摘 要

一方面，我国公路建设对集料的需求巨大；另一方面，优质集料由于资源分布不均和过量开采，使得开采和运输成本不断提高，导致集料供需不足的矛盾日益突出。本文针对集料供需矛盾，研究不同种类集料的复合对沥青混合料路用性能的影响，所得结果对降低施工成本具有理论指导意义。

论文研究和对比了玄武岩、石灰岩、安山岩集料的岩性特征，并研究探讨集料的复合方法，在此基础上研究不同种类集料和不同复合方法对沥青混合料（ATB-25）的体积性能、水稳定性、抗疲劳性等的影响。

研究结果表明：使用分档复合方法，在体积性能方面，粗集料的影响大于细集料，集料的岩性特征及表面粗糙程度对空隙率影响较大。对比不同成型方式的空隙率，旋转压实成型的小于马歇尔成型的。在路用性能方面，掺入石灰岩粗、细集料均可提高沥青混合料的水稳定性，其中粗集料较为明显；掺入安山岩粗集料也可提高沥青混合料的水稳定性，但效果不明显。

本文的特色：可以为发挥集料对沥青混合料性能的有利影响，避免不利影响提供依据，帮助设计者更有目的性地选择集料，而且降低了工程应用成本。

关键词：复合集料；沥青混合料；体积性能；路用性能

Abstract

The demand of aggregates is highly large in Highway Construction.in China. And along with the increasingly exploitation of the uneven distributed high-quality aggregates, the balance of supply and demand is increasingly intense. This paper studies the effects of different kinds of aggregates' compound for road performance of the composite aggregates in asphalt. the results have theoretical guiding significance for reducing construction costs.

In this paper, lithology properties of Basalt, andesite and limestone are studied and compared. Composite methods are studied and discussed. Based on the above background, the influence of different kinds of aggregates and different compound methods on asphalt (ATB-25) Mixture's volume performance, water damage resistance performance and anti-fatigue property were studied.

The results of research show that when using composite methods The effect of coarse aggregate is higher than the fine aggregate for the volume of performance. Surface roughness and lithology of aggregate makes great impact for porosity. Gyratory molding’s porosity is less than that of Marshall molding. In terms of road performance, incorporation of limestone fine aggregate and coarse aggregate can obviously improve water damage resistance performance of asphalt. Incorporation of andesite coarse aggregate has the same effect, but not that obvious.

The characteristics of this paper are that it can provide the basis of helping to increase the positive effect and avoid the adverse effect for the performance of asphalt mixture, and help the designer to purposefully select the aggregates and reduce the cost of engineering application.

Key Words: composite aggregate；asphalt mixture；volume performance；road performance

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及目的意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3研究内容、预期目标和研究的技术方案 2

1.3.1研究内容 2

1.3.2研究预期目标 3

1.3.3技术方案 3

第2章 原材料与测试方法 5

2.1原材料的选择及其性能指标 5

2.1.1玄武岩集料 5

2.1.2 石灰岩集料 6

2.1.3安山岩集料 7

2.1.4沥青 8

2.1.5矿粉 8

2.2测试方法 8

2.2.1试件的成型方法 8

2.2.2混合料体积性能 10

2.2.3混合料水稳定性能 10

2.2.4混合料抗疲劳性能 12

第3章 集料复合方法和性能分析研究 14

3.1 集料的复合方法 14

3.2 集料的性能分析 15

3.2.1化学组成分析 15

3.2.2密度和吸水率分析 15

3.3 集料有效密度的确定 19

第4章 复合集料对ATB-25体积性能的影响 21

4.1 ATB-25沥青混合料级配设计 21

4.2集料复合方法设计 21

4.2.1分档复合方法设计 22

4.2.2粗集料分档复合方法设计 22

4.3成型方法对体积性能的影响 22

4.4 分档复合对沥青混合料体积性能影响 23

4.5粗集料分档复合对沥青混合料体积性能影响 25

第5章 复合集料对ATB-25路用性能的影响 27

5.1分档复合对路用性能的影响 27

5.1.1试验方案 27

5.1.2浸水马歇尔试验 27

5.1.3冻融劈裂试验 28

5.2粗集料分档复合对路用性能的影响 29

5.2.1试验方案 29

5.2.2浸水马歇尔试验 29

5.2.3冻融劈裂试验 30

5.2.4抗疲劳性能 30

第6章 结论 32

参考文献 33

致谢 34

第1章 绪论

1.1 研究背景及目的意义

随着我国基础设施持续的建设和改建，高速公路建设将继续快速发展。在2015年，我国的新增高速公路里程为12212公里。“十三五规划”提到新建和改建高速公路项目是重点基础建设工程之一，可以预计未来几年将上马大量高速公路项目^[1]。

沥青路面具有施工期短、平整度高、行车舒适、疏水少尘、养护方便的优点，相对其他高级路面有明显的优势。我国高速公路路面多为沥青混凝土路面，而其中集料是路面工程用量最大的材料，占沥青混合料总质量的90%以上 ^[2-3]。在我国，铺设沥青混凝土路面所用集料多为玄武岩，特别是在沥青路面上面层的集料选用中，由于要求集料强度大、耐磨性好，因此选择往往仅有玄武岩。但优质玄武岩储量少且分布不均、开采加工难度大，而且因为公路建设的大量使用其储量进一步减少，集料的供需矛盾日益突出，开采和运输成本增加，影响工程建设的顺利进行 ^[5]。

沥青路面施工常用的集料也包括石灰岩和安山岩。石灰岩属于沉积岩，是一种储量巨大、分布广泛的石材，同时具有开采简单、破碎容易、价格较低等优点，部分硅含量较高的石灰岩由于强度较大，可以部分替代优质玄武岩^[5]。安山岩是一种中性的喷出岩，资源分布也较广泛，化学成分与玄武岩相近，表面多孔粗糙，质地坚硬且强度大 ^[6]。因此，从技术性和经济性来看，高速公路铺设选用石灰岩和安山岩作为集料是可行的。