炉渣底泥作为填料在沥青混合料中的应用

炉渣底泥作为填料在沥青混合料中的应用经检测，炉渣底泥具有与石灰岩矿粉相似的细度、密度和外观特征，若能替代石灰岩矿粉用于沥青混合料的生产，不仅可以在矿粉短缺的情况下为沥青混合料填料提供更多的选择，还可以减轻环境污染、缓解固体废弃物处理压力。

同样，关注重点是炉渣底泥取代矿粉后对沥青混合料设计参数、路用性能尤其是水稳定性能的影响。

一、对设计沥青用量的影响
将炉渣底泥取代全部石灰岩矿粉，配制沥青混合料试件，试件空隙率与沥青用量的关系如图8-26所示。

由图可见，在相同的沥青用量下，炉渣底泥沥青混合料试件的空隙率均呈上升趋势。

当设计空隙率要求相同时，设计沥青用量增加。

所用炉渣底泥的密度与所替代的石灰岩矿粉的密度相差不大，但炉渣底泥的塑性指数和比表面积远大于矿粉，表面微空隙发达，对沥青的吸附能力高于矿粉，使得粉料颗粒间距增大，增加了矿质混合料空隙。

在沥青混合料设计空隙率相同的情况下，增加了沥青用量，降低了沥青混合料的密度。

图8-26 沥青混合料试件空隙率与沥青用量的关系
注：S-13、A-20、A-13依次表示SMA-13、AC-20、AC-13沥青混合料；后缀f表示以炉渣底泥为填料，0表示以石灰岩矿粉为填料。

图8-27给出了炉渣底泥掺量与设计沥青用量增值的关系。

由于炉渣底泥取代矿粉在AC沥青混合料中的用量仅为2％～3％，对设计沥青用量和各项体积参数影响不甚明显。

但是在SMA沥青混合料中，炉渣底泥取代矿粉，用量达到11％，显著地影响其设计沥青用量和各项体积参数。

图8-27 炉渣底泥掺量与设计沥青用量增值的关系
二、对沥青混合料路用性能的影响
以炉渣底泥替代石灰岩矿粉后，无论是AC沥青混合料还是SMA沥青混合料，其路用性能均受到不同程度的影响，如表8-12所示。

其影响表现为，炉渣底泥沥青混合料的动稳定度DS提高，冻融劈裂强度比TSR略有降低，除AC-13沥青混合料外，炉渣底泥沥青混合料的低温破坏应变增大，表明炉渣底泥对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性无不利影响。

虽然相比普通沥青混合料，炉渣底泥沥青混合料的冻融劈裂强度比TSR略有降低，但完全能够满足我国现行技术规范的要求。

表8-12 炉渣底泥沥青混合料性能指标
三、对沥青混合料疲劳寿命的影响
AC-13沥青混合料疲劳试验结果如图8-28所示，在各个应力比下，炉渣底泥沥青混合料的疲劳寿命都略大于普通沥青混合料。

然而，从图中疲劳寿命回归公式的指数项来看，随着应力比的增加，炉渣底泥沥青混合料的疲劳寿命衰减程度略大于普通沥青混合料。

由于炉渣粉料中含有较多杂质，内部结构缺陷较多，因此炉渣底泥沥青混合料的疲劳寿命对应力水平的敏感性略高。

图8-28 沥青混合料的疲劳寿命曲线
综上，采用炉渣底泥替代矿粉时，将增加沥青混合料的设计沥青用量，提高沥青混合料的高温性能和抗疲劳性能，对低温性能和水稳定性无明显不利影响。

由于试验样品有限，这些结论尚需进一步验证。

当前，可以根据炉渣底泥沥青混合料的性能特征，选择其适用的区域、道路交通量等级和结构层位。