影響瀝青混合料礦料間隙率因素研究探究

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1、影響瀝青混合料礦料間隙率因素研究探究　　摘要：影響VMA的因素非常多，主要有集料的最大公稱粒徑、集料特性、礦料級(jí)配、瀝青用量、粉膠比和瀝青混合料的壓實(shí)功等。本文主要研究了集料特性、礦料級(jí)配和壓實(shí)功對(duì)VMA的影響，通過馬歇爾正交試驗(yàn)分析了級(jí)配和瀝青用量對(duì)瀝青混合料AC-13礦料間隙率的影響，得出了VMA隨著用貝雷法評(píng)價(jià)級(jí)配的幾個(gè)參數(shù)的變化而變化的規(guī)律。關(guān)鍵詞：瀝青混合料VMA評(píng)價(jià)級(jí)配參數(shù)正交試驗(yàn)?zāi)壳昂芏酁r青路面在開放交通不久就發(fā)生了早期破壞，沒有很好的耐久性，使得瀝青路面的路用性能迅速下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)年限。因此，研究瀝青

2、混合料具有良好的耐久性是當(dāng)前道路技術(shù)工作者急需要解決的問題之一。VMA是瀝青混合料設(shè)計(jì)最重要的體積指標(biāo)之一，它直接影響瀝青混合料的耐久性，同時(shí)VMA對(duì)瀝青混合料強(qiáng)度和高溫穩(wěn)定性有很高的敏感度。VMA過大或過小都會(huì)對(duì)瀝青混合料的路用性能產(chǎn)生不利影響。因此本文就此展開對(duì)瀝青混合料VMA影響因素的研究是非常有意義的。1、VMA的影響因素5影響VMA的因素[1]很多。VMA首先決定于集料特性和級(jí)配組成。VMA的大小與礦料級(jí)配、礦料顆粒的表面特性及瀝青用量等參數(shù)有直接關(guān)系，當(dāng)?shù)V料的最大粒徑大、粗顆粒含量多，瀝青用量少時(shí)，VMA就??；反

3、之，VMA就大。1.1集料的特性（1）粗集料的棱角性：集料的破碎面增大，VMA增加。（2）細(xì)集料的棱角性：細(xì)集料棱角性對(duì)VMA影響極大，破碎的細(xì)集料通常增大VMA，一般要求細(xì)集料松方空隙率>45%，至少40%，天然砂通常小于此值，所以有限制天然砂用量的規(guī)定。（3）針片狀含量：細(xì)長和扁平顆粒在施工過程中壓碎會(huì)改變集料級(jí)配和性質(zhì)，在室內(nèi)試驗(yàn)中，由于扁平顆粒橫臥可能造成增大VMA的假象，而在施工過程中，集料破碎會(huì)減小VMA。（4）集料表面紋理：磨光的集料表面非常光滑，內(nèi)摩擦力較小，容易壓實(shí)，VMA減?。环粗?，表面紋理粗糙的集料使V

4、MA增大。（5）集料的安定性：較硬的集料能滿足VMA標(biāo)準(zhǔn)，而較軟的集料很難滿足VMA要求，生產(chǎn)過程，還會(huì)進(jìn)一步使VMA降低。（6）集料的空隙率：集料會(huì)吸收一部分瀝青結(jié)合料，這取決于集料的空隙率和空隙的尺寸，集料的空隙率大，吸收的瀝青結(jié)合料比較多，導(dǎo)致減小有效瀝青含量，最終導(dǎo)致VMA減小。1.2瀝青混合料的級(jí)配5在集料特性已定后，VMA則決定于集料的級(jí)配組成[2，3]，集料級(jí)配曲線離開最大密度線越遠(yuǎn)，VMA越大。因此，對(duì)于粗級(jí)配[4，5]，減少4.75mm和2.36mm通過率可提高VMA。相反對(duì)細(xì)級(jí)配，增加2.36mm通過率可

5、提高VMA但應(yīng)避免出現(xiàn)駝峰。減少礦粉，可使VMA增大。1.3壓實(shí)功在集料特性和級(jí)配確定后，VMA還受壓實(shí)功[5]的影響，VMA的定義如式：式中：-瀝青混合料壓實(shí)后的毛體積密度，g/cm3；-瀝青混合料中集料的百分率，%；-礦料混合料的合成毛體積相對(duì)密度，g/cm3。從式知：較輕的壓實(shí)功，小些，VMA會(huì)大些，反之，VMA會(huì)小些。2、正交試驗(yàn)2.1正交試驗(yàn)方案試驗(yàn)的目的在于研究每個(gè)因子在反應(yīng)中的影響，并發(fā)現(xiàn)水平的最佳組合。一個(gè)好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)用最小的試驗(yàn)次數(shù)獲得最大的信息量[6]。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是用于多因素試驗(yàn)的一種方法，它是從全面試

6、驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。本文采用正交表L9（34）。以AC-13作為研究對(duì)象，以蓓蕾法評(píng)價(jià)級(jí)配的參數(shù)及油石比為主要影響因素[7]，各試驗(yàn)方案見表3。52.2.2馬歇爾試驗(yàn)體積指標(biāo)分析本試驗(yàn)采用路安特改性瀝青，集料采用英安巖，馬歇爾正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。針對(duì)九組級(jí)配正交試驗(yàn)的VMA指標(biāo)分析見表5及圖1。（a）各因素對(duì)VMA指標(biāo)影響大小分析結(jié)果（b）CA對(duì)VMA的影響（c）FAC對(duì)VMA的影響（d）FAF對(duì)VMA的影響（e）油石比對(duì)VMA的影響從圖1分析得出：1、影響VMA的主要影響因素排列次序?yàn)椋篎AC>CA>FAF

7、>油石比。2、CA比從0.4～0.6變化時(shí)，VMA隨著CA的增大而增大，這是由于較多的干涉顆粒而導(dǎo)致的。當(dāng)CA比增加0.2時(shí)，VMA能增加0.5%～1.0%。3、FAC比從0.40～0.50變化時(shí)，VMA隨著FAC的增大而減少，當(dāng)FAC比減小0.05時(shí)，VMA會(huì)增加0.5%；當(dāng)FAC比減小0.1時(shí)，VMA會(huì)增加1.0%左右。4、FAF比從0.3～0.5變化時(shí)，VMA隨著FAF比的增大而減小，當(dāng)FAF比增大0.2時(shí)，VMA會(huì)減少0.5%左右。55、隨著油石比的增加，VMA呈曲線變化。油石比從4.5%～5%變化時(shí)，VMA隨著油石

8、比的增加下降很快；油時(shí)比從5%～5.5%變化時(shí)，VMA隨著油石比的增加而增加，說明隨著油量的增加，將礦料的骨架逐漸撐開。3.3結(jié)論（1）集料的特性對(duì)VMA的影響：破碎的集料將增大VMA；針片狀含量過多，在施工過程中，集料破碎導(dǎo)致減小VMA；集料表面紋理光滑，VMA減小，集料表面紋理粗糙，V