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【摘 要】实践表明，集料含泥量对于沥青混合料的路用性能有着很大的影响，含泥量过大，直接影响沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，影响集料与沥青的粘结强度；本文针对集料含泥量与沥青混合料路用性能的关系展开了研究，通过试验，研究了集料含泥量对集料与沥青粘附性的影响、含泥量对混合料高温稳定性和水稳定性的影响，并分析了含泥量对混合料路用性能影响的机理，最后提出了控制集料含泥量的技术措施。
【关键词】道路工程；沥青路面；含泥量；路用性能；水稳定性
Clay content on aggregate mixture performance test of the impact of
Wei Qiang1Wang Huo-ming2
(1.Transportation Planning Survey and Design Institute of Guangxi, Chongqing Branch Chongqing 401147；
2.Merchants Chongqing Transportation Research Institute Chongqing 400074)
【Abstract】Practice shows that the aggregate amount of the clay road with asphalt has a great impact on performance, excessive mud, directly affect the high temperature stability of asphalt and water stability of aggregates and asphalt affect the bond strength; this paper, clay content and aggregate asphalt pavement performance of the relations between the research through the experiments to study the aggregate amount of clay aggregate and asphalt adhesion effect, the clay content of the mixture temperature the impact of stability and water stability, and analysis of the clay content of the mixture performance impact mechanism, and finally proposed to control the aggregate amount of technical measures with mud.
【Key words】Road works;Asphalt pavement;Clay content;Road performance;Water stability
1. 概述
沥青混合料质量的好坏直接影响路面施工质量，进而影响路面的使用寿命。众所周知，集料占沥青混合料的95%左右，是组成沥青混合料最主要的材料，其质量的好坏对混合料质量影响极大。对于沥青面层用集料而言，除规格（粒径、级配）要求之外，强度、形状、含泥量是影响集料质量的最重要的三个指标。其中，强度一般在母材选择阶段，就可以得到很好的把控，只要母岩不发生较大变异，集料强度一般不会出现大的问题。集料的形状主要是指针片状含量指标，这一点需要在碎石加工工艺上加以解决。通常而言，采用鄂破或锤破的碎石，针片状含量难以满足高速公路沥青路面的要求，须配备反击破或冲击破等整形设备。只要碎石生产线配备好集料的整形设备，其针片状含量指标也是容易得到控制的。对于集料的含泥量指标，往往是令工程技术人员很头疼的，因为影响集料含泥量的因素太多，母材开采和运输阶段，集料加工阶段，集料转运和堆放阶段，拌合楼上料阶段等环节，都有可能导致集料遭受污染，使得含泥量指标不满足要求。
2. 含泥量指标的要求
国家规范明确规定，对于沥青路面用集料的基本要求是干燥、洁净。对于沥青路面用粗集料的洁净程度，沥青路面施工技术规范使用含泥量指标控制（即水洗法小于0.075mm颗粒含量）。规范规定粗集料含泥量指标应该小于1.0%。在实际施工中，为保证集料含泥量指标合格，施工单位应采取场地硬化、料堆覆盖、使用洁净块石、破碎机配备加工除尘设备等措施，这些措施均比较容易做到。也就是说粗集料含泥量小于1.0%，是比较容易达到的指标。但集料的含泥量小于1.0%，并不是保证沥青路面良好性能的充分条件。本文针对粗集料含泥量指标，通过粘附性试验、车辙试验、冻融劈裂试验来分析粗集料含泥量对沥青混合料水稳性和高温稳定性的影响。
3. 含泥量影响的试验研究
3.1 含泥量对粘附性的影响
取含泥量不同的A、B两份粗集料试样（用于上面层，粒径10～16mm）。A试样较洁净（清洗过，含泥量0.2%），B试样较脏（未清洗，含泥量1.6%），沥青采用韩国SK-70号普通道路石油沥青，按交通部试验规程JTJ052-2000中T0610-1993水煮法进行沥青与粗集料的粘附性试验，试验结果见表1所示。
从试验结果来看，A组集料（含泥量为0.2%）五个试样与沥青的粘附性均为5级，最终评定等级为5级；B组集料（含泥量为1.6%）与沥青的粘附性较差，五个试样中，有一个被评定为3级，三个被评定为4级，一个被评定为5级，考虑到试验过程中操作人员的误差，最终B组集料与沥青的粘附性被评定为4级。由此可见，集料的含泥量对其与沥青的粘附性还是有明显的影响。
3.2 含泥量对混合料水稳性的影响。
按交通部试验规程JTJ052-2000中T0729-2000的试验方法进行冻融劈裂试验。试验温度为25℃，加载速率为50mm/min。马歇尔试件击实次数为双面各50次，集料最大粒径16mm。使用标准配合比1#(10～16mm)：2#(5～10mm)：3#(3～5mm)：4#(0～3mm)：矿粉=36%：23%：7%：29%：5%，沥青为韩国SKAH-70#普通沥青。A试样是使用清洁集料（含泥量为0.2%）成型的沥青混合料试件，B试样是使用比较脏（含泥量为1.6%）的集料成型的沥青混合料试件。试验结果见表2和图1所示。
从试验结果来看，集料含泥量对混合料的水稳定性影响较大，A组集料经过了水洗，较洁净，含泥量为0.2%，其冻融劈裂强度比TSR为92.2%；B组集料未经过水洗，较脏，含泥量为1.6%，其冻融劈裂强度比TSR只有78.6%，不能满足规范的要求。相比A集料而言，B集料的TSR下降了13.6%。
3.3 含泥量对混合料高温性能的影响。
按交通部试验规程JTJ052-2000中T0719-1993的试验方法进行沥青混合料车辙试验。用轮碾成型机成型长300mm、宽300mm、厚50mm的板状试块，试件理论密度为2.607t/m3，马歇尔密度为2.502t/m3，车辙试块密度为2.518t/m3，试验温度为60℃，轮压为0.7MPa。其中试样A为使用清洁集料（含泥量0.2%）制作的沥青混合料试件，试样B是使用未清洗（含泥量为1.6%）的集料制作的沥青混合料试件。试验结果见表3所示。
从试验结果来看，集料的含泥量确实会影响沥青混合料的高温稳定性，使用含泥量为1.6%的B集料制作的沥青混合料试件比采用清洗过的A集料（含泥量为0.2%）制作的沥青混合料试件动稳定度下降了15%。
综合以上三项试验结果，可以看出粗集料的含泥量对集料与沥青的粘附性、沥青混合料的水稳性及高温稳定性均有明显的不利影响。粗集料含泥量大于1.6%时，将明显降低沥青膜同集料的粘附性，使沥青混合料易出现水损害现象。当集料含泥量为1.6%时，相对于含泥量为0.2%的集料，其冻融劈裂强度比TSR和动稳定度次数DS分别降低13.6%和15%。
4. 含泥量对混合料性能影响的机理分析
大量的试验结果和工程实践经验都表明了含泥量对沥青混合料的路用性能有较大的影响。为了搞清楚集料含泥量是如何影响沥青混合料的路用性能，我们可以从定性的角度加以分析。当粗集料含泥量变大时，粗集料表面粘附的泥土层会影响集料与沥青的粘附，泥土或粉尘的存在阻碍了沥青膜与集料的结合，与水后，粉尘极易吸水泥化，从而造成沥青膜的剥落，使沥青混合料容易出现水损坏。
此外，含泥量过大，过多的泥土或粉尘的存在，使沥青同集料表面发生化学反应的能力下降，使沥青胶泥（沥青与矿粉）的粘结强度下降，进而使沥青混合料在高温时抵抗变形的能力降低，即高温稳定性下降。
因此，为了确保沥青混合料的路用性能满足要求，在施工过程中，应该严格控制集料的含泥量指标，现行沥青路面施工技术规范中规定的粗集料含泥量应小于1.0%是有道理的，应严格执行。
5. 控制集料含泥量的措施
在实际工程中可以采取以下措施减小粗集料的含泥量：
5.1 严格控制母材石料的洁净程度。当开采石料的宕口有覆盖土层时，在开采母料之前必须清除覆土，避免泥土污染块石。在母材搬运过程中，严禁混入泥块、土块等杂物，避免母材石料受到污染。对于已受到污染的母材石料，应该弃用或冲洗后使用。
5.2 碎石生产线必须配备除尘设备，当采用水洗法除尘时，必须增加水洗次数，并做好污水的接排措施，避免集料受到二次污染。
5.3 加强料场管理，成品集料必须及时清场转运，做好覆盖措施，否则在加工料场内的集料受到粉尘的二次污染，再加上雨淋，含泥量明显增大。
5.4 料场必须硬化，使用水泥混凝土硬化处理料场，避免铲车在装料时，将软层泥土、泥块混入集料料堆中。
6. 结语
集料含泥量对沥青混合料的水稳定性和高温稳定性都有明显的影响，因此，在高速公路沥青路面施工过程中，必须严格控制集料的含泥量，完善和规范施工过程中的质量管理体系，确保沥青路面的施工质量，提高沥青路面的服务品质和使用寿命。
［文章编号］1006-7619（2011）08-16-820
［作者简介］ 魏强（1980.3.11-），籍贯：四川资阳，职称：工程师，工作单位：广西交通规划勘察设计研究院重庆分院，研究方向：路基、路面、路线。
王火明（1982.10-），男，籍贯：湖北黄冈人，学历：在职博士研究生，职称：工程师，工作单位：招商局重庆交通科研设计院。
【关键词】道路工程；沥青路面；含泥量；路用性能；水稳定性
Clay content on aggregate mixture performance test of the impact of
Wei Qiang1Wang Huo-ming2
(1.Transportation Planning Survey and Design Institute of Guangxi, Chongqing Branch Chongqing 401147；
2.Merchants Chongqing Transportation Research Institute Chongqing 400074)
【Abstract】Practice shows that the aggregate amount of the clay road with asphalt has a great impact on performance, excessive mud, directly affect the high temperature stability of asphalt and water stability of aggregates and asphalt affect the bond strength; this paper, clay content and aggregate asphalt pavement performance of the relations between the research through the experiments to study the aggregate amount of clay aggregate and asphalt adhesion effect, the clay content of the mixture temperature the impact of stability and water stability, and analysis of the clay content of the mixture performance impact mechanism, and finally proposed to control the aggregate amount of technical measures with mud.
【Key words】Road works;Asphalt pavement;Clay content;Road performance;Water stability
1. 概述
沥青混合料质量的好坏直接影响路面施工质量，进而影响路面的使用寿命。众所周知，集料占沥青混合料的95%左右，是组成沥青混合料最主要的材料，其质量的好坏对混合料质量影响极大。对于沥青面层用集料而言，除规格（粒径、级配）要求之外，强度、形状、含泥量是影响集料质量的最重要的三个指标。其中，强度一般在母材选择阶段，就可以得到很好的把控，只要母岩不发生较大变异，集料强度一般不会出现大的问题。集料的形状主要是指针片状含量指标，这一点需要在碎石加工工艺上加以解决。通常而言，采用鄂破或锤破的碎石，针片状含量难以满足高速公路沥青路面的要求，须配备反击破或冲击破等整形设备。只要碎石生产线配备好集料的整形设备，其针片状含量指标也是容易得到控制的。对于集料的含泥量指标，往往是令工程技术人员很头疼的，因为影响集料含泥量的因素太多，母材开采和运输阶段，集料加工阶段，集料转运和堆放阶段，拌合楼上料阶段等环节，都有可能导致集料遭受污染，使得含泥量指标不满足要求。
2. 含泥量指标的要求
国家规范明确规定，对于沥青路面用集料的基本要求是干燥、洁净。对于沥青路面用粗集料的洁净程度，沥青路面施工技术规范使用含泥量指标控制（即水洗法小于0.075mm颗粒含量）。规范规定粗集料含泥量指标应该小于1.0%。在实际施工中，为保证集料含泥量指标合格，施工单位应采取场地硬化、料堆覆盖、使用洁净块石、破碎机配备加工除尘设备等措施，这些措施均比较容易做到。也就是说粗集料含泥量小于1.0%，是比较容易达到的指标。但集料的含泥量小于1.0%，并不是保证沥青路面良好性能的充分条件。本文针对粗集料含泥量指标，通过粘附性试验、车辙试验、冻融劈裂试验来分析粗集料含泥量对沥青混合料水稳性和高温稳定性的影响。
3. 含泥量影响的试验研究
3.1 含泥量对粘附性的影响
取含泥量不同的A、B两份粗集料试样（用于上面层，粒径10～16mm）。A试样较洁净（清洗过，含泥量0.2%），B试样较脏（未清洗，含泥量1.6%），沥青采用韩国SK-70号普通道路石油沥青，按交通部试验规程JTJ052-2000中T0610-1993水煮法进行沥青与粗集料的粘附性试验，试验结果见表1所示。
从试验结果来看，A组集料（含泥量为0.2%）五个试样与沥青的粘附性均为5级，最终评定等级为5级；B组集料（含泥量为1.6%）与沥青的粘附性较差，五个试样中，有一个被评定为3级，三个被评定为4级，一个被评定为5级，考虑到试验过程中操作人员的误差，最终B组集料与沥青的粘附性被评定为4级。由此可见，集料的含泥量对其与沥青的粘附性还是有明显的影响。
3.2 含泥量对混合料水稳性的影响。
按交通部试验规程JTJ052-2000中T0729-2000的试验方法进行冻融劈裂试验。试验温度为25℃，加载速率为50mm/min。马歇尔试件击实次数为双面各50次，集料最大粒径16mm。使用标准配合比1#(10～16mm)：2#(5～10mm)：3#(3～5mm)：4#(0～3mm)：矿粉=36%：23%：7%：29%：5%，沥青为韩国SKAH-70#普通沥青。A试样是使用清洁集料（含泥量为0.2%）成型的沥青混合料试件，B试样是使用比较脏（含泥量为1.6%）的集料成型的沥青混合料试件。试验结果见表2和图1所示。
从试验结果来看，集料含泥量对混合料的水稳定性影响较大，A组集料经过了水洗，较洁净，含泥量为0.2%，其冻融劈裂强度比TSR为92.2%；B组集料未经过水洗，较脏，含泥量为1.6%，其冻融劈裂强度比TSR只有78.6%，不能满足规范的要求。相比A集料而言，B集料的TSR下降了13.6%。
3.3 含泥量对混合料高温性能的影响。
按交通部试验规程JTJ052-2000中T0719-1993的试验方法进行沥青混合料车辙试验。用轮碾成型机成型长300mm、宽300mm、厚50mm的板状试块，试件理论密度为2.607t/m3，马歇尔密度为2.502t/m3，车辙试块密度为2.518t/m3，试验温度为60℃，轮压为0.7MPa。其中试样A为使用清洁集料（含泥量0.2%）制作的沥青混合料试件，试样B是使用未清洗（含泥量为1.6%）的集料制作的沥青混合料试件。试验结果见表3所示。
从试验结果来看，集料的含泥量确实会影响沥青混合料的高温稳定性，使用含泥量为1.6%的B集料制作的沥青混合料试件比采用清洗过的A集料（含泥量为0.2%）制作的沥青混合料试件动稳定度下降了15%。
综合以上三项试验结果，可以看出粗集料的含泥量对集料与沥青的粘附性、沥青混合料的水稳性及高温稳定性均有明显的不利影响。粗集料含泥量大于1.6%时，将明显降低沥青膜同集料的粘附性，使沥青混合料易出现水损害现象。当集料含泥量为1.6%时，相对于含泥量为0.2%的集料，其冻融劈裂强度比TSR和动稳定度次数DS分别降低13.6%和15%。
4. 含泥量对混合料性能影响的机理分析
大量的试验结果和工程实践经验都表明了含泥量对沥青混合料的路用性能有较大的影响。为了搞清楚集料含泥量是如何影响沥青混合料的路用性能，我们可以从定性的角度加以分析。当粗集料含泥量变大时，粗集料表面粘附的泥土层会影响集料与沥青的粘附，泥土或粉尘的存在阻碍了沥青膜与集料的结合，与水后，粉尘极易吸水泥化，从而造成沥青膜的剥落，使沥青混合料容易出现水损坏。
此外，含泥量过大，过多的泥土或粉尘的存在，使沥青同集料表面发生化学反应的能力下降，使沥青胶泥（沥青与矿粉）的粘结强度下降，进而使沥青混合料在高温时抵抗变形的能力降低，即高温稳定性下降。
因此，为了确保沥青混合料的路用性能满足要求，在施工过程中，应该严格控制集料的含泥量指标，现行沥青路面施工技术规范中规定的粗集料含泥量应小于1.0%是有道理的，应严格执行。
5. 控制集料含泥量的措施
在实际工程中可以采取以下措施减小粗集料的含泥量：
5.1 严格控制母材石料的洁净程度。当开采石料的宕口有覆盖土层时，在开采母料之前必须清除覆土，避免泥土污染块石。在母材搬运过程中，严禁混入泥块、土块等杂物，避免母材石料受到污染。对于已受到污染的母材石料，应该弃用或冲洗后使用。
5.2 碎石生产线必须配备除尘设备，当采用水洗法除尘时，必须增加水洗次数，并做好污水的接排措施，避免集料受到二次污染。
5.3 加强料场管理，成品集料必须及时清场转运，做好覆盖措施，否则在加工料场内的集料受到粉尘的二次污染，再加上雨淋，含泥量明显增大。
5.4 料场必须硬化，使用水泥混凝土硬化处理料场，避免铲车在装料时，将软层泥土、泥块混入集料料堆中。
6. 结语
集料含泥量对沥青混合料的水稳定性和高温稳定性都有明显的影响，因此，在高速公路沥青路面施工过程中，必须严格控制集料的含泥量，完善和规范施工过程中的质量管理体系，确保沥青路面的施工质量，提高沥青路面的服务品质和使用寿命。
［文章编号］1006-7619（2011）08-16-820
［作者简介］ 魏强（1980.3.11-），籍贯：四川资阳，职称：工程师，工作单位：广西交通规划勘察设计研究院重庆分院，研究方向：路基、路面、路线。
王火明（1982.10-），男，籍贯：湖北黄冈人，学历：在职博士研究生，职称：工程师，工作单位：招商局重庆交通科研设计院。