摘要：矿粉作为矿料的一个组成部分，在沥青混合料中起到填料的作用。在沥青混合料中掺加矿粉，可以改善混合料质量，延长使用寿命。
关键词：矿粉；沥青混合料；应用
引言
在沥青混合料组成中，沥青只有吸附在其表面形成薄膜，形成胶结料与其他粗、细集料产生粘附作用，所以沥青混合料才能真正结合良好。一般情况下我们用矿粉来作为沥青混合料中的填料，但有的沥青热拌站基于各种原因用回收粉来部分代替矿粉。《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）中规定：拌和机采用干法除尘的粉尘可作为矿粉的一部分回收使用。回收粉尘的用量不得超过填料总量的25%，掺有粉尘的填料的塑性指数不得大于4%，其余质量要求应与矿粉相同。使用回收粉可以减少矿粉的用量、减少回收粉的排放量，减少清理布袋次数，减少了机械（排放、运输）及人工的支出，为施工单位带来一定的经济效益。
1矿粉的定义及特点
矿粉是矿石粉碎加工后的产物。依据国家标准GB/T18046－2008，矿粉根据其活性指数可分为S105、S95、S75三个等级，其活性钙、硅、铝等无机物的含量大于30%。目前使用的矿粉具有如下特点：（1）细度高，颗粒级配合理，矿粉活性得以充分发挥与利用；（2）产品活性高，质量波动小；（3）产品能耗低，生产效率高。
2矿粉用量与沥青膜厚度的关系
通常沥青混合料空隙率越大，沥青膜越薄，路面行车动水压力越大，则沥青混合料的耐老化性能越差。研究表明：沥青混合料中的沥青膜越厚，沥青混合料越显柔性和耐久性；沥青膜越薄，沥青混合料越脆，越易产生开裂和剥落。关于沥青膜厚度，中国规范未提出具体指标。依据国外资料建议，通常情况下连续密级配沥青混合料的沥青膜有效厚度宜不小于６μｍ，密实式沥青碎石混合料的有效沥青膜厚度宜不小于５μｍ。总体而言，对于沥青混凝土一般要求沥青膜厚为５～８μｍ。由于温拌再生沥青的沥青用量里包含了旧料的沥青，所以沥青用量本身较高，要求值可取上限即８μｍ。掺加矿粉的级配Ａ、Ｂ、Ｃ的沥青膜厚度基本低于６～８μｍ；相同沥青用量下，矿粉用量越高，沥青膜厚度越小，另外ＶＭＡ值也说明沥青被石料吸入量很大，有效沥青体积较少，这也说明温拌再生沥青混合料中旧料吸附沥青的能力较强，这就是导致矿料间隙中的沥青膜厚度不大的原因。沥青用量＜３．３％时，少矿粉的级配Ｄ的沥青膜厚度基本处于７～８μｍ的范围内，当新沥青用量≥３．３％时，未使用矿粉的级配的混合料沥青膜厚度均大于８μｍ。根据研究可知：当沥青膜厚度大于８μｍ，才不致使沥青混合料处于被水损坏的风险中。因此，在既保证沥青用量维持在３．３％，沥青膜厚度又能大于８μｍ，只有级配Ｄ是最好的选择。
3矿粉性能对沥青混合料的影响
3.1级配
矿粉除了要满足材料自身的级配要求外，还要填充粗细集料之间的空隙，以保证整体的矿料级配能够满足设计要求，并满足设计空隙率的要求。沥青混合料是由粗集料、细集料和沥青胶浆组成的，其中包含矿粉和沥青的沥青胶浆则是决定沥青混合料高、低温性能的关键因素。由于规范中对粉胶比的定义仅仅涉及粒径小于0．075mm的集料，即真正与沥青相结合形成胶浆的是这部分集料。那么矿粉中粒径小于0．075mm这一部分的级配组成对整个沥青混合料的质量是有重要影响的。粉胶比越大，沥青混合料的高温抗车辙能力越强，粉胶比越小，会有利于混合料的低温抗裂性。
3.2矿粉对沥青混合料抗水损害性能的影响
沥青膜厚度与水损害有着直接的关联，沥青对集料裹覆不足，易于引起沥青混合料的水损坏。采用冻融劈裂试验评价矿粉对温拌再生沥青混合料抗水损害性能的影响。为了更好地评价水在空隙中的作用及对混合料的影响，冻融劈裂试验所制备的马歇尔试件采用双面击实50次，故相比之前的75次击实试件在相同沥青用量下的空隙率有所增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在3种沥青用量下，通过采用尽量合适的合成级配，使得温拌再生沥青混合料的空隙率相当，在这样的条件下再进行冻融劈裂试验。由表６结果可知：新沥青用量为3.9％时级配Ａ、Ｄ的混合料ＴＳＲ均大于８０％，满足规范要求。无论在何种沥青用量下，少矿粉的级配Ｄ的劈裂绝对值均高于级配Ａ，且级配Ｄ的混合料ＴＳＲ均略大于级配Ａ。可见使用矿粉的温拌再生沥青混合料，其沥青膜厚度基本难以达到６～８μｍ，沥青膜如较薄，随着动水压力的冲刷，使得沥青混合料变脆，容易开裂造成一些与水有关的早期损坏。
3.3矿粉对沥青混合料塑性指数的影响
矿粉的塑性指数是矿粉液限含水量与塑限含水量之差，用于评价矿粉中粘性土成分的含量。塑性指数高的矿粉，吸水性和吸油性较大，并由此发生膨胀，将使沥青混合料的强度降低，或者在水的作用下发生剥离，导致沥青路面的损坏。
3.4矿粉对沥青混合料的稳定度、流值、残留稳定度的影响
虽然掺入矿粉的沥青混合料的基本性能能够满足现行规范要求，但与不掺加矿粉的混合料相比性能均出现降低。掺入25%回收粉的沥青混合料与未掺加矿粉的沥青混合料相比：稳定度降低比例为10%左右，残留稳定度数值降低5%左右；沥青混合料的动稳定度在数值上要低于纯矿粉沥青混合料1100次/mm，衰减幅度达到25%；沥青混合料冻融劈裂强度比在数值上要低于纯矿粉沥青混合料3%左右，衰减到81.5%，靠近规范要求的下限值。
3.5矿粉对温拌再生沥青混合料疲劳性能的影响
矿粉的加入虽然会填充混合料孔隙，有利于降低空隙率，从而有利于抵抗疲劳开裂，但矿粉的加入会降低沥青膜厚度，沥青膜厚度的降低所带来的不仅是粘结性与水稳定性的降低，更多的是会带来较早的结构层疲劳开裂。随着矿粉的加入，温拌再生沥青混合料的疲劳性能会有一定程度的降低，尤其在沥青用量较高时。基于此，若考虑到温拌再生沥青长期效应，在气温较低的北方地区若采用温拌再生沥青铺面，设计沥青用量应该适当增高，在做到严格控制离析的情况下尽量少加矿粉。
4沥青混合料中掺加矿粉的注意事项
4.1控制矿粉质量
首先应保证矿粉质量满足设计及规范要求。对进场矿粉应及时取样检测，检测合格后方可用于施工，严禁不合格材料用于施工。矿粉作为沥青混合料的重要组成部分，其矿物成分的变化对沥青混合料质量有较大影响。在施工过程中不能随意更换其他岩类的矿粉，如若更换，必须经过严格的试验和工程实践验证。
4.2保证矿粉用量
在气温较低的北方地区采用温拌再生沥青混合料，在拌和温度上具有较大的优势，然而设计沥青用量需适当提高，且矿粉用量过高会导致温拌再生沥青沥青混合料的疲劳性能有所降低，在生产过程中应严格控制矿粉用量在设计范围之内。
4.3控制矿粉掺量
要严格控制矿粉的掺量。添加的矿粉过少，不能达到填充集料空隙率，提高集料与沥青粘附性的效果；添加的矿粉过多，会造成吸附沥青增加，从而增加沥青用量，增加成本，甚至会造成混合料结块现象，影响混合料质量。
结语
随着高等级公路建设的发展，沥青路面以其良好的力学性能，低噪音，行车舒适，施工期短，养护维修简便等优点，广泛应用于公路及城市道路建设中。沥青混合料的质量直接影响到整个沥青路面的质量，矿粉作为沥青混合料的一种填料，有着其不可忽视的重要作用。
参考文献：
[1]郑晓光，吕伟民．集料泥土污染对沥青混合料水稳定性的影响．重庆交通学院学报，200524（4）：67－70．
[2]黄明，王鹏，李彦伟，等．温拌再生沥青混合料关键技术研究与性能评价［Ｊ］．公路，２０１２（１０）
论文作者:王栋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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