彩色沥青混合料性能室内研究

吴志勇 万成 陈超

彩色沥青混凝土路面作为一种新型道路面层结构，具有美化城市、改善道路环境、强化交通警示和疏导交通流量等重要功能，广泛应用于景区公路、城市道路或广场上等场所，被全球工程界视为“新型绿色建材”。彩色沥青混凝土作为一种新型混合料，其材料组成设计和路用性能仍有待完善和提高。为此，本文中笔者通过对不同材料组成获得的彩色沥青混合料各项性能比较，论述了其优劣，以期为彩色沥青混合料的生产应用提供技术参考。

1 彩色沥青混合料的生产

彩色沥青混凝土路面是指脱色沥青或人工调配的浅色胶结料与各种颜色的色料、彩色集料和添加剂等材料在特定的温度条件下拌和而成的各种彩色沥青混合料，再经过摊铺、碾压而成的具有一定强度和使用性能的非黑色沥青混凝土路面。目前彩色沥青混合料生产有四种处理方法:1)沥青结合料着色。2)彩色集料着色。3)彩色沥青结合料。4)无色沥青结合料。

2 彩色沥青混合料配合比设计

为了研究不同材料组成的彩色沥青混合料的各项性能，采用了明色沥青结合料与两种不同粒径的彩色陶瓷颗粒及两种不同色粉进行了配合比设计。

2.1 原材料的选择

1)沥青为广州路翔公司生产的明色沥青，其各项指标试验结果见表 1。

表1 无色沥青的技术指标试验结果

2)取两种色粉(分别取名为色粉 1、色粉 2)进行各项指标试验，其试验结果见表2。

表2 色粉的技术指标试验结果

3)石料为深圳芙蓉石场的辉绿岩:10mm～15mm碎石、5mm～10mm碎石、3mm～5mm碎石，0mm～3mm石屑，陶瓷为山东淄博博山亚美陶瓷厂生产。其各种材料的筛分结果见表 3。

表3 集料的筛分结果

2.2 级配设计

为了获取良好路用性能的沥青混合料，采用了在加陶瓷颗粒及色粉情况下各项性能优良的级配 1和级配 2，其筛孔通过率见表 4。经调研国外彩色沥青混合料彩色陶瓷颗粒掺量，绝大部分的资料表明陶瓷颗粒的掺量为同级集料的 30%，在本试验中采用了与之相同的掺量方式。

表4 AC-13C沥青混合料矿料级配组成

2.3 材料组合及用油量的确定

为了获得抗污染性能好，保色性能优，并且沥青混合料常规路用性能良好的沥青混合料，对两种不同粒径的陶瓷颗粒和两种不同的色粉进行组合，制作沥青混合料马歇尔试件，确定不同组合下的最佳沥青用量，试件结果见表 5。

表5 材料组合及最佳沥青用量表

从马歇尔试验的结果来看，上述组合初步确定最佳沥青用量相差不大。从用油量的变化趋势来看，掺加粒径为 5mm～10mm陶瓷颗粒比3mm～5mm陶瓷颗粒用油量小，级配 2的用油量比级配 1的用油量小，而所选用的两种色粉对用油量的影响不大。

3 路用性能评价

3.1 类指干法

在使用彩色沥青混合料铺筑道路时，其视觉和景观效果是重点考虑的对象之一。为避免彩色沥青路面被汽车轮胎上的脏物和杂物污染而影响景观效果，施工选用明色沥青同时应满足以下要求:即开放交通后路面具备良好的干爽程度，且不吸附轮胎上的污染物。评价时可借鉴指干法试验判断试件的表面干爽程度。取两张表面光洁的面巾纸夹在两个马歇尔试件之间，将同样方法制作的四组试件放入(45±1)℃恒温箱，3 h后取出试件，将面巾纸从试件上揭开，观察试件表面是否有纸屑残留。将表面无纸屑残留试件选用的明色沥青判定为优良的表面干爽程度，将表面有2处以下纸屑残留试件选用的明色沥青判定为合格的表面干爽程度，将表面有 3处以上纸屑残留试件选用的明色沥青判定为不合格的表面干爽程度。

表6 各组合类指干法试验结果

表6为各组合进行类指干法试验的结果。从试验的结果可以看出，色粉，级配，陶瓷粒径的大小对沥青混合料的抗污效果都有影响，但其中影响最大的是色粉种类。采用色粉 1的沥青混合料都合格，而采用色粉 2的沥青混合料试验结果大部分不合格，并且掺加大粒径的陶瓷颗粒或者采用较粗的级配，其抗污效果更好。

3.2 彩色沥青混合料的水稳性

根据各组合各自的最佳沥青用量(油石比)制备马歇尔试件，进行了沥青混合料的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，对其水稳性进行了评价。试验结果表明，采用色粉 1的水稳性要强于色粉2，级配 1和级配 2在水稳性方面差别不大，而掺加大颗粒的陶瓷略微降低了彩色沥青混合料的水稳性。但除了组合 8外，其余组合的残留稳定度和残留强度都满足规范的要求。

3.3 彩色沥青混合料的高温稳定性

根据各组合各自的最佳沥青用量(油石比)成型车辙试模，然后进行车辙试验，试验结果见表 7。

表7 各组合的车辙试验结果

从车辙试验的结果可知，所有组合的动稳定度 DS都大于5 000次/mm，满足改性沥青混凝土配合比设计检验指标车辙试验动稳定度不小于 2 800次/mm的要求。从整个的动稳定度数据来看，级配 2的动稳定度要比级配 1的动稳定度好。动稳定度由大到小的排序为组合 6＞组合5＞组合 7＞组合 8＞组合1＞组合2＞组合 4＞组合 3。

4 结语

1)从试验结果可知，组合 6即采用使用级配 2掺加色粉 1和5mm～10mm的陶瓷颗粒的沥青混合料，沥青用量为4.7%时，其抗污性能，抗水损害以及抗车辙的性能效果最好。

2)色粉对彩色沥青混合料抗污性能的影响最大，在沥青胶结料相同的情况下，级配仍然是抗高温性能的决定因素。

3)采用大粒径的陶瓷颗粒在保持彩色沥青混合料的颜色上优于小粒径的陶瓷颗粒。

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