄武巖在不同溫度下空隙率可以看出采在140℃-160℃壓實(shí)溫度時(shí)玄武巖的空隙率變化非常大，多孔玄武巖空隙率變化相對較小。說明多空玄武巖較難壓實(shí)。

3.2 不同瀝青混合料質(zhì)量下試驗(yàn)結(jié)果

設(shè)定成型溫度為150℃，混合料質(zhì)量按照不同質(zhì)量（誤差±10g）成型5組旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件。得出旋轉(zhuǎn)壓實(shí)在不同質(zhì)量下的空隙率。試驗(yàn)結(jié)果見表2和圖4。

表2 不同質(zhì)量下空隙率試驗(yàn)結(jié)果表

圖4 兩種巖性在150℃成型溫度下不同裝料質(zhì)量的空隙率和高度

從表2和圖4可以看出兩種玄武巖在瀝青混合料質(zhì)量越多對瀝青混合料越難以壓實(shí)，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件空隙率越大，多孔玄武巖空隙率程明顯上升趨勢，說明多孔玄武巖成型時(shí)瀝青混合料裝料質(zhì)量對空隙率有影響，玄武巖雖然也程上升趨勢，但相對變化較小。

從最終成型高度和成型質(zhì)量來看，隨著成型試件的質(zhì)量和最終高度的增加，試件空隙率也隨之增加。試件高度在（115±5）mm范圍內(nèi)，試件空隙率并無較大波動(dòng)。

四、 結(jié)語

研究表明多孔玄武巖對比玄武巖來說在瀝青路面施工中更加難以壓實(shí)，且施工難度加大。這就需要較好的壓實(shí)設(shè)備及碾壓工藝。適當(dāng)增加壓路機(jī)碾壓遍數(shù)，保證路面壓實(shí)效果。

在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同石料的密度及巖性適當(dāng)增加或減少瀝青混合料質(zhì)量以保證旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)最終成型高度（最終成型次數(shù)100次）控制在（115±5）mm范圍內(nèi)。