破碎砾石用于沥青路面面层的可行性研究

由图 ４知 ， 碎 砾 石 的磨 耗值 受破 碎 次 数 的影 破 响并 不 明显 ， 大 或小 ， 或 幅度 很小 ； 径大 的集 料 耐 粒
第５ 期
杨玉晶等 ： 破碎砾石用于沥青路面面层的可行性研究
・ ３・ ３
磨 性较 好 ， 即粒径 大 的磨耗 值小 于粒 径较 小 的 。
３ ５ 黏 附 性 ．
于稳 定 ； 比较 同一 破碎 次数 时针 片状含 量情 况发 现 ，
・
３ ２・
北 方 交 通
２ １ ０２
粒 径 越小 的颗粒 其 针 片状 含 量 反 而越 大 ， 一 次 破 如
碎后 ４ ７ ｍ 粒径 的针 片状含 量 是 １ ． ｍ ．５ ｍ ３ ２ ｍ粒 径 的
集料 压碎值 主要 用于衡 量石料 在逐 渐增 加 的荷 载 下抵抗 压碎 的能力 ， 是表 征石料 力学 性能 的指标 ， 以评 定其 在公路 工程 中的适 用性 。
验， 根据 结果分 析 不 同破 碎 次 数 下 石料 的加 工 特性 指标 变化 情况 。
３ １ 针 片 状 ．
的 主要 来 源 ， 而碎 石 厂 每 天 的 噪音 与 粉 尘 侵 扰村 然
民， 建 、 筹 占地 以及 补 偿 费用 巨大 ， 加 上 炸 药 、 再 放
炮、 飞石 等易 引发安 全事 故 。而我 国砾石 资 源丰 富 ， 广泛 分布 在新 旧河 道 、 壁 滩 、 海 等 区 域 ， 具 有 戈 沿 且 强度 高 、 耐久性 好 、 价 低 等优 点 ， 目前 主 要 应 用 造 而 于路 基 或路面底 基 层 或 基层 ， 故研 究 其 在 高 等 级 沥
１ ０ 《 ）
破碎遍 数
目前 ， 们采 用 的破 碎方 式 主要 有 挤 压 、 裂 、 人 劈
折 断 、 碎 和冲击 几种 。本 文 室 内试 验 所 用 破碎 设 磨 备 主要 为 颚式破 碎机 ， 石料 进入破 碎 腔受 到挤 压 、 劈 裂 、 曲和 冲 击 的 作 用 而被 破 碎 并 排 出 ， 碎 比 为 弯 破 ４～ 。 据破 碎石 料 的类 型 、 ６根 硬度 、 含水 量 、 含硅 量及
表 ５ 不 同破 碎 次 数 下 的 集 料 的 黏 附 性 等 级
破 碎 次 数 黏 附 性 等 级
破 碎 一 次 破 碎 二 次 破 碎 三 次
由图 ５知 ， 碎次数 对 黏附性 影 响很小 ， 黏 附 破 且 性 等级 比较低 。本 文 同时试 验 了不 同岩石 与沥 青 的 黏 附 ｌ 做横 向比较 ， 体结 果如 表 ６所 示 。 生， 具
第 ５期
北 方 交 通
・ １・ ３
破 碎 砾 石 用 于 沥青 路 面 面层 的可 行 性 研 究
杨 玉 晶 王 尚炳 ，
（． １ 河南省交通科学技术研究 院有 限公 司 ， 郑州 ４ ０ ０ ； ． ５０ ６ ２ 河南省第二公路 工程有 限公 司 ， 郑州 ４ ０ １ ） ５０ ５
细集 料 的棱角 性指 标可 以用来 评定 细集 料 的表 面构 造 和粗糙 度 ， 预测 细 集 料 对 沥青 混 合 料 的 内摩
擦角 和抗 流动 变形性 能 的影 响 。
集 料 与沥青 的黏 附性 反映 沥青混 合料 的抗 水剥
离 能力 ， 本文 采用 水 煮法 ， 判定结 果见 表 ５ 。
途径 ， 中破 碎 三 次 时 ，３ ２ ｍ 粒 径 的砾 石针 片 状 其 １ ．ｍ
比例要 求 、 品的用途 来选 择破 碎参 数 ， 成 如确定 活 动
鄂板 与 固定 鄂板 的距 离 。
３ 试验 结果 及分 析
含量 非 常小 ， 乎 为零 ， ４ ７ｍｍ粒径 的砾石 针 片 几 而 ．５
表 ２ 不 同破 碎 次 数 下不 同粒 径 颗 粒 的破 碎 面 数
图３ 不 ｌ 碎 次数 Ｆ的压 碎 值 司破 破碎 遍数
由图 ３知 ， 随着 破碎 次数 的增加 ， 压碎值 呈减 小 的趋势 ， 即集 料 的抗 破碎 能力增 大 ， 主要 是其 中的 这 针 片状 含 量 减 少 了 的原 因。但 是 变 化值 不 是 很 明
数量 变少 。
３ ３ 压 碎 值 ．
表 ３ 粗 集 料 压碎 值 与破 碎 次 数 的 关 系
破碎次数
破 碎一 次 破 碎两 次 破 碎 三 次
破碎邋数
压碎值 （ ％）
１ ８ ５． ２ １ ６ ４． ３
１ １ ４． ７
图 ４ 不 同破 碎 次 数 下 的磨 耗 值 变 化
６（ １
５ｆ 】
堡 ４ ０
豳｛ 抽 ３
黄 白和黑色的两种母岩 ， ｘ射线衍射法岩性分析可 知， 该砾 石 主要 的 矿 物组 成 为 石 英 （ 于 ９ ％ ） 酸 大 ０ ，
碱 性检 测 中 ＳＯ ｉ 含量 大 于 ９ ％ ， 酸性 。 ０ 呈
２ 破碎 方式
妻２ ０
十
９５ ｍ ．ｒ ａ
—— ４．５ ｍ ７ｒ ａ
９ ％ ， 余 粒 径 经 三 次 破 碎 后 的含 量 均 大 于 ９ ％ ； ０ 其 ０ 在相 同破 碎次 数下 ， 个 以上 破碎 面 的颗 粒 含量 随 两
着破 碎砾 石粒 径 的减 小 而 呈 增 加 的趋 势 。另 外 ， 粒
径越 小 ， 其破碎 面 含量 随着 破 碎 次数 增 加 的 幅度 越 小， 分析 其原 因是粒 径越 小 ， 粒受 力而新 增破 碎 的 颗
４ ３倍 ， ． 破碎 两次 时 ，．５ 粒径 的针 片状 含 量 是 ４ ７ｍｍ １． ｍ ３ ２ ｍ粒 径 的 ｌ． ６ ８倍 ， 说 明 粒 径越 大 ， 片 状 这 针
含量 的锐减幅度越大。分析其原因 ： 在破碎设备设 置一 定 的情况 下 ， 小粒 径 的颗 粒受 到 外 力 挤压 而 进
表 ６ 不 同岩石类型与 沥青 的黏 附性
图 ５ 不 ｌ 碎 次 数 Ｆ的 流动 时 间变 化 司破
由图 ５知 ， 随着 破 碎次 数 的增 加 ， 动 时 间越来 流 越短 ， 这表 明细集料 的棱角性 随着破碎 次数 的增加 而 减低 。但是 ， 整体 上来 看 ， 从 破碎 次 数 的增 加对 棱 角
性 的影响不是 很 明显 ， 也就 是说 ， 碎次 数 增加 到一 破 由表 ６知 ， 碎 砾石 的粘 附性 等 级 与 花 岗岩 相 破 近 。由岩性分 析 知 ， 文 所 选 用 的砾 石 偏 酸 性 。酸 本
定数 目， 细集料 的棱 角性趋 于稳定 ， 几乎不再 变化 。
４ 指标 汇 总
状含 量 为 １ ． ％ ， 第 一 次 破 碎 时 的 ５ ． ％ 相 比， １１ 与 ４６ 大 大降低 ， 同一粒 径 二次 破 碎 与 一 次破 碎 结 果 差 别 较 大 ， 三次 破碎 后 同一 粒 径 的针 片 状含 量 基 本 趋 而
本 文在 室 内对所 选用 的 同一批 砾石 分别 进行 了
破碎次数
破 碎 一 次 破 碎 二 次
破 碎 三 次
上面 的实验 数据 与沥 青路 面施 工技术 规范 对 比 时可得 出 ： 文 所选 的砾 石 经破 碎 后 的指 标 可 以满 本
足各 等级沥 青路 面 层 次对 集 料 的要求 ， 且 随着 破 并 碎 次数 的增 加 ， 料 的性 能 趋 于 稳 定 。为 便 于石 料 集 选取 ， 现将破 碎 砾石 的物 理 检测 指 标 汇 总 如表 ８所
破 碎前 的平 均粒 度 、 品 粒度 以及 各 个 粒 度 范 围 的 成
图 １ 不 同破 碎 次 数 不 同 粒径 Ｆ 的针 片状 含 量 变 化
由图 １知 ， 碎并 筛 分 后 得 到 的三 种 粒 径 的集 破
料， 在破碎次数增加 后 ， 其针 片状含量也在逐 步减 小 ， 可 以说 明重 复破 碎 是 减 少 石 料针 片状 的有 效 这
青路 面 的应用 有着 重大 现实 意义 。
１ 选 材
针 片状 颗 粒 反应 集 料 的 形状 和 抗压 碎 能 力 ， 本 文采 用 游标 卡尺法 测定 其针 片状 含量 。
表 １ 不 同破碎次数不 同粒径针片状含量
四川 地 区地貌 地形 复杂 ， 公路 建设难 度 大 、 务 任
显。
３４ ．
磨 耗值
磨 耗值 是集 料使 用 性 能 的重 要指 标 ， 其是 当 尤 作 为沥青混 合料 面层 集 料 使 用 时 ， 与沥 青 路 面 的 它 抗 车辙能力 、 耐磨 性 、 耐久性 等指标 密切 相关 。本文
采用 粒度类 别 Ｃ， ４ ７ ９ ５ ｍ 和 ９ ５～１ ． ｍ 且 ．５～ ． ｍ ． ３２ ｍ 各取 ５ ０ ｇ ００ 。
重 。特殊 的 自然环 境使 四川 地 区拥 有 大量 的砾石 资
源， 若将其应用 到公 路建设 中， 将大大 降低 工程造 价 ， 以， 所 对破 碎砾 石粗 集料 特性及 其 混合料 路用 性
能 进行 研究有 较 大 的经 济价 值和社 会效 益 。本 文室 内试验 选用砾 石 来 自四川 省 ， 面光 滑 ， 理 较 差 ， 表 纹 磨 圆度 好 ， 径大 小 不 一 ， 地 坚 硬 ， 粒 质 主要 有颜 色 偏
性 石料 由于 与集 料 主要 是 发 生 物理 吸 附作 用 ， 少 很 发 生化 学 吸附作 用 ， 因而 与 沥 青 的黏 附性 较 差 。破 碎 三次 后砾石 与 沥青 的黏 附 等级 为 ３级 ， 而掺 加 抗 剥 落剂 后可 以提 高至 ４级 。
３ ６ 棱 角 性 ．
表 ７ 不 同 破碎 次 数 下 的 细 集 料 的 流 动 时 间
表 ８ 砾石不 同破碎次数后各指标 的适 用性
５ 结 语
的数据 及结果 具 有一定 的现实 意义 。而砾 石资 源在 沥青 路 面面层 领 域 的应 用 ， 会 带 来 巨大 的经 济 与 将