粗集料含泥量对沥青混合料水稳定性的影响分析

付冬

摘要：沥青混合料的水稳定性，是路用性能检验工作的重要内容之一，其中粗集料、沥青等原材料与级配范围会直接影响水稳定性指标，因此需要对粗集料的含泥量等指标进行全面评测。粗集料的含泥量，与沥青混合料的路用质量存在较强的相关性，需要通过水稳定性试验验证。本文将着重分析粗集料含泥量对沥青混合料水稳定性的影响。

关键词：沥青混合料；粗集料；含泥量；水稳定性

在工程项目施工现场配置沥青混合料的过程中，检测技术人员需要逐一比对粗集料的各项技术参数，对粗集料的表面清洁度进行客观评估，从矿石料的开采、运输和破碎准备等工作环节入手，避免沥青混合料所用粗集料质量参差不齐。粗集料的含泥量在设计标准之内，才能重点体现沥青混合料的各项性能指标。

1 沥青混合料的水稳定性试验概述

在全面评估沥青混合料的各项性能指标过程中，高温稳定性、水稳定性以及抗滑性抗裂性都是非常关键，其中针对水稳定性能的试验方法主要有浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和粘附性试验等形式[1]。浸水马歇尔试验的应用需要重点评测沥青混合料的残留稳定度，并通过设置规范化试验分析条件和对照试验组，合理设置粗集料的质量占比等数据参数，在水浴保温条件下，客观评估混合料的残留稳定性是否符合工程技术应用需求。冻融劈裂试验，需要对沥青混合料的试件进行合理分类，并以冻融循环方式集中处理沥青混合料，模拟沥青混合料在具体工程应用场景中的低温极限条件，客观评估沥青混合料中部分原材料在特定环境条件下是否具备较强的稳定性。不同级配范围下的沥青混合料，在具体工程技术条件中的水稳定性能表现存在一定差异，因此还需要及时开展粘附性试验等检测工作，客观分析沥青与集料之间的粘附性指标是否符合工程技术应用标准，在稳定恒定的试验空间中对沥青与集料的剥离百分率进行对比分析[2]。

2 粗集料含泥量带来的水稳定性影响

2.1 稳定度

在不同规格的沥青混合料试件中，粗集料对应的含泥量参数存在一定差异，因此需要通过对照分组试验等具体形式，集中测试不同粗集料含泥量比例与稳定度指标的关联性。但是在测试粗集料含泥量与沥青混合料稳定度指标的关联关系过程中，需要预先设置粗集料的含泥量为1.0%，才能客观量化粗集料含泥量变化与稳定度变化之间的关系[3]，粗集料含泥量分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%。在粗集料含泥量超过3.5%之后，沥青混合料的稳定度呈现下降趋势，1.0%以及1.5%含泥量的粗集料，其对应的稳定度测试结果超过预估值，因此可以将粗集料的含泥量控制在1.5%以内，维持沥青混合料各项力学性能指标基本不变。稳定度是评估沥青混合料各项力学性能的基础指标之一，能够客观表征粗细集料与沥青的粘附程度是否满足实际工程应用需求。

2.2 材料流动性

在客观评估沥青混合料各项性能指标的过程中，原材料的流动性和耐久性指标非常容易被检测人员所忽略，其中需要客观评测粗集料质量分数占比、含泥量与混合料性能之间的关联性。检测人员可以在试件凝结之后运用流动装置进行全面检测，通过多次对照试验，粗集料含泥量分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%。粗集料含泥量为1.0%和1.5%的试验组，在添加到沥青混合料之后，其流动性能基本达标。粗集料含泥量高于3.5%的试验组，对沥青混合料的整体流动性能产生了显著影响，但是需要借助于更加精密的试验仪器设备和工具，确定最佳含泥量配比等数据参数。

2.3 材料耐久性

在全面评估沥青混合料各项性能指标的过程中，材料耐久性会直接影响工程施工现场验收质量以及施工技术方案规范性。但是在试验分析材料耐久性能的过程中，需要对不同粗集料含泥量控制在多个组别之中，并合理运用高精密的检测仪器设备，对试验组的沥青混合料材料耐久性与标准进行对比分析，粗集料含泥量分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%。其中粗集料含泥量在1.5%之下的试验组，其沥青混合料的耐久性指标超出技术标准，能够满足工程常规应用要求。粗集料含泥量等参数的增加，会对沥青混合料材料的耐久性产生负面影响，但是需要通过多次试验，最终确定最佳粗集料含泥量比例和级配范围。

2.4 抗剪强度

在量化评估沥青混合料各项性能指标的过程中，抗压强度和抗剪强度等指标同等重要，但是需要通过较为复杂的试验分析流程，运用相应的检测设备对试件的抗剪强度进行全面检测，并需要将试验环境温度和材料加载速度等试验参数控制在标准范围之内，粗集料含泥量分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%。沥青混合料的抗剪强度指标，在粗集料含泥量超出3.5%之后显著下降，其变化趋势非常明显，可以将粗集料含泥量1.5%试验组的抗剪强度检测结果作为分界线，低于1.5%含泥量的粗集料，其抗剪强度指标高于设计规范。粗集料含泥量会对沥青混合料的抗剪强度性能产生抑制效应，但是需要再次通过同样试验分析流程，确定最佳粗集料含泥量占比。

2.5 沥青黏附性

沥青混合料在具体工程项目中的质量评估标准并不完全一致，因此需要对比分析不同粗集料含泥量是否与沥青黏附性能存在关联性，可以运用水浸法进行对比试验分析，但是需要严格控制恒温水槽的温度、高温加热时间和温度、恒温持续时间等试验参数。在对比不同粗集料含泥量的试验组数据结果过程中，检测人员需要对临界线上的粗集料含泥量进行重点量化分析，粗集料含泥量的五个试验组分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%，以2.5%含泥量为分界线，在设定加热条件之后，沥青混合料试件的黏附性能显著下降。若以1.5%含泥量试验组为分界线，则低于1.5%含泥量的两个试验组，沥青混合料的试件普遍呈现出符合标准的黏附性能。

图1 不同含泥量沥青与集料的黏附性

2.6 抗冻性能

在对沥青混合料的各项力学性能指标进行全面评测的过程中，低温条件下的冻融劈裂试验非常关键，需要客观表征不同粗集料含泥量条件下沥青混合料试件的抗冻性能是否呈现明显的上升或者下降趋势。检测人员需要合理运用水浸法进行抗冻性能试验分析，但是需要对常温状态、压强、持续时间、真空状态持续时间长度、冷冻时间和保温处理时间等试验参数进行统一设置，避免影响到沥青混合料在正式环境条件下的抗冻劈裂强度指标稳定性。粗集料含泥量分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%，沥青混合材料中粗集料含量越高，其抗裂性能越差，但是最佳的级配数值还需要利用其他试验来校验。

2.7 水稳定性

在较为复杂的工程应用场合中，沥青混合料的各项性能指标会直接限制其耐久性和使用年限，其中水稳定性指标非常关键，需要运用规范化的水浸法进行标准马歇尔试验，并通过残留稳定度指标客观评估粗集料含泥量与沥青混合料水稳定性能的量化关系。粗集料含泥量分别为1.0%、1.5%、2.5%、3.5%、6.0%。对于含泥量超过3.5%的混合料试件，其水稳定性不能满足实际应用需求，但是需要对含泥量较低的沥青混合料试件进行多次试验验证，确定其最佳配比数值，还可以通过无损质量检测技术方法，对特定温度和环境影响条件下的沥青混合料试件进行水稳定性测试。粗集料的含泥量参数，与沥青混合料水稳定性能相关，因此在超出最佳含泥量比例之后，沥青混合料在冻融循环的60℃试验条件之下，其内部分子结构更趋于不稳定，粗集料与沥青材料的浸泡分离空隙率会显著增加。

3 提高沥青混合料水稳定性的措施

3.1 做好原材料筛选工作

检测人员需要做好沥青混合料各类原材料的筛选工作，并严格核对原材料供应商的材料清单，并确定部分原材料的实际使用标准，避免部分材料在进场之后很快失效成为残次品。为逐步提高沥青混合料的水稳定性能，做好原材料筛选工作是有效节约材料采购成本的关键，需要对粗细集料、矿粉、沥青等原材料进行全面的进厂质量检测，并确定原材料级配范围是否满足工程设计标准。在对各批次粗细集料进行质量检测之前，还需要对其颗粒表面附着的泥土进行集中清除，避免其影响沥青混合料的水稳定性能和其他力学性能指标。

3.2 优化沥青混合料比例

在工程现场生产沥青混合料的过程中，需要以优化级配范围、配合比设计方案为主要工作目标，保障混合料在具体工程技术应用场合中的水稳定性能满足相关规范具体要求。不论是抗压强度还是抗剪强度等力学指标，都会对粗集料的含泥量产生一定外部限制条件，因此优化沥青混合料的配比非常关键，检测人员可以运用信息管理系统、多维度数据模型，对现有的试验数据进行汇总分析。根据工程项目现场的实际情况，需要对料场的原材料拌合比例进行动态化调整，逐步提升级配、配合比设计方案的实际优化效果，保证沥青混合料实际应用质量的稳定性。

3.3 加强拌和过程控制

在对粗集料含泥量进行现场控制的过程中，沥青混合料的拌和过程控制工作非常关键，需要对各类原材料的同批次添加比例进行精准测算，综合判断拌和作业温度合持续时间长度是否影响沥青混合料的各项性能指标。但是在拌和粗细集料之前，还需要对其进行全面的外观形态检测和质量检测，避免部分原材料各项理化性质在特定技术条件下产生显著变化。

3.4 合理选择外掺料

在对沥青混合料进行生产和应用过程中，部分外掺料的灵活选用非常关键，可以直接影响外掺料与原材料的实际应用质量。常见的沥青混合料外掺料有抗车辙剂、木质纤维等，可以根据工程项目施工现场的实际情况拌和添加。合理选择外掺料，还需要建立在规范化、标准化的沥青混合料性能试验测试项目基础之上，并确保沥青混合料的水稳定性符合工程设计标准，对粗集料的含泥量和其他影响因素进行严格控制。

结束语

综上所述，在全面检测沥青混合料各项性能指标的过程中，粗集料的含泥量会对混合料的水稳定性能产生一定影响，需要通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、黏附性试验等多种形式，客观评测粗集料含泥量的最佳控制范围。较低的粗集料含泥量比例，其沥青混合料试件在多种试验条件下均能保持较为稳定的状态，但是超出1.5%含泥量比例之后，其水稳定性能显著下降。

参考文献

[1]李渠源,梁乃兴,杨卓林,曾晟.不同类型温拌沥青混合料长期性能研究[J].中外公路,2022,42(05):189-193.

[2]李磊.沥青与集料黏附性对沥青混合料疲劳性能的影响研究[J].市政技术,2022,40(12):212-216+225.

[3]邓国民.SBS与粗集料干拌对沥青混合料性能影响研究[J].公路,2022,67(12):358-361.