岩石属性对于沥青混合料性能的影响

1、岩石属性对于沥青混合料性能的影响12011246 刘竹君1.岩石 1.1 岩石分类 深成岩：花岗岩 正长岩 辉长岩 火成岩 喷出岩：玄武岩 安山岩 辉绿岩 火山岩： 火山灰 火山砂 浮石岩石 沉积岩：石灰岩 页岩 砂岩 变质岩： 大理石岩 石英岩 片麻岩 1.2 石料的物理性能 1） 物理常数 真实密度：烘干石料矿质实体单位真实体积的质量密度 表观密度：烘干石料单位表观体积的质量 毛体积密度：烘干石料单位毛体积的质量孔隙率：石料空隙体积占石料总体积的百分率。 2） 吸水性：石料吸入水分的能力指标：吸水率 饱水率 饱水系数 1.3 石料的力学性能1） 石料的抗压强度 按标准方法对试件进行饱水处理

2、后，按规定加荷速度施加荷载直至破坏2） 磨耗性 砂石材料磨耗性是指其抵抗撞击、边缘剪力和摩擦等联合作用的能力，用磨耗率表示 1.4 石料的耐久性、抗冻性 石料在长期使用过程中抵抗各种自然因素及有害介质的作用，保持其原有性能而不变质和不被破坏的能力称为石料的耐久性 1.5 常用岩石类型花岗岩 石灰岩 砂岩 大理岩 玄武岩 辉长岩 石英岩 片麻岩.（其理化性能各有不同，实在是记不住，自己翻书看）路用石料按其所属岩石类型分为4类4级，见下表2. 沥青混合料 适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料与沥青结合料拌合而成的混合料的总称 2.1. 结构强度的构成 =tg?+ C 抗剪强度（M

3、Pa） 法向压应力（MPa） ?内摩阻角（） C粘结力（MPa） 2.2沥青混合料结构强度的影响因素沥青的粘度矿质混合料的性能矿料比面沥青用量 可以注意到 其中矿料混合料的性能与矿料比表面积这两个影响因素与岩石属性有极大相关 矿质混合料的性能 粒径：最大粒径 ?C 级配：连续密级配C大?小 连续开级配C小?大 间断级配C大?大 颗粒表面特征：多棱角、表面粗糙 颗粒相互嵌紧 ?较大 沥青与矿料的化学性质：交互后，由于物理吸附，选择性化学吸附和电性吸附，矿料表面对沥青组分的选择性吸收等作用，形成结构沥青，具有更高的C 矿料比面的影响 矿料比面（比表面积） 单位质量集料的总表面积A/G粗集料（d5m

4、m）：比面为0.53m2/kg细集料（d5mm）：比面为3002000 m2/kg 矿料比面积沥青膜减薄 结构沥青C值 2.2 沥青混合料的路用性能高温稳定性低温抗裂性疲劳特性耐久性（水、疲劳、老化）表面功能（抗滑、降噪、排水）影响因素：沥青的质量，沥青与石料相互作用的特性 ，矿料的级配 ，荷载 ，温度等3. 岩石属性对于沥青混合料性能的影响 综上所述，石料的理化性质，力学性能以及耐久性对于沥青混合料的性能都有举足轻重的影响。不同岩石的路用性能各不相同，有的适用于中下面层，有的适用于上面层，有的不经处理不能应用，而有的石料却各方面的指标都非常好，适用于各层。 路用石料的主要指标为压碎值、磨耗值

5、、磨光值、粘附性、吸水率、视密度等。对于这些指标，各种石料之间有着很大的区别，岩石的这些固有指标确定了各种岩石在沥青路面中的适用范围。我国在JTJ032-94沥青路面施工技术规范中对石料有下述的要求 1）石料的理化性质（1）酸碱性 沥青与石料粘附性好坏直接影响着沥青混合料的耐久性如果石料选择不当且不掺外加剂，这就很难得到稳定的沥青混合料 矿料在混合料中与沥青起着复杂的物理化学作用,矿料的化学性质在很大程度上影响着混合料的物理力学性质,矿料的酸碱性会影响石料与沥青粘附性,一般认为碱性较强的石料 与石油沥青结合较好,酸性石料与石油沥青结合较差（参见石料碱值对沥青混合料水稳定性的影响（2） 孔隙率（

6、不知道说的对不对） 当石料的孔隙率较高，特别是与外界相通且较粗大的开口空隙发达时，则石料的表观密度和毛体积密度减小，相应的吸水性加大，对石料的耐久性能和力学性能都会产生不良影响，相应对沥青混合料的耐久性也产生不良影响 而石料的孔隙率也会直接影响到沥青混合料的孔隙率，从而影响到沥青混合料的高温稳定性（引起辙槽和推移）和抗渗性（3）几何性状，表面特性 集料对沥青混合料的性能有着重要的作用，集料的几何特性及其在混合料中的结构形态，骨架性能和填充性能直接影响沥青混合料性能和质量(参见沥青混合料集料几何特性与结构研究） 研究结果表明：粗集料表面纹理与内摩擦角、动稳定度呈线性关系，表面纹理越大，动稳定度越

7、高；平均棱角性系数大于145时，沥青混合料动稳定度提高幅度明显；粗集料扁平颗粒含量越高，其混合料的高温稳定性越差，同时不同级配条件下，扁平颗粒含量对混合料高温性能影响程度不同，骨架型级配最为敏感。（参见粗集料性能对沥青混合料性能的影响）（4）石料的矿物成分，化学稳定度 集料的矿物成分，化学特性影响着矿料的湿润性，附着性和剥落性。多数天然集料都由多种矿物组合而成。 影响集料在沥青混合料中使用与矿物学有关的因素是矿料表面涂覆物与其他有害物质的存在。这些有害物质包括粘土、页岩、淤泥、铁氧化物、石膏、水溶盐和影响与沥青良好结合的其他软质颗粒。有害材料还可增加沥青混合料的水敏感性。含有有害物质的集料一般

8、不能用于沥青混合料，除非清洗或用其他方法减少杂质。（5）硬度 如沥青混合料中的骨料结构应选用较高硬度的石料。（6）密度 2）石料的力学性能（1）磨耗性（2）石料的抗压强度 沥青混合料用粗集料，可以采用碎石、破碎砾石和矿渣等。沥青混合料用粗集料应该洁净、干燥、无风化、不含杂质、具有足够的力学性能。作为面层材料，要求则更高。对用于抗滑表层沥青混合料用的粗集料，应该选用坚硬、耐磨、韧性好的碎石或碎砾石，筛选砾石、矿渣、软质集料不得用于防滑表层4.如何改进 石料的各种性质对于沥青混合料的性能起着至关重要的作用，如何才能扬长避短，将其发挥到极致呢？ 例1 花岗岩在我国储藏丰富，而且石材坚硬，耐磨性好，但

9、花岗岩石料是酸性石料，与沥青的粘附性比较差, 导致混合料的路用性能难以满足工程要求（水稳定性等）。 如何改进？ 改善花岗岩沥青混合料性能措施试验研究！-艾老师 掺加抗剥落剂对花岗岩沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性的改善效果优于掺加消石灰, 而其强度特性、高温稳定性的改善效果却比掺加消石灰差。当同时掺加抗剥落剂与消石灰后, 花岗岩沥青混合的强度特性、水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性的改善效果均优于单独掺加的方案, 特别对提高花岗岩沥青混合料的抗冻融水损害性能与抗低温收缩开裂性能效果更为显著。 同类研究可参见艾老师另一篇论文石灰改善花岗岩沥青混合料水稳定研究 例2 目前中国高速公路沥青路面抗滑表层

10、所用粗集料主要为玄武岩或花岗岩等高强、耐磨的碎石，但多数地区均缺乏这种硬质石料。因此，如何将当地石料应用于高速公路沥青路面工程是亟待解决的问题！ 艾老师是怎么做的？！ 在石灰岩与玄武岩混合粗集料压碎特性分析一文中，提出了混参的概念，不仅在路用性能上得到了保障而且解决了如何充分利用当地石材的问题，带来了相当的经济效益！ 为揭示石灰岩与玄武岩混合粗集料的压碎特性，将其按不同比例混合掺配成组粗集料，并进行压碎试验。通过压碎力学指标及各筛档质量剩余百分率分析，确定了在压碎过程中各筛档集料承受作用力的分布规律，揭示了混合粗集料中不同岩性集料在压碎受力模式方面存在明显的“弃弱保强”关系。试验表明：混合粗集料更易于形成“楔体效应”，该效应有利于矿质混合料骨架嵌挤作用的形成，对提高混合料结构稳定性有利。研究成果为石灰岩与玄武岩集料的掺配使用提供了试验支撑，验证了该掺配方案在路面工程应用中的可行性。5.结论与建议 也没啥可以建议的，其