基于多伦南部地区安山岩的沥青混合料水稳定性研究
沥青混合料水稳定性试验方法剖析
山西交 通科技
Ｎｏ． １
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２ 年 ２月 ０ １ １
Ｓ Ｎ ＨＡ ￣ Ｓ Ｉ ＮＣ ＆ Ｔ Ｃ ＣＥ Ｅ Ｅ ＨＮＯＬ ＯＧＹ ＯＦ Ｃ ＯＭ Ｍ Ｕ Ｃ Ｉ ＮＩ ＡＴ ＯＮＳ
沥青混合料水稳定性试验方法剖析
王 云 彤
（ 山西临汾 公路 分局 曲沃公路 段 ， 山西 曲沃 ０ ３０ ） ４ ４０
的坑槽 、 挤变 形等 现象 。 推 另有人 认 为闭 沥青混 合料 水稳 定性 与 空 隙率大 ，
内部 及集 料尖 部抗 裂纹 生 成才是 早期 水破 坏 的 内在
决定 性 因素 。提 高混合 料 表面抗 裂纹 生成 才 能从 根 本上 解决 路 面早 期水破 坏 的 问题 。 ２ 沥青 混合 料黏 附性 试验 评价
程 中 ，表 面 的集料 尖端 会 被刺破 沥青 层而 形成 水进 人 的通 道 ， 对 于 内部 的 混合 料 ， 于车 轮 的作 用 ， 而 由 集料 和 集 料之 间的 微弱 错 动 而形 成 沥 青微 裂缝 ， 使 水进 入形 成剥 落 。
总 之 ，空隙 率及 动水 压力都 是加 速路 面早 期 破 坏形 成 的外部 因素而不 是 决定性 内部 因素 ，混合 料
效 。
关 键词 ： 水稳 定性 ； 动 ； 融 ； 裂 震 冻 劈 中 图分 类 号 ： ４ ４ Ｕ １ 文献 标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ３ ２ （０ ）１０ １－ ２ １ ￣－ ５ ８ ２ １ ０ － ０ ７ ０ １ － －
沥青 混合料 的抗 水损 害 能力是 决定 路 面 的水 稳 定性 的根本 因素 ， 它主要取 决于矿料与 沥青 的相互作
低噪声沥青混合料的水稳性研究
沥青 路面水损害是指沥青路面在存在水分 的条件 下 ， 过交通荷 载和温度胀缩的反复作用 ， 经 致使 沥 青 的粘结力丧失 、 强度下降从而发生路面的破坏 。 沥青 路 面 上 直 接 表 现 出来 的 水 损 害 有 以下 几
种：
注： 粉 、 矿 消石 灰 、 泥 均 过 Ｏ０ ５ ｍ 筛 。 水 ．７ ｒ ａ
２ 原材 料检验
水 泥 或 消 石 灰 代 替 一 部 分 矿 粉 ，要 满 足 沥 青 混 合 料 中 对 矿 粉 细 度 的要 求 ， 小 于 ００ ５ｍｍ 的 即 ． ７ 含 量 为 ７ ％ ～１０％， 验 所 用 消 石 灰 及 水 泥 均 过 ５ ０＇ 试 ００５ｍ 筛 ； ．７ ｍ 消石 灰 的 钙镁 含 量 满 足 Ⅱ级 以上 （ 借 鉴 石 灰 工 业 废 渣稳 定 土 所 用 的 石 灰 质 量 要 求 ）用 ，
比见 表 ６所 列 。
表 ６不 同抗剥落措施 沥青混合 料最佳油 石比一 览表
采取不同剥 落措施后 ，沥青混合料 的路用 性
从 表 ４中可 以看 出不 同添 加 剂 对 沥 青 混 合 料 的水 稳 性 都 有 不 同程 度 的改 善 ， 中 ２ 其 ％消 石灰 和 ｌ ％水 泥对 混 合 料水 稳性 的改 善效 果 最 优 。 能表 见 表 ７所 列 。 表 ７的试验 数据表明 ，采用消石灰或水泥代
表 ５ 沥青与集料 的粘 附性试 验结果 一览表
比 ／ ｌｊ ％
图 １ 不 同 抗 剥 落 措 施 沥 青 混 合 料 析 漏 试 验 结 果 曲 线 图
从图 １ 中可 以看 出 ，不 同抗剥 落剂对 沥青 的 吸
附能力 的影 响不 剥 落 剂对沥 青析漏 率影 响很 小 ，随着 油石 比的增
基于残余模数的沥青混合料水稳定性评价
注： ５中残余摸数 为浸水 马歇尔模数与马歇尔模数之比． 表
各级配冻融劈裂抗拉强度 比、 残余模数和残余
稳定度的关系见 图 １ ．
表 ４ 浸水 马歇 尔试 验 结果
冻 融劈 裂 抗 拉 强 度 比 残 留模 数 残 留稳 定 度
图 １ 试 验 数 据 分 析 图
从图 １ 以看 出， 级配冻 融劈裂抗拉 强度 可 各 比、 残余模数和残余 稳定度 的变化趋势是相似的 ， 这说明浸水马歇尔试验 与冻融劈裂试验在评价沥
沥青混合料配合比设计方案见表 ２ ． 浸水马歇尔试验 ： 按照《 公路沥青及沥青混合 料试验》 ＪＪ ５ －２０ ） （Ｔ ２ － ０ 规定 的方法制作标准 马 ０ ０ 歇尔试件 ， 试件正反面各击实 ７ 次． ５ 将试件分为两
组试件在 ６ ａ水浴中恒温保养 ４ ｈ ０Ｉ ＝ ８ 后测其马歇 尔稳定度 Ｍ 及流值 Ｆ Ｊ Ｓ Ｌ ’．
摘 要 ： 为 了更科学的对沥青混合料的水稳定特性进行评价 ， 于我 国现行规范的试验方法， 基 分别 通过 冻融 劈 裂与 浸水 马 歇 尔对 比试验 ， 不 同类 型 沥青 混 合料 试件 的 水稳 定 性 进行 了研 究 对 分析． 究表 明， 研 利用残余模数对沥青混合料水稳定性进行评价是科 学可行 的． 基于本文研究成
１ １ 试 验 材料 ．
原因之一 ， 因此 ， 对沥青混合料 的水稳定性能进行 研究对预防我国沥青路面早期破坏的发生、 延长其
试验采 用辽河 沥青 厂产 Ａ Ｈ一 ０号道路石油 ７ 沥青 ， 主要技术 性能指标见表 １ 粗细集料采用 的 ． 是辽 阳小屯永利采石厂产石灰岩质碎石和机制砂 ，
第 ４期
王 延龙 ， ： 于残 余模数 的沥青 混合 料水 稳 定性评 价 等 基
沥青混合料高温稳定性评价方法研究
中国公路学会２００４年学术年会论文集的区分率。
例如仅从动压力角度考虑，Ｉ一２比Ｉ一１大１６．６％，Ｉ一３比Ｉ一２大６．ｏ％；但由于累积永久变形量Ｓ０为Ｉ一２比Ｉ一１大１０．６％，Ｉ一３比Ｉ一２小４８．ｏ％；则其动抗压强度ＤＣＳ为Ｉ一２比Ｉ一１仅大６．７％，而Ｉ一３则比Ｉ～２大３６．５％。
表明其结果受累积永久变形量ｓ。
的影响较大。
图４不同级配沥青混合料的动稳定度图５不同级配沥青混合料的动抗压强度此外，在计算动抗压强度的公式中关于动压力的算法问题，考虑到现行规范中仅取整个碾压过程最后１５ｍｉｎ的变形量来计算动稳定度，存在永久变形量大、动稳定度亦大的不合理情况，因此提出了式３来计算动压力，可充分反应碾压结束时的最大永久变形量对动稳定度的影响，如表３中ＤＰ的计算结果，比越大、则ＤＰ越小，与路面上车辙越大抗高温性能越差的实际情况相一致，同时也使动抗压强度ＤＣＳ在评价路面的高温性能时兼顾了行车速度、累积变形量和最大永久变形量等因素，使这一高温陛能评价指标更趋合理性。
４结语（１）现行《公路沥青及沥青混合料试验规程》规定的动稳定度计算方法仅考虑了压实沥青混合料后１５ｍｉｎ的永久变形率，缺乏对全过程的累积变形量和最大永久变形量的考虑，使动稳定度指标在评价沥青混合料的高温性能时存在较大的局限性。
（２）依据公式（２）和公式（３）计算的动抗压强度ＤＣＳ综合考虑了行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素，使这一高温性能评价指标与工程实际中车辙形成规律相一致，较之原指标更趋合理性。
（３）动抗压强度ＤＣＳ指标的提出，有效避免了图１中高温性能差别明显而动稳定度基本一致的不合理情况，使之对沥青混合料高温性能的评价具有更好的区分率。
参考文献１．交通部．公路沥青路面施工技术规范［Ｓ］．北京，人民交通出版社，２００２２．交通部．公路工程沥青及沥青混合料试验规程（Ⅲ０５２－－２０００）［Ｓ］．北京，人民交通出版社，２０００３．沈金安．沥青及沥青混合料路用性能［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９３４．郝培文等．不同沥青用量与级配组成对沥青混合料抗车辙性能的影响．西安公路交通大学学报，Ｖ０１．１８Ｎｏ．３（Ｂ）．１９９８．０７．１９９—２０２５．彭波，田见效，陈忠达．Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青混合料路用性能．长安大学学报，Ｖ０１．２３Ｎｏ．５．２００３．０９．２１—２３６．Ｅ．Ｒ．Ｂｒｏｗｎ，ＳｔｅｐｈｅｎＡ．Ｃｒｏｓｓ．“ＡＳｔｕｄｙｏｆＩｎ—ＰｌａｃｅＲｕｔｔｉｎｇｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｅｍｅｎｔｓ”，ＰｒｅｐａｒｅｄｆｏｒＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎａｔｔｈｅＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇｏｆｔｈｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ，ＮＣＡＴＲｅｐｏｒｔＮｏ．１９８９—２７．Ｌ．ＭｉｅｎＣｏｏｌｅｙＪｒ．，ＰｒｉｔｈｖｉＳ．Ｋａｎｄｈａｌ，Ｍ．ＳｈａｎｅＢｕｃｈａｎａｎ，ＦｒａｎｋＦｅｅ，ＡｍｙＥｐｐｓ．“ＬｏａｄｅｄＷｈｅｅｌＴｅｓｔｅｒｓｉｎｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ：ＳｔａｔｅｏｆｔｈｅＰｒａｃｔｉｃｅ”．ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＥ—ＣｉｒｃｕｌａｒＮｏ．Ｅ—Ｃ０１６．ＲｅｐｏｒｔＮｏ．２０００—７～∞一。
基于灰色关联分析的钢渣沥青混凝土水稳定性研究
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2024.01.014基于灰色关联分析的钢渣沥青混凝土水稳定性研究王 丽1,刘先鹏1,魏 欢2(1.内蒙古乌拉盖管理区公路养护中心,锡林郭勒盟026000;2.武汉理工大学硅酸盐国家重点实验室,武汉430070)摘 要: 该文采用灰色关联法,分析了不同生产工艺的钢渣㊁级配㊁沥青以及集料粒径的水稳定性能,并通过计算它们的关联度,得出了影响钢渣沥青混凝土水稳定性能的主次因素㊂研究结果显示,影响钢渣沥青混凝土水稳定性的因素相对影响程度依次为沥青㊁集料㊁级配和粒径㊂关键词: 钢渣沥青混凝土; 水稳定性; 灰色关联分析R e s e a r c ho n W a t e r S t a b i l i t y P r o p e r t i e s o f S t e e l S l a g A s ph a l tC o n c r e t e WA N GL i 1,L I UX i a n -p e n g 1,WE IH u a n 2(1.H i g h w a y M a i n t e n a n c eC e n t e r o fW u l a g a iM a n a g e m e n tD i s t r i c t ,X i l i n g o l L e a g u e 026000,C h i n a ;2.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S i l i c a t eM a t e r i a l s f o rA r c h i t e c t u r e s ,W u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,W u h a n430070,C h i n a )A b s t r a c t : E m p l o y i n g t h e g r e y c o r r e l a t i o nm e t h o d ,t h i s s t u d y e x a m i n e s t h ew a t e r s t a b i l i t y p e r f o r m a n c e o f s t e e l s l a g a s ph a l t c o n c r e t e b y a n a l y z i n g t h ew a t e r s t a b i l i t y p r o p e r t i e s o f s t e e l s l a g ,g r a d i n g ,a s p h a l t ,a n d a g g r e g a t e p a r t i c l e s i z e u n d e r d i f f e r e n t p r o -d u c t i o n p r o c e s s e s .T h e s t u d y c a l c u l a t e s t h e i r c o r r e l a t i o n d e g r e e s t o i d e n t i f y t h e p r i m a r y a n d s e c o n d a r y i n f l u e n c i n g f a c t o r s o n t h e w a t e r s t a b i l i t yp e r f o r m a n c e o f s t e e l s l a g a s p h a l t c o n c r e t e .T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e r e l a t i v e i m p a c t f a c t o r s o n t h ew a t e r s t a -b i l i t y o f s t e e l s l a g a s p h a l tc o n c r e t e a r e r a n k ed a s f o l l o w s :a s p h a l t ,a g g re g a t e ,g r a d i n g,a n d p a r t i c l e s i z e .K e y wo r d s : s t e e l s l a g a s p h a l t c o n c r e t e ; w a t e r s t a b i l i t y ; g r a y c o r r e l a t i o na n a l y s i s 收稿日期:2023-11-10.作者简介:王 丽(1976-),高级工程师.E -m a i l :275985957@q q.c o m 沥青混凝土路面因具有抗滑㊁耐磨㊁降噪及施工维修便利等特点,逐渐取代水泥混凝土成为我国高等级路面的主要形式[1]㊂截至2022年末,全国公路总里程达535.48万公里,比上年末增加了7.41万公里㊂公路密度达55.78公里/百平方公里,比去年增加了0.77公里/百平方公里㊂然而,沥青混凝土容易受到动水冲刷㊁气候㊁荷载等外界环境的影响,表现为掉粒㊁坑槽㊁车辙㊁裂缝等路面病害㊂我国公路养护里程为535.03万公里,占公路总里程的99.9%㊂这凸显了路面养护工程的重要性㊂沥青混凝土路面的翻修养护过程需要大量的砂石集料㊂砂石集料通过山体爆破㊁岩石破碎及筛分后得到,整个过程消耗大量能量并产生环境排放㊂据国家碎石协会(N C S A )数据统计,砂石集料生产的能耗范围为21.1~63.3M J /t ,普通值为53M J /t ㊂美国国家环境保护局(E P A )量化了砂石集料生产过程的环境排放因子,数值为0.2358k g 粉尘/t ㊂为遵循我国 双碳 战略,倡导绿色㊁环保㊁低碳的生活方式,迫切需要寻找砂石集料的替代产品,用于沥青混凝土路面建设工程㊂从20世纪90年代初至今,我国钢渣尾渣累积堆存量近20亿吨㊂钢渣长期堆积会污染周边土壤和水体,严重威胁生态环境安全㊂随着我国粗钢产量增加,统计数据显示2022年我国钢渣产量达1.80亿吨㊂为减缓砂石集料的开采压力以及提高钢渣利用率,研究人员进行了钢渣替代砂石集料在沥青混凝土中的应用研究㊂当前对全组分钢渣沥青混凝土的水稳性能研究不足㊂该文采用钢渣全组分梯级利用技术制备钢渣沥青混凝土,并通过室内试验研究其水稳性能㊂利用灰色关联方法分析钢渣沥青混凝土组成要素与水稳性能的相关性㊂75建材世界 2024年 第45卷 第1期1 分析方法灰色关联分析是一种评价多因素对体系影响程度的统计分析方法,用于判定影响体系的主次因素[2]㊂该方法将因素之间的相对影响程度用关联度来量化㊂关联度大说明因素之间相对变化规律一致,反之,因素之间无明显影响㊂关联度计算步骤如下:1)建立比较数列和参考数列,并进行初值化处理X 0=x 0()K ,K =1,2,3, ,{}n (1)X i =x i ()K ,K =1,2,3, ,{}n ,i =1,2,3, ,m (2)式中,X 0和X i 分别为参考数列和比较数列㊂对数列进行初值化处理的过程如下,即用每个数列第一个数值除以其他数值得到一个新序列㊂Y 0=y 0()K ,K =1,2,3, ,{}n =x 0(K )x 0(1),K =1,2,3, ,{}n (3)Y i =yi ()K ,K =1,2,3, ,{}n =x i ()K x i ()1,K =1,2,3, ,{}n i =1,2,3, ,m (4)式中,Y 0和Y i 分别为初值化处理后的参考数列和比较数列㊂2)计算比较数列和参考数列之间的差序列和关联系数Δi (K )=y 0()K -y i ()K (5)ξi (K )=Δi (K [])m i n +ρΔi (K [])m a x Δi (K )+ρΔi (K [])m a x(6)式中,Δi (K )㊁ξi (K )为初值化处理后的参考数列和比较数列之间的差序列㊁关联系数;ρ为分辨系数,取值在0~1之间,通常取值ρ=0.5;Δi (K [])m a x 和Δi (K [])m i n 分别为差序列的最大值㊁最小值㊂ 3)关联度γi =1n ðnK =1ξi (K )(7)2 原材料沥青采用辽宁盘锦辽北方沥青燃料有限公司的A H -70重交石油沥青和S B S 改性沥青㊂经过检测这两种沥青针入度分别为66/0.1mm ㊁73.4/0.1mm ;延度分别为43c m (5c m /m i n ,15ħ)㊁42.6c m (5c m /m i n ,5ħ);软化点分别为48.8ħ㊁66.7ħ㊂集料采用宝钢集团㊁包头钢铁集团和武钢集团有限公司生产的碱性转炉渣㊂矿粉采用阳原龙阳钙业有限责任公司生产的石灰岩碱性石料磨细得到的矿粉,亲水系数为0.8,无团状㊂纤维采用美国进口的聚酯纤维,直径0.015mm ,长度6.0mm ,抗拉强度550M P a㊂3 沥青混凝土制备该文选取三种级配类型(最大公称粒径分别为13mm ㊁16mm )的沥青混凝土A C ㊁S MA ㊁O G F C ,如图1所示,对不同组成要素的沥青混凝土的水稳定性进行对比分析[3,4]㊂采用马歇尔试验确定了宝钢钢渣㊁包钢钢渣㊁武钢钢渣和石灰石沥青混凝土(分别简称为A 1㊁A 2㊁A 3和A 4)的最佳油石比,如表1所示㊂随后,按照J T G E 202011试验规程分别制备了浸水马歇尔试验㊁冻融劈裂试验和汉堡车辙试验的沥青混凝土试表1 基于马歇尔试验的沥青混凝土油石比级配粒径/mm A H -70重交石油沥青A 1A 2A 3A 4S B S 改性沥青A 1A 2A 3A 4A C 134.74.94.84.74.74.84.54.5164.75.04.84.64.54.74.64.5S MA 136.36.56.46.46.26.46.36.2166.26.56.46.26.26.36.36.1O G F C134.04.14.14.03.94.14.03.9164.04.24.13.93.94.14.13.885件,并试验确定了沥青混凝土水稳定性相关指标㊂4结果与讨论根据上述6种级配,测试钢渣沥青混凝土的水稳定性,包括其残留稳定度(M S)㊁冻融劈裂强度比(T S R)㊁汉堡抗车辙因子(R H),图2~图4分别为钢渣沥青混凝土的水稳定性的相关测试结果㊂95将上述钢渣沥青混凝土的水稳定性的相关测试结果,代入灰色关联度的式(1)~式(7)中,计算得到集料㊁级配㊁沥青及集料粒径因素的关联度,结果如表2所示㊂表2基于灰色关联度分析的影响因素的关联度性能集料γi级配γi粒径γi残留稳定度A10.6816A C-160.5537130.4761 A20.5446S MA-130.3356160.6198 A30.6698S MA-160.6604平均0.5479平均0.6320O G F C-130.6166O G F C-160.6451平均0.5623冻融劈裂强度比A10.5328A C-160.6286130.6523 A20.6505S MA-130.6225160.6345 A30.6342S MA-160.6513平均0.6434平均0.6058O G F C-130.6822O G F C-160.6236平均0.6416汉堡抗车辙因子A10.5940A C-160.6562130.6895 A20.7625S MA-130.7835160.6390 A30.6840S MA-160.6893平均0.6643平均0.6802O G F C-130.5956O G F C-160.5715平均0.6592从表2可以看出,在浸水马歇尔试验中,影响钢渣沥青混凝土残留稳定度因素的相对影响程度依次为集料㊁级配和粒径㊂在冻融劈裂试验中,影响钢渣沥青混凝土冻融劈裂强度比因素的相对影响程度依次为级配㊁粒径和集料㊂在汉堡车辙试验中,影响钢渣沥青混凝土汉堡车辙抵抗因子因素的相对影响程度依次为集料㊁粒径和级配㊂总体而言,影响钢渣沥青混凝土水稳定性因素的相对影响程度依次为集料㊁级配和粒径,其(下转第105页) 06建材世界2024年第45卷第1期(3)观察烟道内部压力变化㊂一旦出现压力异常变化,要检查烟道闸板开合是否正常,烟道外部的耐火砖是否有破损,颜色是否变化㊂(4)工作人员的安全行为㊂要全面推进全员安全生产责任制的落地,建立安全生产标准化体系,落实安全生产监督管理条例㊂进场人员必须完成三级安全教育,并通过考核后才能上岗㊂工作人员必须严格遵守岗位安全操作规程的要求操作㊂现场管理人员要落实日常工作监督检查的职责,一旦发现违规作业要及时纠正并按照安全生产奖惩措施予以惩罚批评㊂(5)提升应急处置能力㊂严格按照相关法律法规制定本单位应急管理方案,并定期举行安全应急管理演练,加强工作人员的应急处置能力,要保证应急救援的资金保障力度,配置应急物资,并做好定期维护检查㊂参考文献[1]张丽霞.玻璃熔化操作与控制[M].北京:化学工业出版社,2012.[2]唐福恒.浮法玻璃熔窑的合理设计(连载一)[J].玻璃,2021,48(1):7-20.[3]章榕,胡岩.浮法玻璃熔窑工作部的调温措施[J].国外建材科技,2008(2):64-66.[4]张玉敏.浮法玻璃燃料中重油和天然气的比较[J].玻璃,2014,41(4):3-5.[5]宁可,孙晓峰,陈达,等.日用玻璃行业窑炉烟气治理技术与工程实例[J].中国环保产业,2022(7):22-25. (上接第60页)中改性沥青混凝土的性能优于基质沥青混凝土㊂因此,在钢渣沥青混凝土体系中,通过对集料㊁级配㊁粒径和沥青的影响因素进行灰色关联分析,结果表明,影响钢渣沥青混凝土水稳定性因素的相对影响程度依次为沥青㊁集料㊁级配和粒径㊂5结语采用灰色关联分析法对沥青混合料的水稳定性能进行了评价㊂通过关联度的分析,确定了沥青㊁集料㊁级配和粒径对水稳定性能的主次影响因素㊂这为在实际生产过程中控制主要因素,从而提高沥青混合料的使用品质提供了参考㊂上述结论基于室内试验得出,但由于样本和试验设备的局限性,普遍规律性还需进一步的试验研究㊂参考文献[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001.[2]罗庆成.灰色关联分析与应用[M].南京:江苏科学技术出版社,1989.[3]交通部公路科学研究所.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000.[4]交通部公路科学研究所.公路工程集料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2005.501。
OGFC沥青混合料水稳定性能试验研究
OGFC沥青混合料水稳定性能试验研究潘薇;王宏畅;茅建校;陈旭东【摘要】为了研究多空隙沥青混合料的水稳定性能及其影响因素,采用2种沥青,通过标准马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,分别分析OGFC-13及OGFC-16的水稳定性能.结果表明:良好的沥青品种能够明显提高OGFC沥青混合料的水稳定性能；随着沥青混合料空隙率的增大,OGFC的水稳定性降低,控制良好的空隙率能够保证OGFC沥青混合辩的水稳定性.%In order to study water stable performance and its influencing factors of multi-OGFC asphalt mixture,by using two kinds of asphalt,this paper will respectively analyse water stability of OGFC-13 and OGFC-16 through standard Marshall test,retain Marshall test,freeze-thaw split test.The results show that good variety of Asphalt OGFC can significantly improve the waterstability.Besides,with the pore ratio increases of asphalt mixture,the water stability of OGFC reduces and controlling good air voidage can ensure water stability of OGFC asphalt mixture.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2013(038)003【总页数】3页(P15-17)【关键词】OGFC混合料;标准马歇尔试验;浸水马歇尔试验;冻融劈裂试验;水稳定性【作者】潘薇;王宏畅;茅建校;陈旭东【作者单位】南京林业大学土木工程学院,江苏南京210042;镇江市建设工程造价管理处,江苏镇江212003;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210042;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210042;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】U414.11 概述开级配抗滑磨耗层(Open-Graded Asphalt Friction Course，简称OGFC)，由大空隙的沥青混合料铺筑而成，使路表雨水迅速排出，具有降噪、抗滑及抗车辙等显著优点，设计空隙率一般为15% ～25%，具有较强的结构排水能力，适合于多雨地区沥青混凝土路面的磨耗层或上面层［1］。
基于冻融劈裂试验的沥青混合料水稳定性分析
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根据规 范推荐 级 配范 围 ，ＭＡ１、Ａ ３ＡＣ ３ Ｓ ３Ｓ Ｃ１、 １
的级 配见 表 １ 。
表 １ 三种 混合 料 级 配
试 验 、 融劈 裂 试验 、 冻 浸水 车 辙试 验 等 方 法
我
国 的 沥 青 混 合 料 冻 融 劈 裂 试 验 是 在 美 国
Ａ Ｓ Ｏ ２ ３Ｌ ｔ ａ Ａ ＨＴ Ｔ ８ ｏｔ ｎ试 验 基 础 上 ｉ ｈ ｎｇ ｕａ， ａ Ｗ ｎｇＨｕｉｏ ｙ ｎｇ
（ａ ｇｕ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎＲ ｓａｃ ｓｔｔ， ａｊ ｇ １０ ７ Ｃ ｉａ Ｊ ｎ ｓ ａ ｓｏｔｉ ｅｅｒｈ ｎｔｕｅ Ｎ ｎｉ ０ １ ， ｈ ） ｉ Ｔ ａｏ Ｉ ｉ ｎ２ ｎ
Ａｂ ｔ ｃ ： ｙ ｔ ｒ ｅｇ ａ ａｉ ｎ ｏ ＭＡ一 ｓ ｒ ｔ Ｂ ｈ ｅ ｒ ｄ ｔ ｆ ａ ｏ Ｓ １ ３＆ Ｓ ＡＣ一１ ｎ ａ ｄ ＡＣ－１ ｎ ｄ ｆ ｒｎ ｇｎ ｔ ｔ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔｖ ｉ ｏ ｔｎ ｎ ｏ ｒ ３ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｉ ｇ ｓａ ｅａ ｄ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏｄ ｃ ｎ ｅ ｔ ｄ ｏ ３ ａ ｆ ｉ
（ 江苏省交通科学研究 院， 江苏 南京 ２ ０ １） １０７
摘
要 ： 过 对 Ｓ 一 ３ Ｓ Ｃ １ 、 Ｃ １ 通 ＭＡ １ 、Ａ 一 ３ Ａ 一 ３ ３种 级 配在 不 同老 化 状 态 下 ， 同 空 隙率 水 平 下进 行 室 内 冻 融劈 裂 试 验 不
不同试验方法对沥青混合料水稳定性评价的差异研究
文章编号：１６７３－６０５２（２０２０）０９－００７８－０４ ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｂｆｊｔ．２０２０．０９．０２０不同试验方法对沥青混合料水稳定性评价的差异研究任岐岗（江苏优路交通科技有限公司 南京市 ２１００００） 摘 要：传统的沥青混合料水稳定性评价方法不能反映混合料在整个使用过程中的水稳定性能，针对原有评价方法存在的缺陷，增加美国ＡＡＳＨＴＯ－Ｔ２８３试验和法国多列士（Ｄｕｒｉｅｚ）试验来评价沥青混合料的水稳定性，并通过４种试验方法（浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、ＡＡＳＨＴＯ－Ｔ２８３试验及法国多列士试验）分析混合料水稳定性能的差异。
关键词：沥青混合料；水稳定性；ＡＡＳＨＴＯ－Ｔ２８３试验；法国多列士试验中图分类号：Ｕ４１４．０１ 文献标识码：Ｂ 沥青混合料水稳定性指沥青与集料之间形成粘附层后，沥青混合料在遇水的条件下抵抗水对沥青置换作用的耐剥落能力，也即混合料在有水条件下抵抗自身物理力学性能降低的能力［１］。
国内使用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价沥青混合料的水稳定性，这两种试验方法忽略了环境因素和行车荷载作用下的级配退化和沥青自然老化的影响。
实际上，这些评价结果只能反映路面建成初期时的水稳定性，路面使用中后期的性能，也就是老化后的水稳定性能未能得到反映［２］。
美国ＡＡＳＨＴＯ－Ｔ２８３试验弥补了国内规范对老化后的沥青混合料水稳定性的影响欠考虑的缺点，且更接近路面发生水损害的条件。
法国多列士（Ｄｕｒｉｅｚ）试验更加接近路面的受力情况。
分别通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、ＡＡＳＨＴＯ－Ｔ２８３试验及法国多列士试验评价沥青混合料的水稳定性能，分析不同试验方法评价出来的混合料的性能差异。
１ 水稳定性评价方法１．１ 浸水马歇尔试验浸水马歇尔试验的残留稳定度指标可以用来评价沥青混合料的水稳定性。
实践证明，除非是酸性石料，用此法测定的浸水马氏试验残留稳定度很少有达不到标准规定７５％要求的情况，甚至常有大于１００％的情况。
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图1 岩样X射线衍射图谱
表1 试验用矿料级配
筛孔mm
19 16
通过率%
100 87.8
13.2 75.9
9.5 59.2
4.75 35
2.36 26
1.18 19.4
0.6 14.5
0.3 10.8
0.15 8.1
0.075 6
表2 集料密度测试结果汇总
粒径 mm
毛体积相对密度 平均值
16
2.573
2013年第1期 (1月上) 《交通世界》 119
矿料级配及密度
矿料级配采用SAC-20，考虑到马
歇尔试验级配的均匀性及称料可行性， 19mm筛孔通过率设计为100%。
密度试验方法根据现行JTG E422005执行。按照标准筛筛分成单档集 料进行密度试验，2.36mm以上粒径的 集料按照网篮法T0304-2005测试表观 相对密度和毛体积相对密度；0.6mm和 1.18mm档细集料按T0330-2005中坍落 筒法测毛体积密度，采用T0328-2005 测试表观密度，0.3mm、0.15mm和 0.075mm及矿粉均采用李氏比重瓶法 测定表观密度。
安山岩岩性特征
拟定料场位于多伦南部，该区经 燕山早期构造运动的影响，沿地轴边缘 大断裂继续活动，伴随有大量的岩浆喷 发，造成大面积的火山岩覆盖。施工前 期现场踏勘表明，该地区广泛分布有灰 褐灰色岩石，色率30%，为中性偏基 岩类。斑状结构，斑晶为斜长石，属于 岩浆岩中的喷出岩。岩石坚硬，岩体 较完整，易开采，距路线较近，运输 条件便利，料场踏勘时将该料场初步 确定为沥青混凝土面层石料场。为避 免现场岩性鉴定出现偏差，利用X射 线衍射仪对岩石样本进行分析，样本 XRD图谱见图1。
2.6786
2.6712
2.7272
表干相对密度 平均值 2.6129 2.5990 2.6020 2.6099 2.5913 2.5887 2.5836 /
/
/
/
表3 沥青混合料理论密度计算结果
γsb
γsa
γse
3.2
3.6
3.8
4.2
4.6
5.0
2.5766 2.6821 2.6747 2.5413 2.5270 2.5129 2.4992 2.4857 2.5766
因集料吸水率较小，适宜采用现 行规范理论密度计算公式计算理论密 度，在设计空隙率3%～5%内，各体积 参数均满足设计要求。也进一步验证了 吸水率较大集料在采用现行规范理论密 度计算公式时，需进行修正。
残留稳定度试验
残留稳定度是评价沥青混合料水 稳定性的一个技术指标，本试验选用浸
图2 马歇尔击实试验曲线
图1显示，岩石结晶程度好，主要 矿物成分为角闪石和中性斜长石，次要
矿物成分为辉石等。XRD分析结果与现 场鉴定结果吻合，故该岩石可定名为安 山岩。
混合料水稳定性能
根据设计文件，沥青采用SBS改
性沥青I-C，并在沥青混合料中掺加抗 剥落剂，使沥青混合料水稳定指标满足 要求，即：残留稳定度大于80%，冻 融劈裂强度比大于75%。为检验沥青 混合料水稳定性，拟定两种试验方案： （1）SBS改性沥青加0.4%液体抗剥落
沥青混合料最大理论相对密度采
用计算法，即按照JTG F40-2004附录 B5.9进行计算，沥青相对密度取1.03， 沥青混合料理论密度计算结果见表3。
马氏击实试验
沥青混合料马氏试验结果见表4及 图2。
根据以上试验结果及设计要求， 取矿料间隙率最小时对应的油石比 4.11%作为最佳油石比。相应的空隙 率为4.7%（设计要求3%～5%）， 沥青饱和度为61%（设计要求 55%~75%），矿料间隙率为12.4% （设计要求大于12%），均满足设计 要求。
13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6
2.555 2.557 2.568 2.544 2.530 2.520
0.3
/
0.15
/
0.075
/
矿粉
/
吸水率 平均值 1.5464 1.7295 1.7511 1.6366 1.8673 2.3012 2.5358 /
/
/
/
表观相对密度 平均值 2.6797 2.6729 2.6771 2.6806 2.6707 2.6870 2.6917 2.6965
H现代公路 IGHWAY
基于多伦南部地区安山岩的沥青混合
料水稳定性研究
文/鲍 澍 付景文 杨建国
沥青混合料的水稳定性是指由于水 的置换作用，致使沥青从集料表 面剥离的程度，是影响沥青混凝土路面 抗水害性能和耐久性能最重要的因素之 一。长期公路工程实践经验表明，提高 沥青混合料水稳定性的关键在于提高沥 青与矿料的黏附性。当沥青品种、混合 料级配以及其他条件一定时，母岩的品 质直接决定沥青混合料水稳定性。对于 公路建设而言，一方面要选择高品质的 原材料；另一方面还要综合考虑岩性、 运距、运输条件、开采条件和造价等因 素。作者结合某在建高等级公路，通过现 场踏勘、室内试验和比选论证，深入研究 了多伦南部地区安山岩作为集料母岩时， 沥青混合料的水稳定性能，以期为该地区 路面石材选择提供决策依据，也为今后公 路建设料场勘察提供科学依据。
118 TRANSPOWORLD 2013No.1 (Jan)
表4 沥青混合料马氏击实试验
油石比 %
密度 实际密度 g/cm3
理论密度 g/cm3
3.4
2.3562
2.5413
3.8
2.3764
2.5270
4.2
2.4027
2.5129
4.6
2.4006
2.4992
5
2.4052
2.4857
最佳油石比：4.35%
空隙率 VV
（%） 7.28 5.96 4.39 3.94 3.24
矿料间隙率 VMA
（%） 11.56 11.15 10.51 10.93 11.10
饱和度 VFA
（%） 37.02 46.55 58.25 63.91 70.82
干密度
g/cm3 2.2788 2.2894 2.3059 2.2950 2.2907
剂；（2）SBS改性沥青加+0.4%液体 抗剥落剂（热老化6h后）。
实验中填料采用石灰岩质矿粉， 粗集料和细集料均采用同一加工厂， 母岩为安山岩。抗剥落剂采用修远道 材液体型抗剥落剂，掺量为沥青质量 的0.4%。掺加方法为，先将沥青加热 到165℃，再在沥青中加入设计质量的 抗剥落剂，用玻璃棒或玻璃温度计搅拌 5min，混合均匀后倒入纸质盒中，待 冷却后放入冰箱备用。