根据近代胶浆理论，沥青胶浆是决定沥青混合料黏弹性的重要因素。在高温及车辆荷载作用下，沥青混合料中沥青胶浆逐渐软化，黏聚力逐渐降低，极易造成混合料的骨架结构失稳破坏，最终导致混凝土路面面层开裂和永久变形的出现。近年来，以SBS、SBR等聚合物对沥青材料进行改性的应用广受关注，由此也显著增加了沥青混凝土铺面建设工程的实际成本。有试验研究表明，通过添加一种或数种无机填料对沥青或沥青混合料进行改性，选择合适的施工技术工艺，使填料与沥青等混合料充分拌和均匀，能有效提高其耐久性。随着对无机填料的研究，将来源广泛、成本低廉的矿粉、水泥、石灰、粉煤灰、火山灰等常见的无机微粉作为填料应用到沥青混凝土中逐渐受到改性沥青领域研究的关注。如冯新军，熊锐，杨晓凯等围绕煤矸石粉沥青胶浆路用性能开展了一系列的研究[1-4]。

水泥呈粉状，能在空气或水中硬化，硬化后强度较高。作为一种无机胶凝材料，可以把砂、石等骨料充分胶结，在工程领域广泛应用。目前，国内外对水泥改性沥青胶浆的路用性能进行了一些研究，如刘矿军[5]认为，在粉胶比为1.2的情况下，当水泥替换矿粉掺量低于40%时，掺加水泥替代矿粉对沥青胶浆改善效果较为显著；王佃峰[6]通过研究水泥掺量在稳定度和动稳定度方面的变化规律，综合考虑高温稳定性和经济性后认为，水泥掺量不宜超过3.5%，以2.5%为宜；林宏伟等[7]认为，乳化沥青冷再生混合料力学强度随着水泥掺量增加不断增大，当水泥掺量超过1.5%后，冷再生混合料的力学强度增长速率放缓；水泥掺量为1.5%时，马歇尔稳定度、干湿劈裂强度和抗剪强度分别提高了11%、19%、21%和85%。

上述研究显示添加水泥的剂量与沥青混合料的早期强度成正比，其改善冷拌沥青混合料的早期强度的效果显著，而且有助于提高冷拌沥青混合料的抗压强度和常温劈裂强度，对沥青混合料水稳定性的改善效果也比较显著。本研究将沥青胶浆作为一个整体研究，通过不同掺量的水泥替代矿粉以改善沥青胶浆性能和黏弹性，从沥青胶浆的微观机理进行分析，以提高沥青混合料的路用性能。

研究选用水泥(C)和矿粉(MP)作为填料，分别以填料与沥青质量比mc/ma为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8等6种比例制备C-沥青胶浆和MP-沥青胶浆，对不同mc/ma条件下的水泥和矿粉填料改性沥青胶浆的路用性能进行对比，对沥青胶浆材料的基本指标测定试验、标准黏度测定试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)，利用扫描电镜(SEM)和红外光谱试验(IR)对水泥改性沥青胶浆微观机理进行分析，评判水泥替代矿粉的可行性，得到水泥改性沥青胶浆的合理mc/ma比例，为水泥替代矿粉作为填料改性沥青混凝土路用性能的可行性提供依据。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

1.1.1 沥 青

沥青选用A-10#基质石油沥青，主要技术指标如表1所示。

表1 A-10#基质石油沥青的主要技术指标指标(单位)技术标准实测结果实验方法针入度(0.1mm)(15 ℃,100 g,5 s)实测33.8(25 ℃,100 g,5 s)100～.2(30 ℃,100 g,5 s)实测软化点/℃>95 ℃延伸度/cm(25 ℃,5 cm/min)实测12T0605闪点/℃>T0611溶解度/%三氯乙烯>99.5%100%T0607密度(g/cm3) 15 ℃实测

1.1.2 填 料

水泥选用安徽舜岳水泥有限责任公司所生产的P·O42.5普通硅酸盐水泥，根据相关规范[8-10]，其相应主要技术性能指标如表2所示。矿粉选用S95粒化高炉矿粉，主要技术指标如表3所示。所用材料各项技术指标均满足规范[8-10]要求。水泥和矿粉的主要化学组成成分如表4所示，水泥和矿粉原状如图1所示。

表2 水泥的主要技术指标指标(单位)技术标准实测结果密度(g/cm3)3.0～3.153.1比表面积(m2/kg)≥3001 445初凝时间/h≥0.751 h终凝时间/h<105 h

表3 矿粉的主要技术指标指标(单位)实测结果表观密度(g/cm3)2.72比表面积(m2/kg)426亲水系数0.80 粒度范围/%<0.6 mm100<0.15 mm93.4<0.075 mm77.6

表4 水泥和矿粉的主要化学组成成分/%CaOSiO2Al2O3Fe2O3SO3MgONa2O合计水泥矿粉.63

图1 2类填料原状图

1.2 试验方法

1.2.1 试样制备

选用水泥和矿粉作为填料，分别以填料与沥青质量比mc/ma为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8等6种制备C-沥青胶浆和MP-沥青胶浆。具体制备施工技术工艺为：首先将两类填料置于100 ℃±5℃烘箱中烘干至恒重，然后将一次选取的A-10#基质石油沥青置于160 ℃烘箱中加热至流质状态并过滤杂质后备用。按照设计的不同mc/ma比例，将两类填料分2～3次加到基质沥青中，为实现填料与基质沥青充分拌合的目的，使用小型磁力加热搅拌器在150 ℃±5 ℃的恒温下以1 000 r/min转速充分搅拌均匀成沥青胶浆。按照规范要求，浇筑制备设计沥青胶浆试验的模具中，并严格按照规范要求进行养护。

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