彩色瀝青混凝土的應(yīng)用研究

多采用AC-10I、AC-5I 型級配。使用集料規(guī)格一般為5 ～10mm、3 ～5mm 及機(jī)制砂、天然砂，填料多采用石灰?guī)r礦粉。對于膠結(jié)料，可以直接使用彩色瀝青，也可以使用脫色瀝青并摻加顏料。

集料的選擇

　　用于彩色瀝青混凝土面層的粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀，潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，具有足夠的強(qiáng)度、耐磨耗性，并與脫色瀝青粘附力強(qiáng)。由于5 ～10mm 集料針片狀含量、黏附性等指標(biāo)不易檢測，所以在選擇石料的時候尤其要注意原巖的選擇。由于酸性石料與瀝青的粘附力差、水穩(wěn)定性不好，宜選擇堿性石料。對于石料性質(zhì)，可以采用同產(chǎn)地、同料廠的較大粒徑石料進(jìn)行試驗(yàn)作為參考。本公司石料來源穩(wěn)定，主要是北京及河北三河的石灰?guī)r，選擇規(guī)格為1 0 ～20mm 石料進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1 。

　　由表1 可見，三河產(chǎn)石灰?guī)r針片狀較少，軟石含量少，與脫色瀝青的黏附性等級同為4 級。但是試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，北京石料的瀝青裹附程度弱于三河石料；同時，北京產(chǎn)石料的針片狀含量高，石料的壓碎值偏高。所以，最終選擇三河產(chǎn)石料。瀝青混凝土的細(xì)集料可采用天然砂、機(jī)制砂，不宜使用石屑。細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并由適當(dāng)?shù)念w粒組成。由于天然砂一般風(fēng)化嚴(yán)重，含泥量較高，

　　所以在交通部2005 年1 月1 日實(shí)施的新的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定，熱拌密級配瀝青混凝土中天然砂使用量通常不宜超過細(xì)集料總量的2 0 %，從而對于天然砂的使用有所限制。因此在機(jī)制砂的質(zhì)量能夠保證的前提下，彩色瀝青混凝土細(xì)集料可以完全使用機(jī)制砂。機(jī)制砂是指選用優(yōu)質(zhì)石料，并采用專用制砂機(jī)制造的水洗砂。目前，大多數(shù)石料廠家的機(jī)制砂實(shí)質(zhì)上是石料廠破碎石料時通過4.75 或2.36mm 篩下部分的石屑。這兩種細(xì)集料從外觀看，石屑含土量偏多，級配不均勻，砂當(dāng)量試驗(yàn)結(jié)果也有很大差異，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。另外，細(xì)集料應(yīng)與膠結(jié)料有良好的粘結(jié)能力，這一點(diǎn)也是由生產(chǎn)機(jī)制砂所用的原巖決定的。

　　填料的重要作用是與膠結(jié)料組成膠漿，填充于骨料間的空隙中，并將礦料顆粒粘結(jié)在一起，使瀝青混凝土具有抵抗荷載和環(huán)境因素作用的能力。在彩色瀝青混凝土中，填料有兩種：一種是礦粉，另一種是彩色的顏料。經(jīng)實(shí)踐證明，完全使用顏料，一方面將大大提高混凝土的成本，另一方面顏料在性能上不同于礦粉；完全不使用礦粉，混凝土粘結(jié)性及強(qiáng)度均不足，難以壓實(shí)。此外，從瀝青混凝土的路用性能和產(chǎn)品顏色亮麗上考慮，最好不使用拌和機(jī)的回收粉。

膠結(jié)料的選擇

　　膠結(jié)料在瀝青混凝土中是構(gòu)成瀝青

　　混凝土結(jié)構(gòu)的重要材料，直接決定了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性。瀝青用量的多少，對路面抗滑性及施工和易性有重要影響。彩色瀝青路面中的脫色瀝青除了要滿足以上性能要求外，還要降低自身顏色深度，以最大限度使瀝青混凝土的色彩艷麗，滿足施工的景觀要求。

　　本公司使用的是自己研制的脫色瀝青（是一種合成瀝青，成分保密），并按照北京市路面常用道路石油瀝青技術(shù)要求劃分標(biāo)號，分為90 號與70 號。經(jīng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)，90 號脫色瀝青可以滿足目前北京市不同的路面要求，檢測指標(biāo)見表3。

　　脫色瀝青同普通瀝青一樣在低溫狀態(tài)下可以長期存放，但是不同批次制作的脫色瀝青混合使用前應(yīng)先攪拌均勻，并經(jīng)檢驗(yàn)合格方可使用。脫色瀝青在貯運(yùn)、使用，及存放過程中應(yīng)有良好的防水措施，并應(yīng)避免雨水進(jìn)入瀝青中，影響瀝青使用性能及混凝土質(zhì)量。

顏料的選擇

　　顏料的傳統(tǒng)用途在于配置涂料、油墨以及著色塑料和橡膠。隨著印染助劑及印染技術(shù)的發(fā)展，顏料開始涉入紡織品著色領(lǐng)域。顏料從化學(xué)組成來分類，可分為無機(jī)顏料與有機(jī)顏料兩大類。由于彩色瀝青混凝土在生產(chǎn)中的特殊性，對于顏料不僅要求其顏色、遮蓋力、著色力，還要考慮其穩(wěn)定性，尤其是耐熱性。在高溫環(huán)境下使用，有機(jī)顏料會發(fā)生分解反應(yīng)，其結(jié)晶形態(tài)也可能變化，形成更完整的、結(jié)晶度更大的晶體，導(dǎo)致其顏色變化?？傮w來說，無機(jī)顏料的耐候耐光耐熱性遠(yuǎn)比一般有機(jī)顏料強(qiáng)。

　　在瀝青混凝土生產(chǎn)中，由于顏料直接接觸高溫瀝青及集料，所以要求顏料耐熱性要高于瀝青混凝土生產(chǎn)時集料最高加熱溫度。按照交通部2005年1月1 日實(shí)施的新的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，間歇式拌和機(jī)集料最高加熱溫度為1 9 0℃，所以要采取一個簡單試驗(yàn)來考察顏料的耐熱性：將所選幾種同樣顏色但結(jié)構(gòu)不同的顏料在180℃烘箱中靜置2h，再將放入烘箱前的顏色與取出后顏色進(jìn)行對比，選擇色差變化最小的顏料即可。此外，顏料的不同的顆粒大小會使顏色發(fā)生變色，遮蓋力、著色力的強(qiáng)弱也會隨之而變。這些都是在選擇顏料時應(yīng)著重注意的問題。

彩色瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

　　彩色瀝青混凝土由于多鋪筑小區(qū)、人行道，對強(qiáng)度的要求不高，礦料級配一般選擇AC-5I 型AC-10I 型瀝青混凝土，其各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國標(biāo)一致。配合比設(shè)計(jì)一般采用馬歇爾試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，包括目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個階段。在生產(chǎn)驗(yàn)證階段，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)其水穩(wěn)定性。

目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

　　根據(jù)選好的材料通過礦料級配進(jìn)行配比計(jì)算，找出最佳狀態(tài)的配合比。級配曲線在推薦范圍的中值不一定是最理想的級配，要根據(jù)材料本身的特點(diǎn)和具體工程特點(diǎn)而定。如純粹是人行景觀路、球場，則選擇細(xì)型級配，合成級配靠近范圍的上限；如建成后有車輛交通量，則選擇粗型級配，合成級配靠近范圍的下限，如圖1 所示。然后按照同型號普通瀝青混凝土的最佳瀝青用量，以± 0.3% 為幅度選擇不同的油石比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，得出最佳瀝青用量。

生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

　　目標(biāo)配合比確定之后，要使用實(shí)際施工所用的瀝青混凝土拌合設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)時，礦料按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的比例由冷料倉進(jìn)入加熱滾筒，經(jīng)震動篩分后進(jìn)入熱料倉，試驗(yàn)人員取熱料倉集料進(jìn)行二次篩分，再一次求出實(shí)際配合比，使其合成級配在級配范圍內(nèi)，并最大限度的接近目標(biāo)配合比級配合成值，按照此級配結(jié)果以目標(biāo)最佳油石比按0.3% 差值進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，得出生產(chǎn)配合比結(jié)果。

生產(chǎn)配合比驗(yàn)證

　　一般瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)，通過試拌試鋪來檢驗(yàn)生產(chǎn)配合比。由于彩色瀝青混凝土的工程用量小，不可能對每個工程都鋪筑試驗(yàn)段進(jìn)行配合比驗(yàn)證。在實(shí)際操作中，都是在生產(chǎn)前進(jìn)行少量試拌，由試驗(yàn)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場目測，從歷次彩色瀝青混凝土生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，確定混凝土是否合格及能否用于工程上。

　　需要說明的是，彩色瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)不僅僅是使瀝青混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)符合規(guī)范的要求，更重要的是必須滿足工程對于顏色的要求，所以在配合比設(shè)計(jì)的過程中必須加入顏料進(jìn)行外觀檢查及馬氏試驗(yàn)指標(biāo)驗(yàn)證。加入時間以目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段為宜。由于加入的顏料表面積較大，彩色瀝青混凝土的油石比要比普通的瀝青混凝土偏高。

　　以90 號脫色瀝青為膠結(jié)料進(jìn)行試驗(yàn)為例，得到的瀝青混凝土性能指標(biāo)與普通瀝青混凝土相比，除由于油石比高、密度及穩(wěn)定度略小外，基本沒有什么差異。