石屑在沥青混凝土中的物理性能研究

苏红艳 李保霞

摘要：在沥青混凝土中通常使用天然砂作为细集料，但在部分地区采用石代替天然砂作为细集料，可以获得正常甚至超过天然砂的应用效果。作者以107国道鹤壁段为例，采用石屑部分或全部代替天然砂作为细集料，试验和应用阶段评价结果良好，故可以用石屑代替天然砂，获得较好的经济效益。

关键词：混凝土  细集料  石屑  应用技术

砸石场的细筛余料（即石屑）中经常会含有破碎岩石和破碎矿渣。石屑是就地取材选用的细集料，其品质符合（GB T 146855-2001）规定的许多物理及化学物质含量的质量指标。随着近年来对石屑使用水平的提高，石屑在提高马歇尔及车辙试验的稳定度效果中有非常明显的帮助。石屑替代了砂子这一方法，也有利于沥青混合料的高温稳定性和抗车辙能力的提高。

1 石屑和砂的对比试验研究

在位于干线公路改建工程鹤壁段的工程施工期间，石屑就替代了砂子作为了沥青混合料中的细集料，我们对此作了对比试验。

1.1 石屑物理性能试验

表1  石屑物理性能试验结果表

1.2 马歇尔试验中石屑与天然砂在沥青混凝土面层混合料中结果的对比

国道107线鹤壁段改建工程在室内配合比试验阶段，对两层沥青混凝土分别按照不同的比例配制沥青中混凝土的混合料，我们在规定的温度下进行马歇尔试验，并将结果总结如表2。

从表2得出，沥青混凝土拌合料中用石屑全部代替砂子是非常行之有效的方法，通过这种方式，稳定度提高3.97%～18.36%，流值降低1.68%～15.98%。并且不难看出沥青混合料的高温稳定性、抗车辙能力都有了显著的提高。

2 配合比试验结果评价

2.1 沥青混合料配合比设计

国道107线鹤壁段改建工程沥青混合料配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证等三个阶段。目标配合比设计分为矿质混合料配合组成设计和沥青最佳用量确定两部分。

2.2 试验段马歇尔试验和检测结果

2.2.1 马歇尔试验

分别对两台沥青混合料拌和楼生产的沥青混凝土取样，各制成6个马歇尔试件，并进行了马歇尔试验试验结果列于表3。

2.2.2 压实度

密实度之间有较好的相关性，利用表4中的值计算得的回归方程为：

Y=0.6683X+0.8071

r=0.9865

式中Y——钻件的密实度;

X——核子密度仪测的密实度

2.2.3 表面特性

完工检测用国产摆式仪BM-Ⅱ测量表面层的摩擦系数。用砂补试验法测量表面构造深度结果如下：

表5  路面摩擦系数、构造深度检测表

3 石屑在沥青混凝土中的物理性能

根据国道107线改建工程鹤壁段沥青路面中石屑在其中的应用可证明：

①在沥青混凝土拌合料中用石屑全部代替天然砂，沥青混凝土稳定度提高3.97%-18.36%，流值降低1.68%-15.98%，动稳定度提高46.39%-47.73%。由此可得这种方法可以显著提高沥青混合料的高温稳定性、抗车辙能力。由实验结果不难看出完全或部分采用天然砂拌制沥青混凝土，在室内试验中也表现出了很高的适用性和优越性。

②使用数年后，对沥青混凝土路面的路用性能进行了抗车辙能力的比较研究，用石屑全部代替天然砂拌制的沥青混凝土路面，仍明显优于完全或部分采用天然砂拌制沥青混凝土路面。

通过对沥青路面的马歇尔稳定度及车辙试验的动稳定度的实验和研究表明，用石屑全部代替天然砂拌制的沥青混凝土路面完全可以适用于高等级公路，并且可以改善沥青混凝土的高温稳定性、抗车辙能力，增强沥青混凝土的耐久性，这不仅减少了经济投入，更提高了社会效益。

参考文献：

[1]欧伟豪，杨医博，郑炜金，李剑帅，郭文瑛.高强石屑混凝土的试验研究[J].混凝土，2010（03）.

[2]阎广庆，李玉明.石灰岩石屑混凝土的研究和应用[J].山西建筑，1988（04）.

[3]蒋雪琴，杨医博，谭世霖，郭文瑛，周启源，王恒昌.高石粉含量石屑全代砂混凝土的研究与应用[J].水运工程，2011（06）.

作者简介：

苏红艳（1978-），女，硕士，副教授，毕业于郑州大学土木工程学院，现在鹤壁职业技术学院任教。