沥青混合料骨料破碎程度影响因素分析

胥 吉

(广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 510620)



沥青混合料骨料破碎程度影响因素分析

胥 吉

(广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 510620)

选取了广东地区常见的凝灰岩、辉绿岩、花岗岩三种石料，采用SMA-13与AC-13两种级配类型，通过分析75次、150次、300次三种马歇尔击实次数的沥青混合料在不同筛孔的级配分布变化规律，得出了影响沥青混合料骨料破碎程度的主要因素，为沥青混合料配合比设计和施工过程质量控制提供参考。

沥青混合料，骨料破碎，级配，马歇尔击实

在室内马歇尔击实试验过程中，经过成型后的沥青混合料试件表面常伴有不同程度的骨料破碎现象，在某些硬质岩击实过程中也常发现；沥青路面现场碾压完成后，仔细观察路表及芯样外观，骨料破碎现象常有发现。除了与室内击实次数、现场压路机吨位及遍数等外部压实水平有关外，与石料的坚硬程度、矿料级配类型等沥青混合料自身特性密切相关。

骨料发生破碎后，沥青混合料的物理力学性能发生改变，室内马歇尔试件吸水率增加，影响配合比设计体积参数的计算；室外实体工程易形成质量小缺陷，影响路面长期使用的耐久性。为进一步从理论上分析骨料破碎程度的影响因素，本文采用室内马歇尔击实仪进行模拟试验，通过对不同材质石料、不同矿料级配类型、不同击实次数的沥青混合料进行抽提试验，分析不同筛孔的级配分布变化规律，总结出影响沥青混合料骨料破碎程度的主要因素。

1 原材料及设计级配

选取广东地区常见的凝灰岩、辉绿岩、花岗岩三种石料，其主要技术指标如表1所示。采用SMA-13,AC-13两种级配类型，其设计级配如表2所示。

表1 骨料主要技术指标

表2 设计级配

2 试验方案

试验原材料均先按照国家标准筛网筛分成单粒径集料，再按单个试件的设计级配重新进行二次掺配，以确保级配分析的精确性。按室内马歇尔试验标准操作完成试件成型，每组试件5个，击实次数分别采用双面75次、150次、300次。待试件冷却后，进行抽提筛分试验，得到不同方案的单粒径筛孔分计筛余百分率变化情况。试验方案如表3所示。

表3 试验方案

3 试验结果及分析

3.1 石料岩性影响

由图1可知，母岩特性对骨料破碎程度有明显影响，辉绿岩抵抗破碎能力最强，凝灰岩略次于辉绿岩，花岗岩最差；针对SMA-13与AC-13两种类型沥青混合料，其抵抗破碎能力与母岩坚硬程度变化规律一致。沥青混合料抵抗破碎能力与母岩的坚硬程度密切相关，因此在沥青路面选材过程中应尽量选用坚硬岩石。

3.2 级配类型影响

由图1可知，级配类型对骨料破碎程度有明显影响，骨架结构的SMA-13抵抗破碎能力差于悬浮结构的AC-13；三种母岩得到的级配类型变化规律基本一致：在外部冲击荷载作用下，骨架结构比悬浮结构更容易发生骨料破碎现象。

在SMA微观结构中，骨料之间以“点对点”接触，外部荷载通过骨料与骨料传递；当外力超过承受极限时，骨料随即发生破碎。在AC微观结构中，悬浮有一定数量的细集料，骨料之间并未完全接触；外部荷载作用时，细集料起分散和缓冲作用，使骨料不易破碎。因此，在SMA碾压施工过程中，要适当限制碾压设备的吨位，避免因过压而形成质量小缺陷，影响路面长期使用的耐久性。

3.3 击实次数影响

由图2～图4可知，击实次数对骨料破碎程度有明显影响，随着击实次数的增加，骨料破碎程度逐渐递增；不同材质石料、不同级配类型的沥青混合料，变化规律基本一致：增大压实功，骨料压碎程度加重。

3.4 级配分布变化规律

由图1～图4可知，针对不同材质石料、不同矿料级配类型、不同击实次数条件下沥青混合料在不同筛孔的级配分布变化规律基本一致，可以概括为四个区域：

1)4.75 mm～13.2 mm，产生破碎的主要集中区域；

2)1.18 mm～4.75 mm，破碎产物的主要集中区域；

3)0.075 mm～1.18 mm，产生破碎数量与破碎产物数量基本持平，为变化较小区域；

4)<0.075 mm，破碎过程中出现的少量粉末状颗粒。

4 结语

1)母岩特性对骨料破碎程度有明显影响，按抵抗破碎能力排序为：辉绿岩>凝灰岩>花岗岩。级配类型对骨料破碎程度有明显影响，骨架结构SMA比悬浮结构AC更容易发生破碎现象。

2)击实次数对骨料破碎程度有明显影响，随着击实次数的增加，骨料破碎程度逐渐递增；增大压实功，骨料压碎程度加重。

3)沥青混合料骨料发生破碎后，4.75 mm～13.2 mm为产生破碎的主要集中区域，1.18 mm～4.75 mm为破碎产物的主要集中区域。

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Factors influencing the aggregate degradation of hot-mix asphalt mixtures

Xu Ji

(GuangdongProvinceChangdaHighwayEngineeringCo.,Ltd,Guangzhou510620,China)

The paper selects the common three stone materials including tuff, diabase and granite in Guangdong Area, adopts two aggregate grading types of SMA-13 and AC-13, and concludes the main factors affecting the aggregate degradation of asphalt mixture aggregate by analyzing the 75-time, 150-time and 300-time Marshall compaction asphalt mixtures in the changing law for the grading distribution of the various sleve mesh, so as to provide some reference for the proportional ratio design for the asphalt mixture and quality control of the construction process.

asphalt mixture, aggregate degradation, grading, Marshall compaction

1009-6825(2017)11-0126-03

2017-02-06

胥 吉(1983- )，男，硕士，工程师

U214.75

A