變廢為寶：剝離石粉在瀝青混凝土中的創(chuàng)新利用與性能優(yōu)化研究一、緒論1.1研究背景與意義1.1.1研究背景隨著現(xiàn)代交通事業(yè)的飛速發(fā)展，道路建設的規(guī)模和速度不斷提升。瀝青混凝土作為道路工程中最為常用的建筑材料之一，其性能優(yōu)劣直接關系到道路的質(zhì)量、使用壽命以及行車的安全性與舒適性。瀝青混凝土憑借其良好的柔韌性、抗滑性、降噪性和施工便捷性等特點，被廣泛應用于高速公路、城市道路、機場跑道等各類交通基礎設施的建設中。在道路建設領域，瀝青混凝土的使用量持續(xù)增長，對其性能和質(zhì)量的要求也日益嚴格。在石料的開采和加工過程中，會產(chǎn)生大量的剝離石粉。這些剝離石粉主要是在開采過程中從巖石表面剝離下來的細顆粒物質(zhì)，以及在破碎、篩分等加工環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的粒徑較小的石粉。隨著石料加工行業(yè)的發(fā)展，剝離石粉的產(chǎn)量逐年增加。大量剝離石粉的產(chǎn)生不僅占用了大量的土地資源用于堆放，還對周邊環(huán)境造成了嚴重的污染。石粉的隨意堆放容易引發(fā)揚塵問題，隨風飄散的石粉會增加空氣中的顆粒物濃度，危害人體健康，同時也會影響周邊植被的生長，破壞生態(tài)平衡。此外，石粉若隨雨水沖刷進入水體，還可能導致水體渾濁，影響水質(zhì)，對水生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。從資源角度來看，剝離石粉實際上是一種潛在的資源。傳統(tǒng)觀念中，這些石粉往往被視為廢棄物，未得到充分的重視和合理利用，造成了資源的極大浪費。在資源日益緊張的今天，如何有效利用這些剝離石粉，實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，成為了亟待解決的問題。1.1.2研究意義本研究旨在探索剝離石粉在瀝青混凝土中的有效利用途徑，這對于環(huán)境保護、資源節(jié)約以及瀝青混凝土性能提升等方面都具有重要意義。從環(huán)境保護角度而言，大量剝離石粉的隨意堆放和處置給環(huán)境帶來了沉重負擔。通過將剝離石粉應用于瀝青混凝土中，可以顯著減少石粉的堆積量，降低揚塵和水土流失等環(huán)境問題的發(fā)生概率。這不僅有助于改善周邊的空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境，還能減少對土地資源的占用，保護自然生態(tài)平衡，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的良性互動。在資源節(jié)約方面，合理利用剝離石粉能夠減少對天然砂和傳統(tǒng)礦粉等資源的依賴。天然砂資源屬于不可再生資源，過度開采會導致資源短缺和生態(tài)破壞。而將剝離石粉進行再利用，相當于開辟了一種新的資源來源，提高了資源的利用率，有助于緩解資源緊張的局面，保障道路建設行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在提升瀝青混凝土性能方面，剝離石粉的摻入可能會對瀝青混凝土的性能產(chǎn)生積極影響。石粉的顆粒細小，比表面積較大，能夠填充瀝青混凝土中的空隙，增強顆粒之間的粘結力，從而改善瀝青混凝土的物理力學性能。例如，可能提高瀝青混凝土的強度、穩(wěn)定性、耐久性等性能指標，使其能夠更好地適應不同的交通荷載和環(huán)境條件，延長道路的使用壽命，降低道路維護成本，提高道路的服務質(zhì)量。1.2石粉與瀝青混凝土概述1.2.1剝離石粉特性剝離石粉主要來源于石料開采和加工過程。在開采階段，為獲取所需的石料，需要將覆蓋在其表面的巖石、土壤等雜質(zhì)剝離，這些剝離物經(jīng)過進一步破碎、篩分等加工處理后，就產(chǎn)生了剝離石粉。在石料加工場，從山上開采下來的大塊石料，經(jīng)過破碎機、制砂機等設備的多次破碎和篩分，最終形成不同規(guī)格的石料產(chǎn)品，在這個過程中，粒徑小于一定尺寸（通常為0.075mm）的顆粒就成為了剝離石粉。從成分上看，剝離石粉的化學組成主要取決于其母巖的成分。如果母巖是石灰?guī)r，那么剝離石粉的主要成分就是碳酸鈣（CaCO?）；若母巖為花崗巖，其成分則較為復雜，除了二氧化硅（SiO?）外，還含有長石、云母等礦物成分。剝離石粉中還可能含有一些微量元素和雜質(zhì)，如鐵、鋁、鎂等的氧化物，以及黏土礦物等，這些成分會對其性能產(chǎn)生一定影響。在物理性質(zhì)方面，剝離石粉通常呈現(xiàn)出細粉狀，顏色因母巖種類而異，常見的有灰白色、淺黃色、淡紅色等。其顆粒粒徑一般較小，多集中在0.075mm以下，比表面積較大，這使得它具有較強的吸附能力。相關研究表明，石灰?guī)r來源的剝離石粉比表面積可達300-500m2/kg。較大的比表面積使得石粉在與瀝青等材料混合時，能夠提供更多的接觸面積，從而增強界面的粘結力。但同時，比表面積過大也可能導致石粉在儲存和運輸過程中容易團聚，影響其使用性能。剝離石粉的密度也與母巖相關，一般在2.6-2.8g/cm3之間。堆積密度則相對較小，約為1.3-1.5g/cm3。這些物理性質(zhì)參數(shù)對于其在瀝青混凝土中的應用有著重要意義，例如密度和堆積密度會影響石粉在瀝青混凝土中的填充效果和配合比設計。在化學性質(zhì)上，剝離石粉的酸堿度會對瀝青混凝土的性能產(chǎn)生影響。以碳酸鈣為主要成分的石灰?guī)r剝離石粉呈堿性，能夠與瀝青中的酸性物質(zhì)發(fā)生化學反應，增強瀝青與石料之間的粘附性，提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性。而某些酸性母巖產(chǎn)生的剝離石粉，可能會對瀝青與石料的粘附產(chǎn)生不利影響。此外，石粉中的活性成分含量也會影響其與瀝青的相互作用，例如含有一定量活性二氧化硅的石粉，可能會在一定程度上參與瀝青的老化過程，影響瀝青混凝土的耐久性。1.2.2瀝青混凝土組成與性能瀝青混凝土是一種復合材料，主要由瀝青、粗集料、細集料、礦粉和其他添加劑組成。各組成部分在瀝青混凝土中發(fā)揮著不同的作用。瀝青是瀝青混凝土中的膠結材料，它包裹在集料表面，將集料粘結在一起，形成具有一定強度和穩(wěn)定性的整體。瀝青的性能對瀝青混凝土的性能起著關鍵作用，其主要性能指標包括針入度、軟化點、延度等。針入度反映瀝青的稠度，針入度越小，瀝青越稠硬；軟化點表示瀝青的耐熱性能，軟化點越高，瀝青在高溫下的穩(wěn)定性越好；延度則體現(xiàn)瀝青的塑性，延度越大，瀝青的柔韌性和抗變形能力越強。在高溫環(huán)境下，瀝青的粘度會降低，如果軟化點較低，瀝青混凝土容易出現(xiàn)車轍等病害；而在低溫環(huán)境下，瀝青的脆性增加，若延度不足，瀝青混凝土容易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。粗集料是指粒徑大于2.36mm的礦質(zhì)顆粒，如碎石、破碎礫石等。它在瀝青混凝土中主要起骨架作用，通過顆粒之間的嵌擠和鎖結，提供抵抗車輛荷載和變形的能力，保證瀝青混凝土的強度和穩(wěn)定性。粗集料的質(zhì)量要求包括石質(zhì)堅硬、表面粗糙、形狀接近立方體且針片狀含量少等。表面粗糙的粗集料能夠增加與瀝青的粘附面積，提高界面粘結力；而針片狀含量過高的粗集料，在受力時容易折斷，降低瀝青混凝土的強度。在道路承受車輛荷載時，粗集料之間的嵌擠結構能夠有效地分散荷載，防止瀝青混凝土產(chǎn)生過大的變形。細集料是指粒徑小于2.36mm的礦質(zhì)顆粒，如天然砂、機制砂等。它填充在粗集料之間的空隙中，使瀝青混凝土的結構更加密實，同時也參與瀝青混凝土的受力過程，對提高瀝青混凝土的強度和穩(wěn)定性有一定作用。細集料的顆粒形狀、級配和潔凈程度對瀝青混凝土的性能有較大影響。級配良好的細集料能夠填充粗集料之間的空隙，形成緊密的堆積結構，提高瀝青混凝土的密實度和強度；而含泥量過高的細集料會降低瀝青與集料的粘附性，影響瀝青混凝土的水穩(wěn)定性。礦粉是粒徑小于0.075mm的礦物質(zhì)粉末，通常由石灰?guī)r等堿性石料磨細而成。礦粉在瀝青混凝土中主要起填充和吸附瀝青的作用，它能夠填充集料之間的微小空隙，增加瀝青混凝土的密實度，同時與瀝青形成瀝青-礦粉膠體結構，提高瀝青的粘度和粘結力，從而增強瀝青混凝土的強度和耐久性。礦粉的比表面積、親水系數(shù)等指標對其性能有重要影響，比表面積越大，礦粉與瀝青的接觸面積越大，形成的膠體結構越穩(wěn)定；親水系數(shù)小的礦粉，能夠更好地與瀝青結合，提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性。除了上述主要組成材料外，瀝青混凝土中有時還會添加一些外加劑，如抗剝落劑、纖維等?？箘兟鋭┯糜谔岣邽r青與集料的粘附性，防止瀝青混凝土在水的作用下發(fā)生剝落破壞；纖維則可以增強瀝青混凝土的韌性和抗疲勞性能，提高其抵抗裂縫擴展的能力。在多雨地區(qū)的道路建設中，添加抗剝落劑能夠有效提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性，減少路面水損害的發(fā)生；而在機場跑道等承受頻繁重復荷載的工程中，添加纖維可以顯著提高瀝青混凝土的抗疲勞性能，延長其使用壽命。瀝青混凝土的性能要求主要包括力學性能、路用性能和耐久性等方面。力學性能方面，瀝青混凝土需要具備足夠的強度和剛度，以承受車輛荷載的作用。常見的力學性能指標有馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強度、抗壓強度等。馬歇爾穩(wěn)定度是指瀝青混合料在標準試驗條件下，達到最大破壞荷載時的荷載值，它反映了瀝青混凝土抵抗變形和破壞的能力；劈裂強度用于衡量瀝青混凝土在間接拉伸作用下的抗拉能力；抗壓強度則體現(xiàn)了瀝青混凝土在軸向壓力作用下的承載能力。路用性能是瀝青混凝土性能的重要方面，主要包括高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗滑性能等。高溫穩(wěn)定性是指瀝青混凝土在高溫環(huán)境下抵抗車轍、推移等變形的能力，常用動穩(wěn)定度等指標來評價。動穩(wěn)定度越大，表明瀝青混凝土在高溫下的抗變形能力越強。在夏季高溫時，道路表面溫度可達50-60℃，如果瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性不足，路面就容易出現(xiàn)車轍，影響行車安全和舒適性。低溫抗裂性是指瀝青混凝土在低溫環(huán)境下抵抗開裂的能力，一般通過低溫彎曲試驗、凍融劈裂試驗等方法來評估。在寒冷地區(qū)，冬季氣溫較低，瀝青混凝土容易因溫度收縮而產(chǎn)生裂縫，良好的低溫抗裂性能能夠減少裂縫的產(chǎn)生，延長道路的使用壽命。抗滑性能則關系到行車的安全性，它主要取決于瀝青混凝土路面的構造深度和摩擦系數(shù)，粗糙的路面構造和較大的摩擦系數(shù)能夠提供更好的抗滑性能，防止車輛在行駛過程中打滑。耐久性是指瀝青混凝土在長期使用過程中，抵抗各種環(huán)境因素作用，保持其性能穩(wěn)定的能力。影響瀝青混凝土耐久性的因素主要有瀝青的老化、水損害、疲勞等。瀝青在陽光、氧氣、溫度等因素的作用下會逐漸老化，導致其性能劣化，使瀝青混凝土的強度和柔韌性下降；水損害是指瀝青混凝土在水的長期作用下，瀝青與集料的粘附性降低，導致路面出現(xiàn)松散、坑槽等病害；疲勞則是由于車輛荷載的反復作用，使瀝青混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，隨著裂縫的不斷擴展，最終導致路面破壞。提高瀝青混凝土的耐久性，可以通過選擇優(yōu)質(zhì)的原材料、合理設計配合比以及采取有效的施工和養(yǎng)護措施來實現(xiàn)。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國外研究進展國外對于剝離石粉在瀝青混凝土中的應用研究起步較早，在理論研究和工程實踐方面都取得了一定成果。在理論研究方面，部分學者深入探究了剝離石粉與瀝青之間的相互作用機理。研究發(fā)現(xiàn)，石粉的化學成分和表面性質(zhì)對其與瀝青的粘附性有著顯著影響。當石粉中含有較多的堿性成分時，能夠與瀝青中的酸性物質(zhì)發(fā)生化學反應，形成化學鍵，從而增強二者之間的粘附力。美國的相關研究通過紅外光譜分析等手段，揭示了石粉與瀝青之間的化學吸附過程，發(fā)現(xiàn)石粉表面的活性位點能夠與瀝青中的某些官能團發(fā)生反應，形成穩(wěn)定的結構，提高了瀝青-石粉體系的穩(wěn)定性。在技術方法上，國外研發(fā)了多種將剝離石粉應用于瀝青混凝土的技術。德國采用特殊的攪拌工藝，先將石粉與部分瀝青進行預混，使石粉充分吸附瀝青，形成均勻的混合物，然后再與其他集料混合攪拌，制備出性能優(yōu)良的瀝青混凝土。這種工藝能夠有效提高石粉在瀝青混凝土中的分散性和均勻性，充分發(fā)揮石粉的增強作用。日本則注重石粉的粒徑控制和級配優(yōu)化，通過精確控制石粉的顆粒大小和級配組成，使其與其他集料形成良好的嵌擠和填充結構，從而提高瀝青混凝土的力學性能和路用性能。在一些道路工程中，通過合理調(diào)整石粉的級配，使得瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性都得到了明顯改善。在工程實踐方面，許多國家已經(jīng)將剝離石粉應用于實際道路建設中。美國在一些州的道路項目中，使用剝離石粉替代部分傳統(tǒng)礦粉，經(jīng)過長期的使用監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，使用剝離石粉的瀝青混凝土路面在耐久性和抗滑性能方面表現(xiàn)良好，能夠滿足道路的使用要求。澳大利亞在機場跑道的建設中，嘗試使用剝離石粉，結果表明，添加剝離石粉的瀝青混凝土能夠承受飛機頻繁的起降荷載，具有較高的強度和穩(wěn)定性，延長了跑道的使用壽命。1.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對于剝離石粉在瀝青混凝土中的應用研究也在不斷發(fā)展。在理論研究方面，國內(nèi)學者對剝離石粉對瀝青混凝土性能的影響進行了多方面的研究。研究表明，適量的剝離石粉能夠填充瀝青混凝土中的空隙，提高其密實度，從而增強瀝青混凝土的強度和穩(wěn)定性。通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，當剝離石粉的摻量在一定范圍內(nèi)時，瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強度等力學性能指標會隨著石粉摻量的增加而提高。然而，當石粉摻量過高時，會導致瀝青混凝土的和易性變差，工作性能下降。因為過多的石粉會吸收大量的瀝青，使得瀝青膜變薄，降低了瀝青與集料之間的粘結力，從而影響瀝青混凝土的性能。在應用現(xiàn)狀方面，一些地區(qū)已經(jīng)開始在道路工程中嘗試使用剝離石粉。在某些高速公路的建設中，將剝離石粉按照一定比例摻入瀝青混凝土中，經(jīng)過現(xiàn)場檢測和通車后的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)路面的使用性能得到了一定程度的改善。在一些城市道路的翻修工程中，也采用了剝離石粉替代部分礦粉的方案，取得了較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。通過使用剝離石粉，減少了對天然礦粉的開采，降低了工程成本，同時減少了石粉的堆積對環(huán)境的污染。然而，國內(nèi)在剝離石粉應用于瀝青混凝土的研究和實踐中仍存在一些問題。一方面，對于剝離石粉的質(zhì)量控制標準還不夠完善，不同來源的剝離石粉質(zhì)量差異較大，缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量評價指標和檢測方法，這給其在瀝青混凝土中的應用帶來了一定困難。一些地區(qū)的剝離石粉中雜質(zhì)含量較高，如黏土、有機物等，這些雜質(zhì)會影響石粉與瀝青的粘附性，降低瀝青混凝土的性能。另一方面，對于剝離石粉在瀝青混凝土中的最佳摻量和配合比設計，還缺乏系統(tǒng)深入的研究。目前的研究大多是基于特定的原材料和試驗條件，缺乏通用性和普適性，難以形成一套成熟的設計方法和技術規(guī)范。不同地區(qū)的石料性質(zhì)、氣候條件等因素差異較大，需要進一步研究如何根據(jù)實際情況確定剝離石粉的最佳應用方案，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，提高瀝青混凝土的性能。1.4研究內(nèi)容與方法1.4.1研究內(nèi)容本研究主要圍繞剝離石粉在瀝青混凝土中的應用展開，具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：剝離石粉對瀝青混凝土性能的影響：通過一系列室內(nèi)試驗，全面研究不同摻量的剝離石粉對瀝青混凝土力學性能、路用性能和耐久性的影響。在力學性能方面，重點測試瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強度、抗壓強度等指標，分析剝離石粉摻量變化對這些力學性能指標的影響規(guī)律。在路用性能方面，研究高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗滑性能等，采用車轍試驗評價高溫穩(wěn)定性，通過低溫彎曲試驗評估低溫抗裂性，利用擺式摩擦儀測定抗滑性能，探究剝離石粉對瀝青混凝土在不同溫度和行車條件下使用性能的影響。耐久性方面，通過模擬瀝青的老化過程、水損害以及疲勞加載等試驗，研究剝離石粉對瀝青混凝土抵抗老化、水損害和疲勞破壞能力的影響。確定剝離石粉在瀝青混凝土中的最佳摻量：基于上述性能試驗結果，綜合考慮瀝青混凝土的各項性能要求，運用數(shù)學分析方法和優(yōu)化算法，確定剝離石粉在瀝青混凝土中的最佳摻量。在確定最佳摻量時，不僅要考慮剝離石粉對瀝青混凝土性能的提升作用，還要兼顧生產(chǎn)成本和施工工藝的可行性。通過經(jīng)濟分析，評估不同摻量下的材料成本，確保在滿足性能要求的前提下，實現(xiàn)成本的最優(yōu)化。同時，考慮施工過程中材料的易操作性和穩(wěn)定性，確保最佳摻量在實際施工中能夠順利應用。剝離石粉在瀝青混凝土中的應用工藝研究：探索適用于剝離石粉的瀝青混凝土生產(chǎn)和施工工藝。在生產(chǎn)工藝方面，研究不同的攪拌方式和攪拌時間對剝離石粉在瀝青混凝土中分散均勻性的影響，通過優(yōu)化攪拌工藝，提高石粉與瀝青、集料之間的粘結效果。例如，采用先將石粉與部分瀝青預混，再與其他集料混合攪拌的工藝，或者調(diào)整攪拌速度和攪拌順序，以改善石粉的分散性。在施工工藝方面，研究攤鋪和碾壓工藝對瀝青混凝土性能的影響，確定最佳的攤鋪溫度、攤鋪厚度和碾壓次數(shù)等參數(shù)。根據(jù)不同的施工環(huán)境和工程要求，制定合理的施工工藝方案，確保瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。工程應用案例分析：選取實際道路工程作為依托，將研究成果應用于工程實踐中。對應用剝離石粉的瀝青混凝土路面進行施工過程監(jiān)控和質(zhì)量檢測，包括原材料質(zhì)量檢測、混合料配合比驗證、施工溫度控制、壓實度檢測等。在道路通車后，進行長期的跟蹤監(jiān)測，收集路面的使用性能數(shù)據(jù)，如平整度、車轍深度、裂縫情況等。通過對工程應用案例的分析，驗證剝離石粉在瀝青混凝土中應用的可行性和有效性，總結工程應用中的經(jīng)驗和問題，為今后的工程實踐提供參考。1.4.2研究方法本研究將采用實驗研究、理論分析和案例分析相結合的方法，確保研究的全面性、科學性和實用性。實驗研究：這是本研究的主要方法之一。通過室內(nèi)實驗，對剝離石粉、瀝青、集料等原材料進行性能測試，獲取基礎數(shù)據(jù)。例如，使用篩分試驗測定石粉的顆粒級配，采用比表面積分析儀測定石粉的比表面積，通過針入度儀、軟化點儀和延度儀測試瀝青的三大指標等。根據(jù)相關標準和規(guī)范，設計不同剝離石粉摻量的瀝青混凝土配合比，進行馬歇爾試驗、車轍試驗、低溫彎曲試驗等，研究剝離石粉對瀝青混凝土性能的影響。在實驗過程中，嚴格控制實驗條件，確保實驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。理論分析：運用材料科學、物理化學等學科的理論知識，分析剝離石粉與瀝青、集料之間的相互作用機理。從微觀角度探討石粉的化學成分、表面性質(zhì)對其與瀝青粘附性的影響，以及石粉在瀝青混凝土中填充和增強的原理。利用數(shù)理統(tǒng)計方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理，建立剝離石粉摻量與瀝青混凝土性能之間的數(shù)學模型，預測不同摻量下瀝青混凝土的性能變化趨勢。通過理論分析，深入理解剝離石粉在瀝青混凝土中的作用機制，為實驗研究提供理論指導。案例分析：選取實際道路工程案例，對應用剝離石粉的瀝青混凝土路面的設計、施工和使用情況進行詳細分析。收集工程中的相關資料，包括原材料選擇、配合比設計、施工工藝、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)等。通過對工程案例的分析，總結剝離石粉在實際應用中的成功經(jīng)驗和存在的問題，評估其在工程實踐中的可行性和經(jīng)濟效益。將工程案例分析結果與實驗研究和理論分析相結合，進一步完善剝離石粉在瀝青混凝土中的應用技術，為推廣應用提供實踐依據(jù)。二、剝離石粉與瀝青混凝土原材料特性2.1剝離石粉特性分析2.1.1石粉來源與成分本研究中的剝離石粉主要來源于[具體石料加工場名稱]的石料加工過程。該加工場主要對[母巖種類，如石灰?guī)r、花崗巖等]進行開采和加工，在加工環(huán)節(jié)中，通過破碎機、制砂機和篩分設備等，將大塊石料破碎成不同粒徑的產(chǎn)品，剝離石粉即為其中粒徑小于0.075mm的細顆粒部分。對剝離石粉的化學組成進行分析，采用X射線熒光光譜儀（XRF）進行測試。結果表明，其主要化學成分為[列出主要化學成分及其含量，例如：碳酸鈣（CaCO?）含量為[X]%，二氧化硅（SiO?）含量為[X]%，三氧化二鋁（Al?O?）含量為[X]%等]。其中，碳酸鈣是石灰?guī)r來源剝離石粉的主要成分，它在瀝青混凝土中能夠與瀝青發(fā)生一定的化學反應，增強瀝青與集料之間的粘附性。而二氧化硅等成分的存在，會影響石粉的硬度和化學穩(wěn)定性。若二氧化硅含量較高，石粉的硬度相對較大，在瀝青混凝土中可能會對其他材料的磨損產(chǎn)生一定影響。通過X射線衍射儀（XRD）對石粉的礦物成分進行分析，發(fā)現(xiàn)其主要礦物相為[列出主要礦物相，如方解石、石英等]。方解石是碳酸鈣的結晶形態(tài)，它的晶體結構和表面性質(zhì)對石粉與瀝青的相互作用有著重要影響。石英的硬度較高，其在石粉中的含量和分布情況會影響石粉的物理力學性能，進而影響瀝青混凝土的性能。此外，石粉中還可能含有少量的黏土礦物，如蒙脫石、伊利石等，這些黏土礦物的吸水性較強，會影響石粉的含水量和穩(wěn)定性，并且可能降低瀝青與石粉之間的粘附性，對瀝青混凝土的水穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。2.1.2物理性質(zhì)測試采用激光粒度分析儀對剝離石粉的顆粒大小進行測試。測試過程中，將石粉樣品分散在特定的分散介質(zhì)中，通過激光照射樣品，根據(jù)顆粒對激光的散射特性來確定顆粒的粒徑分布。測試結果顯示，剝離石粉的粒徑主要分布在[具體粒徑范圍，如0.01-0.075mm之間]，其中[粒徑區(qū)間，如0.03-0.05mm]的顆粒占比較大，約為[X]%。較小的粒徑使得石粉具有較大的比表面積，能夠更好地填充瀝青混凝土中的微小空隙，增強瀝青混凝土的密實度。但同時，粒徑過小也可能導致石粉在儲存和運輸過程中容易團聚，影響其在瀝青混凝土中的分散性。利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察剝離石粉的顆粒形狀。從SEM圖像中可以看出，石粉顆粒形狀不規(guī)則，多呈棱角狀和片狀。這種不規(guī)則的形狀使得石粉顆粒之間的相互嵌擠能力較強，在瀝青混凝土中能夠形成較為穩(wěn)定的結構。棱角狀的顆粒表面能夠增加與瀝青和集料的接觸面積，提高界面的粘結力。但片狀顆粒在受力時容易發(fā)生折斷，可能會降低瀝青混凝土的強度，因此需要控制石粉中片狀顆粒的含量。采用氮吸附法（BET法）測定剝離石粉的比表面積。該方法的原理是基于氣體在固體表面的吸附特性，通過測量不同相對壓力下氮氣在石粉表面的吸附量，利用BET方程計算出石粉的比表面積。測試結果表明，剝離石粉的比表面積為[具體數(shù)值，如450m2/kg]。較大的比表面積意味著石粉具有更強的吸附能力，能夠吸附更多的瀝青，形成穩(wěn)定的瀝青-石粉膠體結構，提高瀝青的粘度和粘結力。但比表面積過大也會導致石粉對瀝青的需求量增加，如果瀝青用量不足，會使瀝青膜變薄，降低瀝青與集料之間的粘結性能。對剝離石粉的密度進行測試，采用比重瓶法。將一定質(zhì)量的石粉裝入已知容積的比重瓶中，通過測量石粉和比重瓶的總質(zhì)量以及比重瓶的容積，計算出石粉的密度。經(jīng)測試，剝離石粉的密度為[具體數(shù)值，如2.7g/cm3]。密度是石粉的一個重要物理參數(shù)，它會影響石粉在瀝青混凝土中的填充效果和配合比設計。在設計瀝青混凝土配合比時，需要根據(jù)石粉的密度準確計算其用量，以保證瀝青混凝土的性能。2.2瀝青性能研究2.2.1瀝青種類與選擇常見的瀝青種類主要有煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青。煤焦瀝青是煉焦過程的副產(chǎn)品，是焦油蒸餾后殘留在蒸餾釜內(nèi)的黑色物質(zhì)。其成分中含有難揮發(fā)的蒽、菲、芘等物質(zhì)，具有一定毒性。煤焦瀝青對溫度變化較為敏感，冬季容易脆裂，夏季容易軟化，加熱時會產(chǎn)生特殊氣味，在道路工程中的應用受到一定限制。石油瀝青是原油蒸餾后的殘渣，根據(jù)提煉程度的不同，在常溫下呈現(xiàn)出液體、半固體或固體狀態(tài)。它顏色黑且有光澤，具有較高的感溫性。由于在生產(chǎn)過程中經(jīng)過高溫蒸餾，所含揮發(fā)成分較少，但仍可能存在對人體健康有害的高分子碳氫化合物。石油瀝青在道路建設中應用廣泛，根據(jù)針入度、軟化點等指標的不同，又可分為多個牌號，如70號瀝青、90號瀝青等。不同牌號的石油瀝青適用于不同的道路工程和氣候條件，例如70號瀝青適用于中等交通量的道路，其針入度范圍為60-80（0.1mm），軟化點一般在46℃以上；90號瀝青則適用于交通量較小的道路，針入度范圍為80-100（0.1mm），軟化點在45℃左右。天然瀝青是石油滲出地表后，經(jīng)過長期的暴露和蒸發(fā)形成的殘留物，通常儲藏在地下，形成礦層或堆積于地殼表面。它經(jīng)過天然蒸發(fā)、氧化，一般不含有毒素。天然瀝青的產(chǎn)量相對較少，在實際工程中的應用不如石油瀝青廣泛。在本研究中，選用[具體牌號的石油瀝青，如70號A級道路石油瀝青]。選擇該瀝青的依據(jù)主要有以下幾點：一是其性能能夠滿足道路工程的基本要求。70號A級道路石油瀝青具有適中的針入度和較高的軟化點，能夠在不同溫度條件下保持較好的性能穩(wěn)定性。在高溫環(huán)境下，它具有較好的抗變形能力，能夠有效抵抗車轍的產(chǎn)生；在低溫環(huán)境下，又具有一定的柔韌性，能夠減少裂縫的出現(xiàn)。二是考慮到本研究中剝離石粉的特性以及與瀝青的相容性。通過前期的預試驗發(fā)現(xiàn)，該瀝青與剝離石粉能夠較好地結合，形成穩(wěn)定的瀝青-石粉體系，有助于提高瀝青混凝土的性能。三是結合工程實際和成本因素。70號A級道路石油瀝青在市場上供應充足，價格相對穩(wěn)定，能夠滿足大規(guī)模工程應用的需求，同時也能在保證工程質(zhì)量的前提下，控制材料成本。2.2.2瀝青性能指標測試對選用的瀝青進行性能指標測試，主要包括針入度、軟化點和延度等指標的測試。針入度測試采用針入度儀，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0604-2011標準方法進行。在試驗過程中，將瀝青試樣在規(guī)定溫度（25℃）下恒溫一定時間，然后讓標準針在5s內(nèi)垂直貫入瀝青試樣，記錄針入度值，單位為0.1mm。經(jīng)測試，該瀝青的針入度為[X]（0.1mm），表明其稠度適中，能夠在常溫下保持較好的流動性和粘結性。針入度是瀝青的一項重要指標，它反映了瀝青的軟硬程度和粘稠度，對瀝青混凝土的施工和使用性能有重要影響。針入度較大的瀝青，其流動性較好，便于施工，但在高溫下可能容易產(chǎn)生變形；針入度較小的瀝青，雖然在高溫下穩(wěn)定性較好，但在低溫下可能會變脆，容易出現(xiàn)裂縫。軟化點測試使用環(huán)球法軟化點儀，依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0606-2011標準進行。試驗時，將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)中，在加熱介質(zhì)（如水或甘油）中以一定的升溫速率（5℃/min）加熱，當瀝青軟化下垂至規(guī)定距離（25.4mm）時的溫度即為軟化點。經(jīng)測試，該瀝青的軟化點為[X]℃，說明其具有較好的耐熱性能。軟化點是衡量瀝青高溫穩(wěn)定性的重要指標，軟化點越高，瀝青在高溫下的抗變形能力越強，越不容易出現(xiàn)軟化、流淌等現(xiàn)象。在夏季高溫時，道路表面溫度較高，如果瀝青的軟化點不足，瀝青混凝土路面就容易出現(xiàn)車轍等病害。延度測試采用延度儀，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0605-2011標準方法開展。將瀝青試樣制成規(guī)定形狀的試件，在規(guī)定溫度（通常為15℃或25℃）下，以一定的拉伸速度（5cm/min）進行拉伸，記錄試件拉伸斷裂時的長度，單位為cm。本研究中在15℃下測試，該瀝青的延度為[X]cm，表明其具有較好的塑性和柔韌性。延度反映了瀝青的拉伸性能和抗變形能力，延度越大，瀝青在受到外力拉伸時越不容易斷裂，能夠更好地適應路面的變形。在道路使用過程中，路面會受到車輛荷載、溫度變化等因素的影響而產(chǎn)生變形，具有較大延度的瀝青能夠使瀝青混凝土更好地承受這些變形，減少裂縫的產(chǎn)生。通過對瀝青性能指標的測試分析可知，選用的[具體牌號的石油瀝青]各項性能指標滿足道路工程的要求，為后續(xù)研究剝離石粉在瀝青混凝土中的應用提供了合適的瀝青材料。2.3集料特性研究2.3.1粗集料性能本研究中選用的粗集料為[具體產(chǎn)地和規(guī)格的碎石，如[產(chǎn)地名稱]5-20mm石灰?guī)r碎石]。粗集料的顆粒形狀對瀝青混凝土的性能有著顯著影響。通過圖像分析法對粗集料的顆粒形狀進行研究，使用圖像采集設備獲取粗集料的圖像，然后利用專業(yè)的圖像處理軟件進行分析，計算出顆粒的形狀參數(shù)，如扁平度、棱角性等。分析結果表明，該粗集料的扁平顆粒含量較低，約為[X]%，符合相關規(guī)范要求。扁平顆粒在瀝青混凝土中容易在受力時發(fā)生折斷，降低瀝青混凝土的強度，因此較低的扁平顆粒含量有利于提高瀝青混凝土的力學性能。同時，粗集料的棱角性較好，平均棱角性指數(shù)為[X]，這使得粗集料之間的嵌擠能力較強，能夠形成穩(wěn)定的骨架結構，增強瀝青混凝土的抵抗變形能力。對粗集料的級配進行篩分試驗，依據(jù)《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）中的T0302-2005標準方法。試驗使用一套標準篩，包括篩孔尺寸為26.5mm、19.0mm、16.0mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm等的篩子。將一定質(zhì)量的粗集料樣品放入篩中，按照規(guī)定的篩分程序進行篩分，通過篩分后各級篩上的篩余量計算出各級篩孔的通過率。試驗結果顯示，該粗集料的級配曲線在規(guī)范要求的級配范圍之內(nèi)，且接近中值。良好的級配能夠使粗集料之間相互填充，形成緊密的堆積結構，提高瀝青混凝土的密實度和強度。若級配不合理，可能導致粗集料之間的空隙過大或過小，過大的空隙會降低瀝青混凝土的強度和穩(wěn)定性，過小的空隙則可能使瀝青混凝土的和易性變差，影響施工質(zhì)量。粗集料的壓碎值是衡量其力學性能的重要指標，它反映了粗集料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力。采用《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）中的T0316-2005標準方法進行壓碎值試驗。試驗時，將一定粒徑（9.5-13.2mm）的粗集料裝入規(guī)定尺寸的試模中，分3次裝料，每次用金屬棒搗實25次，使粗集料達到規(guī)定的密實度。然后將試模放在壓力機上，在10min內(nèi)均勻加載至400kN，立即卸荷。卸荷后，用2.36mm的標準篩對壓碎后的集料進行篩分，通過計算篩下顆粒的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的百分比，得到粗集料的壓碎值。經(jīng)測試，該粗集料的壓碎值為[X]%，表明其具有較好的抗壓碎能力。較低的壓碎值意味著粗集料在道路使用過程中能夠更好地抵抗車輛荷載的作用，不易被壓碎，從而保證瀝青混凝土路面的強度和穩(wěn)定性。在交通量較大、重載車輛較多的道路上，對粗集料的壓碎值要求更為嚴格，需要選擇壓碎值更低的粗集料，以確保路面的使用壽命。2.3.2細集料性能本研究采用的細集料為[具體產(chǎn)地和種類的細集料，如[產(chǎn)地名稱]機制砂]。細集料的細度模數(shù)是衡量其粗細程度的重要指標，它對瀝青混凝土的和易性、強度等性能有較大影響。通過篩分試驗測定細集料的細度模數(shù)，依據(jù)《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）中的T0327-2005標準方法。試驗使用篩孔尺寸為4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm、0.075mm的標準篩。將一定質(zhì)量的細集料樣品進行篩分，記錄各級篩上的篩余量，通過公式計算出細度模數(shù)。經(jīng)計算，該機制砂的細度模數(shù)為[X]，屬于[具體的細度模數(shù)范圍，如中砂范圍]。細度模數(shù)適中的細集料能夠使瀝青混凝土具有良好的和易性，便于施工操作。若細度模數(shù)過大，細集料顆粒較粗，會導致瀝青混凝土的空隙率增大，強度降低；若細度模數(shù)過小，細集料顆粒過細，會使瀝青混凝土的需水量增加，和易性變差，同時可能導致收縮開裂等問題。細集料的含泥量是影響瀝青混凝土性能的關鍵因素之一，含泥量過高會降低瀝青與集料的粘附性，影響瀝青混凝土的水穩(wěn)定性。采用《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）中的T0333-2005標準方法進行含泥量測試。試驗時，將一定質(zhì)量的細集料樣品放入盛有適量水的容器中，充分攪拌，使泥土與集料分離。然后通過篩洗的方式，將泥土從細集料中去除，烘干后稱取剩余集料的質(zhì)量，通過計算質(zhì)量損失來確定含泥量。經(jīng)測試，該機制砂的含泥量為[X]%，符合相關規(guī)范要求。較低的含泥量能夠保證瀝青與細集料之間有良好的粘附性，提高瀝青混凝土在水作用下的穩(wěn)定性。在潮濕環(huán)境下，含泥量過高的瀝青混凝土容易出現(xiàn)剝落、松散等病害，降低路面的使用壽命。細集料的棱角性反映了其顆粒表面的粗糙程度和形狀的不規(guī)則性，對瀝青混凝土的內(nèi)摩阻角和抗滑性能有重要影響。采用流動時間法測定細集料的棱角性，依據(jù)《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）中的T0345-2005標準方法。試驗使用專用的棱角性測定儀，將一定質(zhì)量的細集料樣品倒入儀器的漏斗中，測量細集料從漏斗中流出的時間。通過流出時間與標準值的比較，得到細集料的棱角性指標。經(jīng)測試，該機制砂的棱角性較好，流動時間為[X]s，表明其顆粒表面粗糙，形狀不規(guī)則。良好的棱角性能夠增加細集料之間的摩擦力和嵌擠力，提高瀝青混凝土的內(nèi)摩阻角，從而增強瀝青混凝土的抗滑性能。在道路行車過程中，良好的抗滑性能能夠確保車輛行駛的安全性，減少交通事故的發(fā)生。三、剝離石粉在瀝青混凝土中的配比設計3.1瀝青混凝土配合比設計方法3.1.1傳統(tǒng)配合比設計傳統(tǒng)的瀝青混凝土配合比設計方法中，馬歇爾設計方法應用較為廣泛。該方法由美國密西西比州公路局的BruceMarshell提出，后經(jīng)美國陸軍工程兵團改進和完善，基本原理是基于體積設計法。其核心在于通過分析瀝青結合料與集料成分的體積比例，來確定瀝青混合料各組成材料的最佳比例，最終達到滿足瀝青混凝土各項體積指標和性能要求的目的。馬歇爾設計方法主要包含以下步驟：原材料試驗：對瀝青、粗集料、細集料、礦粉等所有組成材料進行全面的物理、化學和力學性能測試。對于瀝青，需測定針入度、軟化點、延度等指標，以了解其稠度、耐熱性和柔韌性等性能。在針入度測試中，依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0604-2011標準方法，將瀝青試樣在25℃下恒溫，讓標準針在5s內(nèi)垂直貫入瀝青試樣，記錄針入度值。對于粗集料，要測試顆粒形狀、級配、壓碎值等。采用圖像分析法研究顆粒形狀，通過篩分試驗測定級配，利用壓碎值試驗檢測其抵抗壓碎的能力。細集料則需檢測細度模數(shù)、含泥量、棱角性等指標。通過這些試驗，判斷原材料是否符合使用要求，確保其質(zhì)量合格。確定混合料的組成級配：依據(jù)道路等級、路面結構層位及厚度等要求，選擇適用的瀝青混合料類型，并確定相應的礦料級配范圍。根據(jù)設計文件，若為高速公路的中面層，可能選用AC-20型瀝青混合料，其礦料級配需滿足相關規(guī)范規(guī)定的范圍。然后，根據(jù)所提供的各級集料的篩分結果，采用計算法或圖解法，確定各級集料的用量比例，使混合料礦料的合成級配符合要求。在計算過程中，要特別關注0.075mm、2.36mm、4.75mm等關鍵篩孔的通過率，盡量使其接近設計級配范圍的中值。成型試件：根據(jù)經(jīng)驗估算瀝青的最佳用量，以估算的最佳瀝青用量為中值，以0.5%為步長，分別成型5個不同油石比的試件，即（估算最佳瀝青用量-1.0%）、（估算最佳瀝青用量-0.5%）、估算最佳瀝青用量、（估算最佳瀝青用量+0.5%）、（估算最佳瀝青用量+1.0%）。按照標準擊實法，將瀝青與各級集料在規(guī)定的溫度下進行拌和，然后在規(guī)定的擊實次數(shù)下成型試件。對于高速公路瀝青混凝土，擊實次數(shù)可能為兩面各75次。測定和計算試件的力學與體積指標，并繪制關系曲線：對成型的試件，測定其毛體積相對密度、吸水率、穩(wěn)定度、流值等力學指標，同時計算空隙率、礦料間隙率、飽和度等體積指標。采用表干法測定試件的毛體積相對密度，通過馬歇爾試驗儀測定穩(wěn)定度和流值。以油石比為橫坐標，以穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率、飽和度等指標為縱坐標，繪制關系曲線。確定最佳油石比：通過分析關系曲線，確定最佳油石比。取馬歇爾穩(wěn)定度和密度最大值相對應的瀝青用量，以及與設計要求空隙率范圍中值對應的瀝青用量，計算三者的平均值作為最佳瀝青用量的初始值OAC1。根據(jù)規(guī)范確定瀝青混合料的馬歇爾試驗技術標準，在關系曲線上求出各項指標均符合技術標準的瀝青用量范圍OACmin-OACmax，計算瀝青最佳用量的中值OAC2。綜合考慮OAC1和OAC2，一般情況下，可取二者的平均值作為最佳瀝青用量OAC。但對于熱區(qū)以及交通量大的道路，宜在OAC2和OACmin范圍內(nèi)確定；對于寒區(qū)道路和交通量較小的道路，宜在OAC2和OACmax范圍內(nèi)確定。對最佳油石比進行檢驗：對確定的最佳油石比進行高溫穩(wěn)定性檢驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗等，驗證瀝青混合料的性能是否滿足路用技術要求。通過車轍試驗檢驗高溫穩(wěn)定性，在60℃、輪壓0.7MPa條件下，測試瀝青混合料的動穩(wěn)定度，要求其滿足規(guī)范規(guī)定的次數(shù)。3.1.2考慮剝離石粉的配合比調(diào)整在傳統(tǒng)配合比設計基礎上，考慮剝離石粉時，需對配合比進行多方面的調(diào)整。石粉摻量的確定：通過前期的試驗研究，初步確定剝離石粉的摻量范圍。在研究剝離石粉對瀝青混凝土性能影響的試驗中，設置不同石粉摻量的實驗組，如分別設置石粉摻量為3%、5%、7%、9%等。通過對不同摻量下瀝青混凝土的力學性能、路用性能和耐久性等指標的測試，分析石粉摻量與各性能指標之間的關系。當石粉摻量為5%時，瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度達到最大值；而當石粉摻量超過7%時，瀝青混凝土的和易性變差。根據(jù)這些試驗結果，結合工程實際要求，確定剝離石粉在瀝青混凝土中的合理摻量范圍。級配調(diào)整：由于剝離石粉的顆粒粒徑和形狀與傳統(tǒng)礦粉存在差異，需要對礦料級配進行重新調(diào)整。當摻入剝離石粉后，可能會使礦料的細顆粒部分增多，此時需要適當減少其他細集料的用量，以保證礦料級配的合理性。通過篩分試驗，分析摻入剝離石粉后礦料的級配變化情況，然后利用計算法或圖解法，對各級集料的用量比例進行調(diào)整，使合成級配滿足設計要求。在調(diào)整過程中，要確保合成級配曲線盡量接近設計級配中限，避免出現(xiàn)過多的鋸齒形交錯，同時要保證關鍵篩孔的通過率符合要求。瀝青用量的調(diào)整：剝離石粉具有較大的比表面積，會吸附更多的瀝青，因此需要適當增加瀝青用量。在前期試驗中，隨著剝離石粉摻量的增加，瀝青混凝土的空隙率逐漸減小，這表明石粉吸附了較多的瀝青，導致瀝青膜變薄。為了保證瀝青與集料之間的良好粘結，需要根據(jù)石粉的摻量，通過試驗確定瀝青用量的增加幅度。以不同石粉摻量下的瀝青混凝土為研究對象，逐漸增加瀝青用量，測試瀝青混凝土的性能指標，當瀝青用量增加到一定程度時，瀝青混凝土的各項性能指標達到最佳狀態(tài)，此時確定的瀝青用量即為考慮剝離石粉后的最佳瀝青用量。性能驗證：對調(diào)整后的配合比進行全面的性能驗證，確保其滿足工程要求。除了進行常規(guī)的馬歇爾試驗、車轍試驗、浸水馬歇爾試驗等外，還需針對剝離石粉的特性，增加一些特殊的性能測試。由于剝離石粉中可能含有雜質(zhì)，需要測試瀝青混凝土的抗?jié)B性，以檢驗其抵抗水分滲透的能力。通過這些性能驗證試驗，進一步優(yōu)化配合比，確?？紤]剝離石粉后的瀝青混凝土具有良好的力學性能、路用性能和耐久性。3.2石粉摻量對配合比的影響3.2.1不同石粉摻量試驗方案為深入探究石粉摻量對瀝青混凝土配合比的影響，精心設計了一系列不同石粉摻量的試驗。以AC-20型瀝青混凝土為例，按照相關規(guī)范要求，確定了粗集料（5-20mm石灰?guī)r碎石）、細集料（機制砂）、瀝青（70號A級道路石油瀝青）等原材料的基本規(guī)格和性能要求。在保持其他原材料用量相對穩(wěn)定的前提下，設置石粉摻量分別為3%、5%、7%、9%、11%五個水平。這里的石粉摻量是指石粉質(zhì)量占礦料總質(zhì)量（粗集料、細集料和石粉質(zhì)量之和）的百分比。具體各材料用量計算如下：首先確定礦料的總質(zhì)量為1000g。當石粉摻量為3%時，石粉的質(zhì)量為1000×3%=30g。假設粗集料與細集料的質(zhì)量比為6:4（可根據(jù)前期試驗或經(jīng)驗確定），則粗集料質(zhì)量為（1000-30）×60%=582g，細集料質(zhì)量為（1000-30）×40%=388g。瀝青用量根據(jù)馬歇爾試驗設計方法初步確定為4.5%（油石比），則瀝青質(zhì)量為1000×4.5%=45g。按照同樣的計算方法，依次得出不同石粉摻量下各材料的用量，具體數(shù)據(jù)如表1所示。石粉摻量（%）粗集料質(zhì)量（g）細集料質(zhì)量（g）石粉質(zhì)量（g）瀝青質(zhì)量（g）358238830455570370504575583527045954633490451153431611045按照上述材料用量，采用小型瀝青混凝土攪拌機進行混合料的拌和。拌和前，將粗集料、細集料和石粉分別加熱至160-170℃，瀝青加熱至150-160℃，以保證拌和的均勻性和混合料的質(zhì)量。拌和過程中，先將粗集料和細集料加入攪拌機中干拌1-2min，使二者初步混合均勻；然后加入石粉繼續(xù)干拌1min，讓石粉充分分散；最后加入加熱好的瀝青，濕拌3-4min，直至混合料均勻一致，呈現(xiàn)出黑亮的色澤。3.2.2配合比優(yōu)化分析對不同石粉摻量下的瀝青混凝土進行馬歇爾試驗，測定其各項性能指標，包括毛體積相對密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度、穩(wěn)定度和流值等。根據(jù)試驗結果，分析石粉摻量對瀝青混凝土性能的影響，進而確定最佳配合比。從毛體積相對密度來看，隨著石粉摻量的增加，毛體積相對密度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當石粉摻量為5%時，毛體積相對密度達到最大值。這是因為適量的石粉能夠填充粗集料和細集料之間的空隙，使混合料更加密實，從而提高了毛體積相對密度。然而，當石粉摻量超過一定范圍（如7%）時，過多的石粉會導致混合料中顆粒之間的摩擦阻力增大，不易壓實，反而使毛體積相對密度下降?？障堵屎偷V料間隙率的變化趨勢與毛體積相對密度相反。隨著石粉摻量的增加，空隙率和礦料間隙率先減小后增大。當石粉摻量為5%時，空隙率和礦料間隙率達到最小值。這進一步說明了適量石粉的填充作用能夠有效降低混合料的空隙率和礦料間隙率，提高其密實度。但石粉摻量過高時，由于石粉的比表面積較大，會吸附較多的瀝青，使瀝青膜變薄，導致顆粒之間的粘結力下降，從而使空隙率和礦料間隙率增大。瀝青飽和度隨著石粉摻量的增加而逐漸增大。這是因為石粉的吸附作用使得更多的瀝青被固定在混合料中，從而提高了瀝青飽和度。然而，當瀝青飽和度超過一定范圍時，可能會導致瀝青混凝土出現(xiàn)泛油等病害，影響路面的使用性能。穩(wěn)定度和流值是衡量瀝青混凝土力學性能的重要指標。試驗結果表明，隨著石粉摻量的增加，穩(wěn)定度先增大后減小，當石粉摻量為7%時，穩(wěn)定度達到最大值。這是因為適量的石粉能夠增強瀝青與集料之間的粘結力，提高混合料的內(nèi)摩阻力，從而增大穩(wěn)定度。但石粉摻量過高時，會使混合料的和易性變差，導致穩(wěn)定度下降。流值則隨著石粉摻量的增加而逐漸減小，這是因為石粉的加入使混合料的剛度增大，抵抗變形的能力增強。綜合考慮各項性能指標，當石粉摻量為5%-7%時，瀝青混凝土的各項性能較為優(yōu)良。在這個摻量范圍內(nèi)，瀝青混凝土具有較高的毛體積相對密度、較低的空隙率和礦料間隙率、適宜的瀝青飽和度以及較高的穩(wěn)定度。因此，初步確定石粉在AC-20型瀝青混凝土中的最佳摻量范圍為5%-7%。后續(xù)還需進一步進行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性等性能試驗，以驗證該最佳摻量范圍的合理性，并根據(jù)實際工程需求進行微調(diào)，最終確定出最適合的配合比。四、剝離石粉對瀝青混凝土性能的影響4.1力學性能影響4.1.1馬歇爾穩(wěn)定度試驗為深入研究石粉摻量對瀝青混凝土馬歇爾穩(wěn)定度和流值的影響，嚴格按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0709-2011標準方法開展試驗。以AC-13型瀝青混凝土為研究對象，保持其他原材料和配合比因素不變，僅改變剝離石粉的摻量，分別設置石粉摻量為0%（作為對照組）、3%、5%、7%、9%。試驗時，首先將瀝青、粗集料、細集料、石粉等原材料加熱至規(guī)定溫度，瀝青加熱至150-160℃，粗集料和細集料加熱至160-170℃，石粉加熱至120-130℃。然后按照設定的配合比，將原材料加入到瀝青混合料攪拌機中進行拌和，先干拌1-2min，使各原材料初步混合均勻，再加入瀝青濕拌3-4min，確?；旌狭习韬途鶆?。將拌和好的瀝青混合料裝入標準馬歇爾試模中，在規(guī)定的擊實次數(shù)（兩面各75次）下成型試件。試件成型后，放入60℃±1℃的恒溫水浴中保溫30-40min。使用馬歇爾試驗儀對保溫后的試件進行加載試驗，加載速率為50mm/min。在加載過程中，記錄試件達到最大破壞荷載時的荷載值，即為馬歇爾穩(wěn)定度，單位為kN；同時記錄試件在最大荷載時的垂直變形量，即為流值，單位為0.1mm。每組石粉摻量下制作3個試件，取平均值作為該摻量下的試驗結果，以減小試驗誤差。試驗結果如圖1所示，隨著剝離石粉摻量的增加，馬歇爾穩(wěn)定度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當石粉摻量為5%時，馬歇爾穩(wěn)定度達到最大值，為[X]kN，相比對照組（石粉摻量為0%時）提高了[X]%。這是因為適量的剝離石粉能夠填充瀝青混凝土中的空隙，使混合料更加密實，增強了顆粒之間的嵌擠和粘結作用，從而提高了馬歇爾穩(wěn)定度。然而，當石粉摻量超過5%后，過多的石粉會導致瀝青混凝土的和易性變差，石粉與瀝青、集料之間的粘結效果下降，使得馬歇爾穩(wěn)定度逐漸降低。流值的變化趨勢則與馬歇爾穩(wěn)定度相反，隨著石粉摻量的增加，流值逐漸減小。當石粉摻量為0%時，流值為[X]（0.1mm）；當石粉摻量增加到9%時，流值減小至[X]（0.1mm）。這是由于石粉的加入使瀝青混凝土的剛度增大，抵抗變形的能力增強，在相同的荷載作用下，試件的變形量減小，導致流值降低。綜上所述，在AC-13型瀝青混凝土中，剝離石粉的摻量對馬歇爾穩(wěn)定度和流值有顯著影響，適量的石粉摻量（5%左右）能夠有效提高馬歇爾穩(wěn)定度，同時降低流值，改善瀝青混凝土的力學性能。4.1.2劈裂強度試驗采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0716-2011標準方法開展劈裂強度試驗，以探究石粉對瀝青混凝土劈裂強度的影響。同樣以AC-13型瀝青混凝土為研究對象，設置與馬歇爾穩(wěn)定度試驗相同的石粉摻量水平，即0%、3%、5%、7%、9%。試驗前，將成型好的馬歇爾試件在25℃±0.5℃的恒溫水浴中保溫不少于4h。保溫完成后，將試件放置在萬能材料試驗機的上下壓頭之間，使壓頭與試件的接觸線與試件的直徑重合。以50mm/min的加載速率對試件施加荷載，直至試件破壞，記錄破壞時的荷載值P。根據(jù)公式計算劈裂強度，R_{t}=\frac{2P}{\pidt}，其中R_{t}為劈裂強度（MPa），P為破壞荷載（N），d為試件的直徑（mm），t為試件的厚度（mm）。每組石粉摻量下同樣制作3個試件，取平均值作為該摻量下的劈裂強度。試驗結果表明，隨著剝離石粉摻量的增加，瀝青混凝土的劈裂強度先增大后減小。當石粉摻量為5%時，劈裂強度達到最大值，為[X]MPa，相較于對照組（石粉摻量0%）提高了[X]%。這是因為適量的石粉填充了瀝青混凝土中的孔隙，使結構更加密實，增強了瀝青與集料之間的粘結力，從而提高了劈裂強度。當石粉摻量超過5%后，由于石粉的比表面積較大，過多的石粉會吸附大量瀝青，導致瀝青膜變薄，瀝青與集料之間的粘結力下降，使得劈裂強度逐漸降低。4.1.3抗壓強度試驗為分析石粉摻量與抗壓強度之間的關系，依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的相關規(guī)定，采用靜壓成型法制作尺寸為100mm×100mm×100mm的瀝青混凝土立方體試件。針對AC-13型瀝青混凝土，設置石粉摻量分別為0%、3%、5%、7%、9%。試件成型后，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護一定時間，然后將試件放置在壓力試驗機上進行抗壓強度測試。加載過程中，以1mm/min的加載速率均勻施加荷載，直至試件破壞，記錄破壞時的最大荷載值F。根據(jù)公式R_{c}=\frac{F}{A}計算抗壓強度，其中R_{c}為抗壓強度（MPa），F(xiàn)為破壞荷載（N），A為試件的受壓面積（mm2）。每組石粉摻量下制作3個試件，取平均值作為該摻量下的抗壓強度。試驗結果顯示，隨著剝離石粉摻量的增加，抗壓強度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當石粉摻量為5%時，抗壓強度達到峰值，為[X]MPa，比石粉摻量為0%時提高了[X]%。適量的石粉能夠填充瀝青混凝土內(nèi)部的空隙，增強顆粒之間的相互作用，提高了瀝青混凝土的密實度和抗壓強度。但當石粉摻量過高時，過多的石粉會導致瀝青混凝土的工作性能變差，石粉與瀝青、集料之間的粘結效果受到影響，使得抗壓強度降低。4.2路用性能影響4.2.1高溫穩(wěn)定性采用車轍試驗來深入分析剝離石粉對瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性的影響。依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0719-2011標準方法進行試驗。仍以AC-13型瀝青混凝土為研究對象，設置石粉摻量分別為0%、3%、5%、7%、9%。試驗使用車轍試驗機，將成型好的車轍試件（尺寸為300mm×300mm×50mm）放置在60℃±1℃的恒溫箱中保溫5h，以確保試件內(nèi)部溫度均勻達到試驗溫度。然后將試件安裝在車轍試驗機的試驗臺上，使試驗輪與試件表面接觸，試驗輪的接地壓強為0.7MPa±0.05MPa，試驗輪往返碾壓速度為42次/min±1次/min。在試驗過程中，記錄試件在一定時間內(nèi)的變形情況，通過計算得出動穩(wěn)定度，動穩(wěn)定度的計算公式為DS=\frac{(t_2-t_1)N}{d_2-d_1}，其中DS為動穩(wěn)定度（次/mm），N為試驗輪往返碾壓速度（次/min），t_1和t_2分別為試驗開始和結束的時間（min），d_1和d_2分別為t_1和t_2時刻試件的變形量（mm）。試驗結果如圖2所示，隨著剝離石粉摻量的增加，瀝青混凝土的動穩(wěn)定度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當石粉摻量為5%時，動穩(wěn)定度達到最大值，為[X]次/mm，相較于對照組（石粉摻量為0%）提高了[X]%。這表明適量的剝離石粉能夠顯著提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性。適量的石粉填充了瀝青混凝土中的空隙，增強了顆粒之間的嵌擠作用，使瀝青混凝土在高溫下抵抗變形的能力增強。此外，石粉與瀝青之間的相互作用也可能形成了更加穩(wěn)定的結構，進一步提高了高溫穩(wěn)定性。然而，當石粉摻量超過5%后，過多的石粉會導致瀝青混凝土的和易性變差，石粉與瀝青、集料之間的粘結效果下降，使得高溫穩(wěn)定性逐漸降低。當石粉摻量達到9%時，動穩(wěn)定度下降至[X]次/mm，甚至低于對照組的動穩(wěn)定度。4.2.2水穩(wěn)定性采用凍融劈裂試驗研究剝離石粉對瀝青混凝土水穩(wěn)定性的影響，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0729-2011標準方法開展試驗。以AC-13型瀝青混凝土為研究對象，設置與車轍試驗相同的石粉摻量水平，即0%、3%、5%、7%、9%。試驗時，首先將成型好的馬歇爾試件分為兩組，一組為非凍融試件，另一組為凍融試件。對于凍融試件，先將其在25℃的水中浸泡24h，然后放入-18℃±2℃的冰箱中冷凍16h，取出后再在25℃的水中浸泡24h，完成一次凍融循環(huán)。經(jīng)過一次凍融循環(huán)后，將凍融試件和非凍融試件一起在25℃±0.5℃的恒溫水浴中保溫不少于2h。保溫完成后，使用萬能材料試驗機對試件進行劈裂試驗，加載速率為50mm/min，記錄試件破壞時的荷載值。根據(jù)公式計算劈裂強度比（TSR），TSR=\frac{R_{t2}}{R_{t1}}\times100\%，其中TSR為劈裂強度比（%），R_{t1}為非凍融試件的劈裂強度（MPa），R_{t2}為凍融試件的劈裂強度（MPa）。TSR值越大，表明瀝青混凝土的水穩(wěn)定性越好。試驗結果表明，隨著剝離石粉摻量的增加，瀝青混凝土的劈裂強度比先增大后減小。當石粉摻量為5%時，劈裂強度比達到最大值，為[X]%，相較于對照組（石粉摻量為0%）提高了[X]%。這說明適量的石粉能夠提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性。適量的石粉填充了瀝青混凝土中的孔隙，使結構更加密實，減少了水分進入的通道，從而降低了水對瀝青與集料粘結的破壞作用。此外，石粉的堿性成分可能與瀝青發(fā)生化學反應，增強了瀝青與集料之間的粘附力，進一步提高了水穩(wěn)定性。然而，當石粉摻量超過5%后，由于石粉的比表面積較大，過多的石粉會吸附大量瀝青，導致瀝青膜變薄，瀝青與集料之間的粘結力下降，使得水穩(wěn)定性逐漸降低。當石粉摻量達到9%時，劈裂強度比下降至[X]%，低于對照組的劈裂強度比。4.2.3低溫抗裂性通過低溫彎曲試驗分析剝離石粉對瀝青混凝土低溫抗裂性能的影響。依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的T0715-2011標準方法進行試驗。同樣以AC-13型瀝青混凝土為研究對象，設置石粉摻量分別為0%、3%、5%、7%、9%。試驗采用三點彎曲試驗裝置，將成型好的棱柱體試件（尺寸為250mm×30mm×35mm）放置在-10℃±0.5℃的低溫環(huán)境箱中保溫不少于1.5h，使試件內(nèi)部溫度均勻達到試驗溫度。然后將試件放置在試驗裝置的支座上，支座間距為200mm，使用萬能材料試驗機以50mm/min的加載速率對試件施加荷載，直至試件破壞，記錄破壞時的荷載值P和跨中撓度δ。根據(jù)公式計算抗彎拉強度R_{B}=\frac{3PL}{2bh^2}，其中R_{B}為抗彎拉強度（MPa），P為破壞荷載（N），L為支座間距（mm），b為試件寬度（mm），h為試件高度（mm）。同時計算破壞應變\varepsilon_{B}=\frac{6\deltah}{L^2}，其中\(zhòng)varepsilon_{B}為破壞應變（με）。破壞應變越大，表明瀝青混凝土在低溫下的變形能力越強，抗裂性能越好。試驗結果顯示，隨著剝離石粉摻量的增加，瀝青混凝土的破壞應變呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當石粉摻量為5%時，破壞應變達到最大值，為[X]με，相較于對照組（石粉摻量為0%）提高了[X]%。這表明適量的石粉能夠改善瀝青混凝土的低溫抗裂性能。適量的石粉填充了瀝青混凝土中的空隙，使結構更加密實，減少了內(nèi)部應力集中點的產(chǎn)生，從而提高了瀝青混凝土在低溫下的變形能力。此外，石粉與瀝青之間的相互作用可能使瀝青的低溫性能得到改善，進一步增強了低溫抗裂性能。然而，當石粉摻量超過5%后，過多的石粉會導致瀝青混凝土的和易性變差，石粉與瀝青、集料之間的粘結效果下降，使得低溫抗裂性能逐漸降低。當石粉摻量達到9%時，破壞應變下降至[X]με，低于對照組的破壞應變。4.3微觀結構分析4.3.1微觀結構觀測方法本研究采用掃描電子顯微鏡（SEM）對不同石粉摻量的瀝青混凝土微觀結構進行觀測。SEM利用電子束掃描樣品表面，通過檢測二次電子和背散射電子等信號，能夠獲取樣品微觀結構的高分辨率圖像，其分辨率可達到納米級別。在觀測前，首先從不同石粉摻量的瀝青混凝土試件中切割出尺寸約為10mm×10mm×5mm的小塊樣品，然后將樣品放入真空鍍膜儀中，在其表面鍍上一層厚度約為10-20nm的金膜，以提高樣品的導電性，減少電子束照射時的電荷積累。將鍍好膜的樣品固定在SEM的樣品臺上，調(diào)整電子束的加速電壓、工作距離等參數(shù)，使圖像清晰。分別在低倍率（如500倍）下觀察瀝青混凝土的整體結構，包括集料的分布、瀝青與集料的粘結情況等；在高倍率（如5000倍）下觀察石粉與瀝青的相互作用細節(jié)，如石粉在瀝青中的分散狀態(tài)、石粉與瀝青之間的界面形態(tài)等。除了SEM，還利用壓汞儀（MIP）對瀝青混凝土的孔隙結構進行分析。MIP是基于毛細現(xiàn)象和汞對固體表面不潤濕的原理，通過施加不同壓力，使汞進入瀝青混凝土的孔隙中，根據(jù)壓力與進汞量的關系，計算出孔隙的孔徑分布、孔隙率等參數(shù)。測試時，將瀝青混凝土試件切割成小塊，放入烘箱中在105℃下烘干至恒重，然后將試件放入壓汞儀的樣品池中。從低壓（如0.005MPa）開始逐漸增加壓力，直至達到高壓（如200MPa），記錄每個壓力點下的進汞量。根據(jù)進汞量和壓力數(shù)據(jù)，利用相關軟件計算出瀝青混凝土的孔隙率、平均孔徑、最可幾孔徑等參數(shù)，分析石粉摻量對瀝青混凝土孔隙結構的影響。4.3.2微觀結構與性能關系從SEM圖像可以看出，當石粉摻量較低時，石粉能夠均勻地分散在瀝青中，填充在瀝青與集料之間的微小空隙中，增強了瀝青與集料之間的粘結力。適量的石粉可以在集料表面形成一層均勻的瀝青-石粉膜，使瀝青與集料的界面更加緊密，提高了瀝青混凝土的力學性能。在5%石粉摻量的SEM圖像中，可以清晰地看到石粉顆粒均勻分布在瀝青中，與瀝青形成了良好的粘結，集料表面被瀝青-石粉膜緊密包裹，這與該摻量下瀝青混凝土具有較高的馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強度和抗壓強度相對應。隨著石粉摻量的增加，當超過一定范圍（如7%）時，石粉開始出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，在瀝青中形成較大的團聚體。這些團聚體不僅無法有效填充空隙，反而破壞了瀝青混凝土的均勻結構，降低了瀝青與集料之間的粘結力。在9%石粉摻量的SEM圖像中，可以觀察到明顯的石粉團聚體，這些團聚體周圍的瀝青膜變薄，瀝青與集料之間出現(xiàn)了微小的裂縫，導致瀝青混凝土的力學性能下降，馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強度和抗壓強度降低。MIP測試結果表明，適量的石粉摻量能夠降低瀝青混凝土的孔隙率，細化孔隙結構。當石粉摻量為5%時，瀝青混凝土的孔隙率明顯降低，平均孔徑和最可幾孔徑減小。這是因為適量的石粉填充了瀝青混凝土中的大孔隙，使孔隙結構更加密實，從而提高了瀝青混凝土的密實度和強度，改善了其高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性。然而，當石粉摻量過高時，團聚的石粉會導致孔隙率增大，大孔隙數(shù)量增加。在9%石粉摻量下，孔隙率增大，平均孔徑和最可幾孔徑也有所增大，這使得瀝青混凝土的密實度降低，內(nèi)部結構變得疏松，導致其高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性下降。五、剝離石粉在瀝青混凝土中的應用案例分析5.1工程案例一5.1.1項目概況本案例為[具體項目名稱]道路工程，位于[項目地點]。該地區(qū)交通流量較大，重型車輛較多，對道路的承載能力和耐久性提出了較高要求。道路設計等級為[具體等級，如城市主干道]，全長[X]公里，路面寬度為[X]米。設計使用年限為[X]年，要求瀝青混凝土路面具有良好的力學性能、路用性能和耐久性，能夠適應該地區(qū)的氣候條件和交通荷載。該地區(qū)夏季氣溫較高，最高氣溫可達[X]℃，冬季氣溫較低，最低氣溫為[X]℃，且年降水量較大，為[X]毫米左右。5.1.2石粉-瀝青混凝土應用情況在該項目中，采用了含有剝離石粉的瀝青混凝土。根據(jù)前期的試驗研究和配合比設計，確定了剝離石粉在瀝青混凝土中的摻量為[X]%。選用的瀝青為[具體牌號的瀝青，如70號A級道路石油瀝青]，粗集料為[具體產(chǎn)地和規(guī)格的碎石，如[產(chǎn)地名稱]5-20mm石灰?guī)r碎石]，細集料為[具體產(chǎn)地和種類的細集料，如[產(chǎn)地名稱]機制砂]。在配合比設計方面，通過對不同摻量剝離石粉的瀝青混凝土進行性能試驗，確定了最佳配合比。具體配合比如下：粗集料、細集料、剝離石粉和瀝青的質(zhì)量比為[X]：[X]：[X]：[X]。在這個配合比下，瀝青混凝土的各項性能指標滿足設計要求，具有較高的馬歇爾穩(wěn)定度、良好的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性等。在生產(chǎn)過程中，嚴格控制原材料的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝。對瀝青、集料和剝離石粉等原材料進行嚴格的檢驗，確保其質(zhì)量符合要求。采用間歇式瀝青混凝土拌和站進行生產(chǎn)，拌和過程中，先將粗集料和細集料加熱至160-170℃，然后加入加熱至150-160℃的瀝青，攪拌1-2min，使瀝青與集料初步混合均勻；接著加入加熱至120-130℃的剝離石粉，繼續(xù)攪拌3-4min，確?；旌狭习韬途鶆??？刂瞥隽蠝囟仍?50-160℃之間，以保證瀝青混凝土的質(zhì)量。在施工過程中，嚴格按照施工規(guī)范進行操作。采用攤鋪機進行攤鋪，攤鋪速度控制在2-6m/min，確保攤鋪的平整度和均勻性。在攤鋪過程中，隨時檢查攤鋪厚度和寬度，及時調(diào)整攤鋪機的參數(shù)。攤鋪完成后，立即進行碾壓，先采用雙鋼輪壓路機進行初壓，碾壓2遍，速度控制在1.5-2.0km/h；然后采用輪胎壓路機進行復壓，碾壓4-6遍，速度控制在3.5-4.5km/h；最后采用雙鋼輪壓路機進行終壓，碾壓2遍，速度控制在2.0-3.0km/h。在碾壓過程中，控制碾壓溫度，確保瀝青混凝土在合適的溫度范圍內(nèi)壓實。5.1.3性能檢測與效果評估道路施工完成后，對瀝青混凝土路面進行了性能檢測。采用鉆芯法對路面的壓實度進行檢測，檢測結果表明，路面的壓實度達到了[X]%以上，滿足設計要求。通過平整度儀檢測路面的平整度，結果顯示路面的平整度良好，最大間隙不超過[X]mm。在通車后的使用過程中，對路面進行了長期的跟蹤監(jiān)測。經(jīng)過[X]年的使用，路面未出現(xiàn)明顯的裂縫、車轍、松散等病害。對路面的抗滑性能進行檢測，擺式摩擦儀測定的摩擦系數(shù)仍保持在[X]以上，滿足行車安全要求。對路面的彎沉值進行檢測，結果表明路面的承載能力良好，彎沉值在允許范圍內(nèi)。通過對該工程案例的分析可知，將剝離石粉應用于瀝青混凝土中是可行的。在合適的配合比和施工工藝條件下，含有剝離石粉的瀝青混凝土能夠滿足道路工程的設計要求，具有良好的力學性能、路用性能和耐久性。在實際工程應用中，不僅解決了剝離石粉的處置問題，減少了對環(huán)境的污染，還降低了工程成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。5.2工程案例二5.2.1項目特點與需求本項目為[具體項目名稱]機場跑道建設工程，位于[項目地點]。該機場是地區(qū)重要的交通樞紐，航班起降頻繁，對跑道的承載能力、平整度和抗滑性能等提出了極高的要求。跑道設計長度為[X]米，寬度為[X]米，設計使用年限為[X]年。由于飛機起降時的荷載較大，且跑道表面需要承受高速氣流的沖刷和溫度的劇烈變化，因此要求瀝青混凝土具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和耐久性。該地區(qū)夏季氣溫較高，極端最高氣溫可達[X]℃，冬季氣溫較低，最低氣溫為[X]℃，晝夜溫差較大。同時，該地區(qū)年降水量較大，空氣濕度較高，對瀝青混凝土的水穩(wěn)定性也有嚴格要求。5.2.2石粉利用方案實施在該項目中，考慮到機場跑道的特殊要求，對剝離石粉在瀝青混凝土中的應用進行了精心設計和實施。根據(jù)前期的試驗研究和工程經(jīng)驗，確定了剝離石粉的摻量為[X]%。選用的瀝青為[具體牌號的改性瀝青，如SBS改性瀝青]，以提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。粗集料為[具體產(chǎn)地和規(guī)格的玄武巖碎石，如[產(chǎn)地名稱]5-20mm玄武巖碎石]，玄武巖具有較高的強度和耐磨性，能夠滿足機場跑道對材料強度的要求。細集料為[具體產(chǎn)地和種類的機制砂，如[產(chǎn)地名稱]機制砂]。在配合比設計方面，通過對不同摻量剝離石粉的瀝青混凝土進行性能試驗，確定了最佳配合比。具體配合比如下：粗集料、細集料、剝離石粉和瀝青的質(zhì)量比為[X]：[X]：[X]：[X]。在這個配合比下，瀝青混凝土的各項性能指標滿足機場跑道的設計要求，具有較高的馬歇爾穩(wěn)定度、良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性等。在生產(chǎn)過程中，采用先進的間歇式瀝青混凝土拌和站，嚴格控制原材料的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝。對瀝青、集料和剝離石粉等原材料進行嚴格的檢驗，確保其質(zhì)量符合要求。拌和過程中，先將粗集料和細集料加熱至170-180℃，然后加入加熱至160-170℃的瀝青，攪拌1-2min，使瀝青與集料初步混合均勻；接著加入加熱至130-140℃的剝離石粉，繼續(xù)攪拌3-4min，確?；旌狭习韬途鶆??？刂瞥隽蠝囟仍?60-170℃之間，以保證瀝青混凝土的質(zhì)量。在施工過程中，采用高精度的攤鋪機進行攤鋪，攤鋪速度控制在1-3m/min，確保攤鋪的平整度和均勻性。在攤鋪過程中，隨時檢查攤鋪厚度和寬度，及時調(diào)整攤鋪機的參數(shù)。攤鋪完成后，立即進行碾壓，先采用雙鋼輪壓路機進行初壓，碾壓2遍，速度控制在1.5-2.0km/h；然后采用輪胎壓路機進行復壓，碾壓6-8遍，速度控制在4.0-5.0km/h；最后采用雙鋼輪壓路機進行終壓，碾壓2遍，速度控制在2.0-3.0km/h。在碾壓過程中，控制碾壓溫度，確保瀝青混凝土在合適的溫度范圍內(nèi)壓實。同時，加強對施工過程的質(zhì)量控制，嚴格按照施工規(guī)范進行操作，確保跑道的施工質(zhì)量。5.2.3長期性能跟蹤在機場跑道通車后，對瀝青混凝土路面進行了長期的性能跟蹤監(jiān)測。采用先進的檢測設備和技術，定期對跑道的平整度、車轍深度、抗滑性能等指標進行檢測。檢測結果表明，在通車后的[X]年內(nèi)，跑道的平整度保持良好，最大間隙不超過[X]mm。車轍深度較小，平均車轍深度不超過[X]mm，滿足機場跑道的使用要求?？够阅芊€(wěn)定，擺式摩擦儀測定的摩擦系數(shù)始終保持在[X]以上，確保了飛機起降的安全性。通過對該工程案例的長期性能跟蹤分析可知，將剝離石粉應用于機場跑道瀝青混凝土中是可行的。在合適的配合比和施工工藝條件下，含有剝離石粉的瀝青混凝土能夠滿足機場跑道的高強度、高穩(wěn)定性和高耐久性要求。在實際工程應用中，不僅解決了剝離石粉的處置問題，減少了對環(huán)境的污染，還降低了工程成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。同時，長期的性能跟蹤監(jiān)測也為剝離石粉在類似工程中的應用提供了寶貴的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)支持。六、剝離