1、硅藻土改性瀝青混合料在寒冷重冰凍地區(qū)的推廣研究報 告 簡 本一、項(xiàng)目研究目的意義硅藻土是一種稀有非金屬礦，是由古代生物硅藻（一種單細(xì)胞的水生藻類）遺骸沉積形成的一種化石性硅藻堆積土礦床，主要由硅藻遺骸和軟泥固結(jié)而成，其本質(zhì)是含水的非晶質(zhì)SiO2，并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有機(jī)雜質(zhì)。在顯微鏡下可以觀察到天然硅藻土的特殊多孔性構(gòu)造，該微孔結(jié)構(gòu)是硅藻土具有特殊理化性質(zhì)的原因。 圖1 硅藻土樣品我國硅藻土資源豐富，全國10多個省區(qū)有硅藻土礦產(chǎn)出，其中已探明儲量的有345處，總保有量約3.85億噸，是世界上第二大硅藻土生產(chǎn)國（美國是世界上最大的硅藻土產(chǎn)品生產(chǎn)商和消費(fèi)國，總儲量達(dá)6

2、.81億噸）。我國硅藻土資源主要分布在吉林省長白、浙江嵊州市、云南尋甸、山東臨朐、四川攀西地區(qū)及河北、福建等省。硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，優(yōu)質(zhì)者色白。因其特殊的構(gòu)造，以硅藻土為原材料加工的產(chǎn)品堆積密度小，比表面積大，吸附性好，耐酸，耐熱。工業(yè)上常用來作為保溫材料、過濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑及催化劑載體等。在道路工程材料方面，可以作為水泥的填料，用以配制高硅質(zhì)和波特蘭水泥，能夠提高混凝土的流動性和可塑性，提高產(chǎn)品的耐磨和耐磨腐蝕性；還可以作為高瀝青含量的路面和防水卷材的填料，能有效地解決泛油和擠漿現(xiàn)象，提高防滑性、耐磨性、抗壓強(qiáng)度、耐浸蝕能力、大幅度地提高使用壽命。瀝青路面具

3、有行車平穩(wěn)、舒適、噪音低、建設(shè)速度快、養(yǎng)護(hù)維修方便、易于回收再生利用等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外公路建設(shè)中應(yīng)用廣泛，但是在瀝青路面運(yùn)營過程中往往出現(xiàn)車轍、裂縫、水損害等病害，因此，需要通過外加手段改善和提高瀝青混合料的路用性能，達(dá)到改善瀝青路面使用性能的目的。隨著國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，公路等級的提高，交通量的增長，車輛大型化、交通渠化和超載嚴(yán)重等，瀝青路面面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，從而對瀝青及瀝青混合料提出了相應(yīng)的性能要求。瀝青路面的性能很大程度上取決于所采用的瀝青混合料的品質(zhì)，因此對瀝青混合料中起粘結(jié)作用的瀝青材料的研究成為道路研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。瀝青改性是提高瀝青混合料路用性能的途徑之一，目前常用改性劑包括有機(jī)改性劑和

4、無機(jī)改性劑兩大類，其中國內(nèi)外使用較多的是有機(jī)改性劑，即各種聚合物改性劑，但是由于聚合物改性劑價格昂貴，有的還需要進(jìn)口，改性技術(shù)、設(shè)備及施工工藝比較復(fù)雜，需要專業(yè)人員操作，限制了改性瀝青的發(fā)展。2004年10月，交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目管理中心在長春市主持召開了西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“硅藻土改性瀝青混合料在寒冷重冰凍地區(qū)的推廣研究”可行性研究報告評審會，同年11月簽定了項(xiàng)目合同書，編號：2004 318 000 50，2005年3月通過了項(xiàng)目研究大綱評審。硅藻土作為改性劑能夠較好地改善瀝青混合料的路用性能，主要體現(xiàn)在硅藻土改性瀝青具有良好的穩(wěn)定性、粘附性，可改善瀝青及混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗開

5、裂性，明顯提高水穩(wěn)性和抗疲勞、抗老化性能，同時與常規(guī)的聚合物改性瀝青相比，硅藻土改性瀝青在價格、生產(chǎn)工藝、儲存方法上有更大的優(yōu)勢。用硅藻土做改性劑提高瀝青路面質(zhì)量，云南省已經(jīng)有所研究與應(yīng)用，并得到了大面積的推廣。由此可見，硅藻土改性瀝青在全國的推廣和應(yīng)用將產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，能夠大大提高路面質(zhì)量和使用壽命，降低道路的年平均使用費(fèi)。因而，系統(tǒng)地研究其改性機(jī)理、配合比設(shè)計、路用性能、生產(chǎn)工藝、施工工藝等，具有十分重要的意義。依托吉林省硅藻土資源豐富的實(shí)際情況，借鑒云南省的研究成果，研究寒冷重冰凍地區(qū)硅改瀝青混凝土的技術(shù)方法，分析硅藻土對瀝青混合料的影響和路用性能，提高瀝青混凝土的耐久性能，延

6、長瀝青混凝土路面的使用壽命。硅藻土改性瀝青混合料在寒冷重冰凍地區(qū)的推廣應(yīng)用不僅可以使地產(chǎn)硅藻土資源得到推廣應(yīng)用，為我國改性瀝青路面的研究和發(fā)展提供一種新型實(shí)用的改性劑，而且還可以提高寒冷地區(qū)瀝青混凝土路面的性能，意義十分重大！二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀國外在80年代就有將硅藻土作為改性材料加入瀝青混合料中，改善瀝青路面混合料的強(qiáng)度、粘性、熱壓縮致密性等性能的文獻(xiàn)報道。美國在Houston、Calgary和Los Angelers等地鋪筑了承擔(dān)重交通的硅藻土路面，取得了顯著的效果，有多項(xiàng)在瀝青路面方面應(yīng)用的專利技術(shù)，其研究主要側(cè)重于硅藻土改性瀝青混合料的性能和路面的實(shí)際路用效果，如塑性流動性、空隙率的變

7、化、路面透水性和路面中瀝青的抗老化性能等，肯定了硅藻土改性瀝青路面的使用性能。后來由于種種原因，在瀝青路面上的應(yīng)用研究沒有繼續(xù)進(jìn)行，但相關(guān)研究仍在進(jìn)行，如美國專利“硅藻土改性瀝青板及膠漿密封料”（US 4548650）等。國外未能大面積推廣使用的原因是由于國外硅藻土礦絕大部分品位低。后來，德國在美國的研究基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改進(jìn)，由于用水洗法提純的硅藻土，無法全部除掉許多對瀝青有害的雜質(zhì)，如粘土礦物、有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦、方解石等，發(fā)明了“火法”工藝，使硅藻土的提純、活化、擴(kuò)容一次完成，形成復(fù)合型的硅酸鹽。高品位硅藻土礦極少，且價格高無法大量應(yīng)用，其大多應(yīng)用于高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)。國內(nèi)在上世紀(jì)90年代后期

8、也有用低品位硅藻土、硅藻土陶粒代替礦粉作為瀝青路面混合料填料的研究報道。云南省率先進(jìn)行了硅藻土改性瀝青的研究，該課題針對我國瀝青路面早期損壞嚴(yán)重的實(shí)際，利用地產(chǎn)資源硅藻精土作為添加劑，大幅度提高了瀝青混合料的高低溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，瀝青混合料疲勞壽命提高 50%以上，云南省修筑了500多公里的試驗(yàn)路，取得了較好應(yīng)用效果。郭天龍等結(jié)合云南大保高速公路中硅藻土改性瀝青的使用，從硅藻土改性瀝青混凝土混合料設(shè)計、生產(chǎn)、施工、檢測等方面的運(yùn)用，介紹了其在公路瀝青路面工程中的適用性、經(jīng)濟(jì)性和可操作性。昆明公路管理總段通過硅藻土改性瀝青試驗(yàn)路的鋪筑與觀察，介紹了硅藻土改性瀝青與礦料的粘結(jié)性和耐磨性，對路面服

9、務(wù)質(zhì)量的提高，說明了硅藻土是瀝青路面鋪筑及路面中修及養(yǎng)護(hù)的良好材料。云南省還發(fā)明了超低品位硅藻土純物理選礦方法，可以從超低品位的硅藻土礦中，以極低的成本，大批量選出一、二級的硅藻精土，使硅藻土在瀝青路面上的大量應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。長安大學(xué)采用紅外光譜（IR）和掃描電鏡（SEM）分析的方法，對硅藻土改性劑不同摻量的硅藻土改性瀝青以及不同種類的硅藻土改性瀝青進(jìn)行了試驗(yàn)，分析了硅藻土微觀結(jié)構(gòu)對硅改瀝青性能的影響，研究了兩者之間相互作用的機(jī)理。結(jié)果表明：硅藻土與瀝青能夠均勻混合，并且形成穩(wěn)定的整體，具有良好的相容性，有助于改善瀝青的技術(shù)性能，為硅改瀝青的進(jìn)一步應(yīng)用提供了微觀理論上的依據(jù)；2004年長安大學(xué)又

10、通過開發(fā)的錐入度試驗(yàn)研究了硅藻土改性瀝青膠漿的技術(shù)性能，結(jié)果表明錐入度試驗(yàn)?zāi)軌蛎黠@區(qū)分不同硅藻土摻量改性瀝青膠漿的抗剪性能。2004 年，長沙理工大學(xué)對 DE-99型和 DE-99型硅藻土改性劑改性瀝青及瀝青混合料進(jìn)行了一系列室內(nèi)試驗(yàn)，包括瀝青的技術(shù)性能試驗(yàn)、瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)、高溫車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)等，并應(yīng)用示差掃描量熱（DSC）、掃描電子顯微鏡（SEM）方法對改性機(jī)理進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明：在瀝青中摻入 DE-99型和 DE-99型硅藻土改性劑，可使瀝青及瀝青混合料的高溫性能得到一定的改善。2006年長沙理工大學(xué)又通過紅外光譜分析法對基質(zhì)瀝青、老化瀝

11、青和硅藻土改性老化瀝青的紅外光譜進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)硅藻土改性瀝青對抑制瀝青老化有一定作用，其作用機(jī)理主要在于物理分散作用。但硅藻土的加入并不能避免瀝青出現(xiàn)老化特征峰，所以有必要尋求其他技術(shù)途徑以延緩瀝青老化。南京林業(yè)大學(xué)使用凍融劈裂試驗(yàn)，采用不同劑量的硅藻土來研究硅藻土對瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)研究表明：硅藻土能較好地改善瀝青混凝土的水穩(wěn)定性能。2005年哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院采用4種不同的硅藻土進(jìn)行硅改瀝青高溫性能研究，并運(yùn)用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度分析方法，找出硅藻土化學(xué)成分影響瀝青高溫性能的主要因素，從而確定硅藻土作為改性劑的基本化學(xué)成分。通過灰色關(guān)聯(lián)度分析，影響瀝青高溫穩(wěn)定性主要

12、因素是SiO2的含量，為提高瀝青的高溫穩(wěn)定性，必需使用SiO2含量大于80%的硅藻土，同時形態(tài)結(jié)構(gòu)必需為非晶體，因?yàn)榉蔷w結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)的活性。從上述研究現(xiàn)狀可以看出，目前國內(nèi)外對瀝青路面的研究主要集中在改性瀝青的試驗(yàn)研究上，對于硅藻土改性瀝青的研究有限，尤其對于硅藻土改性瀝青在混合料中的作用機(jī)理、配合比設(shè)計方法、全套的生產(chǎn)工藝流程以及硅藻土改性瀝青混合料路用性能的研究進(jìn)行的并不充分，其應(yīng)用也未得到充分驗(yàn)證，特別是在寒冷重冰凍地區(qū)的應(yīng)用效果。三、項(xiàng)目研究內(nèi)容及技術(shù)路線1、研究內(nèi)容在總結(jié)和借鑒國內(nèi)外對硅藻土改性瀝青混合料的研究基礎(chǔ)上，分析硅藻土改性瀝青混合料在寒冷重冰凍地區(qū)的路用性能，確定主要研究內(nèi)

13、容如下：（1）吉林省典型硅藻土的物理化學(xué)性能研究，與云南硅藻土性能比較（2）寒冷重冰凍地區(qū)硅藻土瀝青混合料配合比的研究（3）寒冷重冰凍地區(qū)硅藻土瀝青混凝土推廣路段路用性能的研究硅藻土瀝青混凝土高、低溫穩(wěn)定性硅藻土瀝青混凝土水穩(wěn)定性試驗(yàn)路路面車轍、溫縮裂縫和疲勞裂縫觀測與評價（4）寒冷重冰凍地區(qū)硅藻土瀝青混凝土路面施工關(guān)鍵技術(shù)及施工工藝的研究2、技術(shù)路線（1）前期調(diào)研：搜集整理硅藻土改性瀝青的相關(guān)資料，掌握國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及主要研究成果，對吉林省內(nèi)硅藻土資源的儲量、分布、提純工藝及用途開展調(diào)研，取回有代表性的硅藻土樣品為進(jìn)一步開展硅藻土的各項(xiàng)性能試驗(yàn)做準(zhǔn)備；為了研究吉林省與云南省硅藻土的性質(zhì)差異，

14、對云南省硅藻土資源開展調(diào)研，選取代表性樣品準(zhǔn)備后續(xù)試驗(yàn)。（2）硅藻土材料物理化學(xué)特性分析對不同產(chǎn)地的硅藻土開展系統(tǒng)地室內(nèi)試驗(yàn)，分析硅藻土材料的密度、比表面積和粒徑等物理特性，采用電子顯微鏡分析硅藻土的形態(tài)，化學(xué)全分析確定硅藻土的化學(xué)成分、X射線衍射確定硅藻土的非晶態(tài)物質(zhì)含量。通過對比分析試驗(yàn)結(jié)果，確定不同產(chǎn)地硅藻土的物理化學(xué)特性差異，提出適用于公路瀝青改性的硅藻土技術(shù)指標(biāo)要求。（3）硅藻土改性瀝青膠漿研究對不同摻量的硅藻土改性瀝青膠漿進(jìn)行試驗(yàn)，分析硅藻土提純前后對基質(zhì)瀝青的改性效果；通過不同產(chǎn)地的硅藻土改性瀝青膠漿試驗(yàn)，采用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度方法分析硅藻土的物理和化學(xué)特性對硅藻土改性瀝青膠漿性能的

15、影響，并找出影響改性瀝青性能的主要因素；采用星點(diǎn)設(shè)計“歸一值”法分析不同硅藻土摻量下瀝青膠漿試驗(yàn)結(jié)果，確定硅藻土改性瀝青膠漿中硅藻土的最佳摻量；應(yīng)用流變學(xué)理論對硅藻土改性瀝青膠漿進(jìn)行動態(tài)剪切試驗(yàn)，分析硅藻土改性瀝青膠漿的流變力學(xué)性質(zhì)。（4）硅藻土改性瀝青機(jī)理研究采用掃描電子顯微鏡、紅外光譜分析和示差掃描量熱分析對硅藻土改性瀝青膠漿的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，分析硅藻土對基質(zhì)瀝青的改性機(jī)理；通過分析硅藻土改性瀝青的化學(xué)組分和紫外分光光度，研究硅藻土對瀝青材料中飽和分和芳香分的吸收情況，考察硅藻土對瀝青的吸附能力。（5）硅藻土改性瀝青混合料性能試驗(yàn)研究 進(jìn)行基質(zhì)瀝青混合料配合比設(shè)計，使混合料馬歇爾技術(shù)指標(biāo)

16、和路用性能檢驗(yàn)指標(biāo)符合規(guī)范的技術(shù)要求，最終確定出最佳瀝青用量和礦料級配。 在滿足路用性能基礎(chǔ)上，結(jié)合硅藻土特性與工程經(jīng)濟(jì)性共同決定硅藻土的類型。 選擇不同的硅藻土摻量，按馬歇爾設(shè)計方法確定不同摻量下的最佳瀝青用量，然后在各自的最佳瀝青用量下，進(jìn)行水穩(wěn)定性試驗(yàn)、低溫抗裂性能和高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)。分別得出摻量與各路用性能指標(biāo)的關(guān)系曲線，綜合考慮各個關(guān)系曲線，辯證地得出硅藻土的最佳摻量。最后，綜合路用性能和經(jīng)濟(jì)性，確定適合工程實(shí)際使用的硅藻土摻量。 由馬歇爾試驗(yàn)確定硅藻土改性瀝青最佳用量，馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)要滿足熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)要求。 按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 052

17、-2000）規(guī)定的相應(yīng)試驗(yàn)方法對硅藻土改性瀝青混合料性能進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)包括高低溫性能試驗(yàn)、水穩(wěn)定性試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)和老化試驗(yàn)等，對最佳摻量下的硅藻土瀝青混合料進(jìn)行驗(yàn)證。（6）硅藻土改性瀝青路面推廣段檢測及評價根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的研究成果及吉林省公路建設(shè)的實(shí)際情況，選擇合適的路段修筑試驗(yàn)路，總結(jié)施工關(guān)鍵技術(shù)，在有條件的路段推廣應(yīng)用硅藻土改性瀝青路面，進(jìn)一步總結(jié)施工工藝。選取有代表性的硅藻土改性瀝青路面推廣段進(jìn)行現(xiàn)場檢測，包括車轍、平整度、構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、裂縫等，并對推廣路段和正常路段進(jìn)行了取芯，通過室內(nèi)試驗(yàn)分析硅藻土改性瀝青路面芯樣的毛體積密度、空隙率、穩(wěn)定度、流值及礦料級配組成。根據(jù)現(xiàn)場檢測和室內(nèi)

18、試驗(yàn)結(jié)果分析評價硅藻土改性瀝青路面推廣段的路用性能。（7）總結(jié)室內(nèi)試驗(yàn)和推廣路段檢測成果及施工關(guān)鍵技術(shù)，撰寫研究報告，編寫寒冷重冰凍地區(qū)硅藻土瀝青混合料施工技術(shù)指南，準(zhǔn)備鑒定相關(guān)材料，完成課題驗(yàn)收鑒定。四、項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)如下：1、提出適合寒冷地區(qū)重冰凍地區(qū)瀝青改性的硅藻土技術(shù)指標(biāo)要求；2、確定硅藻土瀝青混合料中硅藻土的最佳摻量；3、研究確定適合本地區(qū)氣候特點(diǎn)的硅改瀝青混凝土配合比設(shè)計方法；4、總結(jié)項(xiàng)目成果，編制寒冷重冰凍地區(qū)硅藻土瀝青混合料施工技術(shù)指南。五、項(xiàng)目的推廣工程在吉林省交通廳領(lǐng)導(dǎo)和廳科技處的大力支持，在省公路管理局、高速公路管理局等相關(guān)單位的直接參與和配合下，結(jié)合硅藻

19、土改性瀝青混合料室內(nèi)研究成果，硅藻土改性瀝青路面在吉林省得到了廣泛推廣。幾年來累計推廣125.39km，路段遍布吉林省的東、中、西部地區(qū)，分別處于不同的降雨強(qiáng)度和交通荷載作用下，反映了硅藻土改性瀝青混合料優(yōu)良的路用性能。其中在高速公路上推廣硅藻土瀝青混合料路面7.69公里，在一級公路推廣8.1公里，在二級公路上推廣了109.6公里，吉林省硅藻土改性瀝青混合料推廣應(yīng)用情況見表1。表1 吉林省硅藻土改性瀝青路面推廣情況表序號路段名稱起止樁號、位置長度（km）路面類型及厚度建設(shè)年份1圖烏公路長春至農(nóng)安段農(nóng)安匝道0.4AC-16I硅藻土瀝青混凝土4cm2008年8月2省道長吉北線卡倫段、土們嶺段0.4

20、AC-16I硅藻土瀝青混凝土4cm2003年7月3九德公路K8500-K11+000K14500-K15+700K19200-K20+4005.0SAC-13硅藻土瀝青混凝土3cm2004年9月4長吉南線K535+850-K541+0505.2AC-16I硅藻土瀝青混凝土3cm2004年7月5黑大公路榆樹段K714+880-K716+8802.0SAC-16硅藻土瀝青混凝土4cm2004年9月6長平高速K120處右幅往吉林方向2.2AC-16I硅藻土瀝青混凝土4cm2003年10月7龍蔣公路（分成兩段各調(diào)查1km）K0+000-K17+00017SAC-13硅藻土瀝青混凝土3cm2006年9月

21、8四舒公路九臺繞越線(調(diào)查1km)K0000-K90009AC-13硅藻土瀝青混凝土3cm2007年9月9黑大公路明城至磐石段K966+000-K969+4003.4AC-13硅藻土瀝青混凝土4cm2005年9月10國道203線松原至肇源高速公路（各調(diào)查1km）K225+100-K227+200（左幅）K225+100-K227+810（右幅）4.8AC-16硅藻土瀝青混凝土4cmSAC-16硅藻土瀝青混凝土4cm2005年7月11國道203線松原至金寶屯段一級路半幅K375+270-K376+870K374+570-K375+2702.3下面層AC-25硅藻土瀝青混凝土5cm 90#瀝青下面

22、層AC-25硅藻土瀝青混凝土5cm70#瀝青2005年7月12沈長線K122+280-K123+2801.0AC-13I硅藻土瀝青混凝土3cm2003年9月13沈長線K40+500-K43+5003.0AC-13硅藻土瀝青混凝土3cm2005年6月14鶴大線K0+000-K2+0002.0AC-13硅藻土瀝青混凝土4cm2005年9月15長平高速范家屯段K188+810-k189+500半幅行車道寬4m 0.69AC-16硅藻土瀝青混凝土4cm2006年，正常段上面層為改性瀝青，下面層為90#瀝青16長白縣馬鹿溝至八號閘邊防公路K0+000-K67+00067AC-13C硅藻土瀝青混凝土3cm

23、2008年7月合計125.39六、項(xiàng)目的主要成果在總結(jié)和借鑒國內(nèi)外對硅藻土瀝青混合料的研究基礎(chǔ)上，分析硅藻土瀝青混合料在寒冷重冰凍地區(qū)的路用性能，并對推廣工程進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查和檢測評價，取得了一系列的研究成果，完成了項(xiàng)目合同所規(guī)定的研究內(nèi)容，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。取得的主要成果如下：1、硅藻土物理化學(xué)特性及提純工藝研究成果選取了吉林省長白、臨江、露水河、九臺、樺甸、敦化和云南等地的硅藻土進(jìn)行化學(xué)全分析及X射線礦物衍射分析工作。 圖2 部分硅藻土形態(tài)化學(xué)全分析試驗(yàn)共計8種， X射線礦物衍射分析共計6種，得出吉林省的硅藻土中SiO2的含量均高于65%，大部分在80%以上，而云南省硅藻土SiO2的含量僅在

24、50%左右；從非晶態(tài)物質(zhì)含量來看，吉林省硅藻土非晶態(tài)含量在70%以上，而云南硅藻土只有40%左右，因此吉林省的硅藻土質(zhì)量要好于云南省硅藻土。吉林省的硅藻土基本屬于二級土，屬于中上品位硅藻土，而云南省的硅藻土則屬于中低品位。因此吉林省的硅藻土活性要好于云南省硅藻土，很合適作為瀝青改性劑。表2 硅藻土化學(xué)成分結(jié)果表硅藻土SiO2（%）Al2O3（%）Fe2O3（%）TiO2（%）CaO（%）MgO（%）K2O（%）Na2O（%）燒失量（%）長白一級86.123.560.940.200.501.970.500.305.73長白二級78.767.782.290.401.000.541.160.756.

25、66臨 江82.885.632.240.202.050.661.240.334.54露水河76.7610.503.320.500.880.710.930.455.73九 臺92.622.591.510.051.060.640.640.220.30樺 甸85.155.711.810.450.410.400.590.634.93敦 化65.3715.193.990.841.060.901.682.017.23云 南54.0611.795.750.869.971.141.470.9013.02表3 硅藻土X射線礦物衍射分析測試結(jié)果硅藻土礦物相對含量（B）/102N.CI/SIKQFsPlCri長白一

26、級8551711-長白二級78351823-露水河74-4-722-九 臺74-2141117樺 甸86-31411-云 南402153152240注:N.C-非晶態(tài)物質(zhì) I/S-伊利石/蒙脫石 I-伊利石 K-高嶺石 Q-石英 Pl-斜長石 Cri-方英石對硅藻土的提純工藝進(jìn)行了綜合分析，對比8種提純工藝后，優(yōu)選擦洗法作為推薦采用的提純方法。通過擦洗，碎屑礦物和粘土礦物得以去除，硅藻相對富集，SiO2提高，Al2O3、Fe2O3降低，硅藻土質(zhì)量變好。擦洗的次數(shù)越多，精選的效果越好，特別是蒙脫石含量高的硅藻土，效果最好。2、硅藻土瀝青膠漿試驗(yàn)研究研究成果（1）硅改瀝青專用硅藻土技術(shù)指標(biāo)要求為了

27、驗(yàn)證硅藻土本身的物理化學(xué)性質(zhì)對改性瀝青的影響，首先選擇兩種未提純的硅藻土對基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，通過三大指標(biāo)分析硅藻土對基質(zhì)瀝青的改性效果。未提純的硅藻土粒徑較大，平均粒徑在150m以上，將兩種未經(jīng)提純的硅藻土按照8%、10%、12%和14%的摻量對基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，分別測定各改性瀝青的三大指標(biāo)見表4。表4 硅藻土改性瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果硅藻土類型摻量25針入度（0.1mm）15延度(cm)軟化點(diǎn)()針入度指 數(shù)基質(zhì)瀝青92>100490.40敦化8%745948.90.4310%778649.50.1012%787449.50.0414%755548.30.01露水河8%835050.20

28、.5310%725851.00.2812%746250.60.7114%705250.11.10從表4中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，未經(jīng)提純的硅藻土改性瀝青的效果并不理想，軟化點(diǎn)提高并不大，基本是1左右。又采用提純處理的長白一級土、長白二級土及臨江硅藻土進(jìn)行了改性瀝青的試驗(yàn)，硅藻土的平均粒徑在10-30m之間，軟化點(diǎn)提高了3-10左右，針入度指數(shù)也得到改善。從試驗(yàn)結(jié)果看，硅藻土的質(zhì)量對改性瀝青的性能影響較大。為分析硅藻土的化學(xué)物理特性對改性瀝青的影響，找出影響的主要因素，選用吉林省四種硅藻土對盤錦90#基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，采用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度方法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。化學(xué)特性的參考數(shù)列選用反映瀝青高溫性能的指標(biāo)軟

29、化點(diǎn)，比較數(shù)列為硅藻土的化學(xué)成分用于反映硅藻土的化學(xué)品質(zhì)，關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)見表5。物理特性的參考數(shù)列選用反映瀝青感溫性能的指標(biāo)針入度指數(shù)，比較數(shù)列為硅藻土的化學(xué)成分與物理指標(biāo)，用于反映硅藻土的品質(zhì)，關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)如表6。表5 化學(xué)特性關(guān)聯(lián)分析原始數(shù)據(jù)硅藻土類型軟化點(diǎn)()SiO2含量(%)Al2O3含量(%)Fe2O3含量(%)CaO含量（%）九 臺55.092.622.591.511.06長白一級55.086.123.560.940.50長白二級52.078.767.782.291.00臨 江51.082.885.632.242.05關(guān)聯(lián)序列為： >>>表6 物理特性關(guān)聯(lián)分析原始數(shù)

30、據(jù)硅藻土類型針入度指數(shù)SiO2含量(%)NC含量(%)平均粒徑（m）比表面積(m2/g)九 臺-1.0892.6274.0024.438.570臨 江-0.9082.8882.0016.947.143長白一級-0.9686.1285.0013.536.829長白二級-1.1078.7678.0013.933.119關(guān)聯(lián)序列為: >>>通過以上試驗(yàn)分析表明：硅藻土的化學(xué)成分主要是SiO2，其形態(tài)結(jié)構(gòu)為非晶體，含量在70%以上；硅藻土加入瀝青后，軟化點(diǎn)較基質(zhì)瀝青提高了310，說明瀝青高溫穩(wěn)定性有顯著的提高；通過灰色關(guān)聯(lián)度分析，影響瀝青溫度敏感性主要因素大小順序是SiO2 的含量&

31、gt;非晶體含量>比表面積，硅藻土的化學(xué)成份對瀝青的感溫性影響大于物理特性，為提高瀝青的溫度穩(wěn)定性，必需注重化學(xué)成份，但也不可忽視物理特性對改性瀝青的影響。從以上分析結(jié)果看，硅藻土改性效果的好壞，不僅取決于硅藻土的化學(xué)成分，而且要注意硅藻土的物理品質(zhì)，硅藻土要滿足一定的技術(shù)指標(biāo)要求才可使用，見表7。表7 硅改瀝青專用硅藻土技術(shù)指標(biāo)要求名稱外觀SiO2含量(%)硅藻粒徑硅藻形狀非晶體含量比表面積含水量指標(biāo)灰白色宜>801015m小環(huán)藻宜占90%以上宜>70%>25m2/g<5%（2）硅藻土摻量的確定選取吉林省不同產(chǎn)地的硅藻土改性90#基質(zhì)瀝青，硅藻土的摻量為8%、1

32、0%、12%和14%，通過試驗(yàn)測定硅藻土瀝青膠漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)，結(jié)果表明硅藻土的最佳摻配比例在瀝青用量的12%14%之間。項(xiàng)目組采用星點(diǎn)設(shè)計確定硅藻土摻量，把總評“歸一值”法用到硅藻土改性瀝青工藝優(yōu)化。把針入度（25）、PI指數(shù)、延度（5、15）、軟化點(diǎn)、作為試驗(yàn)的考察指標(biāo)。每個指標(biāo)均標(biāo)準(zhǔn)化為01之間的“歸一值”，各指標(biāo)“歸一值”求算幾何平均數(shù)，得總評“歸一值”見表8。不同種類、摻量的硅藻土對總評“歸一值”的影響如圖3。表8 不同種類、摻量硅藻土改性瀝青指標(biāo)及其總評“歸一值”硅藻土編號摻量(%)25針入度(0.1mm)PI指數(shù)延度(cm)軟化點(diǎn)()總評歸一值515長白一級1071-0.875.

33、731.7500.2861268-0.965.235.7510.3111468.2-0.95644.8520.3671670-1.294.926.451.70.312長白二級1058-0.716.722.352.50.1941259-0.75.526.350.40.191460-1.14.624.551.30.2381658-1.045.219.4520.19樺 甸1059-0.994.921.251.90.2081257-0.913.220.654.60.1521451-0.582.617.255.10.211657-0.963.919520.15九 臺1067-1.17.645.854.8

34、0.4551263-1.076.446.2560.4171461-1.085.943.955.10.3821659-1.144.939.854.80.338臨 江1062-0.964.532.451.20.2631266-1.374.237.451.60.3331460-0.95.154.2520.321663-0.953.34653.40.265基質(zhì)瀝青0920.4040>100490圖3 硅藻土對總評“歸一值”的影響圖示當(dāng)硅藻土摻量為14%時，各種硅藻土的“歸一值”都接近于最大值。因此，在進(jìn)行瀝青混合料試驗(yàn)時，采用的硅藻土摻量為瀝青用量的14%。（3）硅藻土瀝青膠漿的流變力學(xué)性質(zhì)對于

35、硅藻土瀝青膠漿流變力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)研究，采用BOHLIN公司生產(chǎn)的Gemini 150型動態(tài)剪切流變儀，通過測量瀝青膠結(jié)料的復(fù)數(shù)剪切模量（G*）和相位角（）來表征瀝青膠結(jié)料的粘性和彈性性質(zhì)。試驗(yàn)簡圖及工作圖如圖4所示，試驗(yàn)儀器如圖5所示。圖圖 圖5 Gemini 150動態(tài)剪切流變儀 圖4 動態(tài)剪切流變儀(DSR)試驗(yàn)簡圖力矩（T）旋轉(zhuǎn)角（）高度（h）B A C選取五種硅藻土（長白一級、長白二級、九臺、臨江和樺甸）分別改性盤錦90#瀝青和克拉瑪依90#瀝青。用Gemini150動態(tài)剪切流變儀，得到相位角與溫度的關(guān)系圖（見圖6和圖7），抗車轍因子與溫度關(guān)系圖（見圖8和圖9），20的G*·

36、sin關(guān)系圖（見圖10和圖11）。圖6 盤錦瀝青相位角與溫度關(guān)系 圖7 克拉瑪依瀝青相位角與溫度關(guān)系圖8 盤錦瀝青抗車轍因子與溫度關(guān)系 圖9 克拉瑪依瀝青抗車轍因子與溫度關(guān)系圖10 盤錦瀝青20 G*·sin 圖11 克拉瑪依瀝青20 G*·sin從上面的圖表可以看出：值隨著溫度升高而增大，即粘性成分和彈性成分的比例增大，說明由常溫到高溫，瀝青逐漸由彈性向粘性轉(zhuǎn)化。硅藻土對值影響不大。抗車轍因子G*/sin受溫度影響較大，隨著溫度的降低，G*/sin值增加顯著，特別是加入硅藻土后，抗車轍因子G*/sin有較大加速度的增加，明顯高于基質(zhì)瀝青。這表明硅藻土的加入使瀝青抵抗變形的

37、能力增強(qiáng)，可以有效抑制高溫車轍的產(chǎn)生。由此可以看出，硅藻土可以改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性。從G*·sin的數(shù)值來看，硅藻土改性瀝青的抗疲勞性能長白硅藻土和九臺硅藻土較基質(zhì)瀝青高出3%8%。3、硅藻土改性機(jī)理研究通過掃描電鏡、紅外光譜、差示掃描量熱、硅藻土瀝青化學(xué)組分以及紫外分光光度分析硅藻土瀝青膠漿的微觀結(jié)構(gòu)。電子掃描電鏡采用日本產(chǎn)的OLYMPUS BX-51，對硅藻土瀝青膠漿進(jìn)行掃描，SEM圖如圖12和圖13所示。 圖12 長白硅藻土改性瀝青掃描電鏡 圖13 臨江硅藻土改性瀝青掃描電鏡紅外光譜分析采用BRUKER VERTEX70型紅外光譜儀，用溴化鉀壓片法對硅藻土瀝青膠漿進(jìn)行紅外掃

38、描試驗(yàn)，紅外光譜見圖14圖16。 圖14 基質(zhì)瀝青 圖15 長白硅藻土改性瀝青 圖16 臨江硅藻土改性瀝青差示掃描量熱分析（DSC）試驗(yàn)所用試驗(yàn)儀器為美國的PERKIN-ELMER，基質(zhì)瀝青和硅藻土瀝青膠漿的DSC圖譜見圖17圖19。 圖17 基質(zhì)瀝青DSC圖譜 圖18 長白硅藻土瀝青DSC圖譜 圖19 臨江藻土瀝青DSC圖譜硅藻土瀝青膠漿化學(xué)組分分析，項(xiàng)目組將樣品制備后養(yǎng)生三個月，測定硅藻土對飽和分與芳香分的吸收情況見圖20、圖21。在瀝青中飽和分和芳香分通稱油分，可以合并考察。各種瀝青油分見圖22，硅藻土對油分的吸收量見圖23。圖20 硅藻土對飽和分吸收量 圖21 硅藻土對芳香分吸收量圖2

39、2 瀝青油分含量圖 圖23 硅藻土對油分吸收量紫外分光光度分析試驗(yàn)選用上海UV-752型紫外-可見分光光度計，硅藻土瀝青膠漿吸光度如圖24和圖25所示。圖24 硅藻土瀝青（盤錦）吸光度對比 圖25 硅藻土瀝青（克拉瑪依）吸光度對比綜合上述試驗(yàn)得出以下研究結(jié)論。（1）藻土的多孔結(jié)構(gòu)能有效地吸附瀝青，是改善硅藻土改性瀝青膠漿性能的主要原因。硅藻土比較均勻分布在瀝青中，沒有出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,同時可以看出在硅藻土的孔隙中有瀝青的填充，說明硅藻土的孔隙對瀝青有較大的吸附能力。（2）紅外光譜試驗(yàn)可知，在硅藻土改性瀝青紅外光譜中，沒有新的吸收峰產(chǎn)生，吸熱強(qiáng)度沒有大的變化，硅藻土加入到瀝青中是物理共混，沒有產(chǎn)生新

40、的官能團(tuán)，這一點(diǎn)與云南的研究結(jié)果一致。（3）通過DSC實(shí)驗(yàn),硅改瀝青同基質(zhì)瀝青相比，摻加硅藻土后瀝青膠漿的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，表明摻加硅藻土后改善了瀝青的低溫性能。（4）根據(jù)不同硅改瀝青、不同養(yǎng)生時間下硅藻土對瀝青油分吸收的試驗(yàn)結(jié)果可知，硅藻土對瀝青中的輕組分有顯著的吸收作用，這樣可以防止瀝青路面使用過程中輕組分的散失，抗老化性能增強(qiáng)，延長了硅改瀝青路面的使用壽命。（5）硅藻土改性瀝青的吸光度要小于基質(zhì)瀝青，說明硅藻土對瀝青具有較大的吸附能力，硅藻土與瀝青粘附效果是很好的；不同的硅藻土改性瀝青的吸光度不同，說明不同的硅藻土對瀝青的吸附是不同的。4、硅藻土瀝青混合料試驗(yàn)研究（1）硅藻土瀝青混合料

41、配合比項(xiàng)目組首先對瀝青、粗集料、細(xì)集料、礦粉和硅藻土等單質(zhì)材料進(jìn)行了試驗(yàn)，選用了基于表面理論的常規(guī)設(shè)計方法來進(jìn)行配合比設(shè)計。硅藻土摻配方法有兩種，根據(jù)其是否與骨料先接觸，分為直接摻配法和間接摻配法。課題組對不同摻配方法的硅藻土改性瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，兩種摻配方法的試驗(yàn)結(jié)果極為接近，在施工時，可以采用直接摻配法拌制硅藻土改性瀝青混合料，以減少工作量。硅藻土瀝青混合料的組成設(shè)計與基質(zhì)瀝青混合料的區(qū)別在于，硅藻土改性瀝青混合料需要確定硅藻土摻量及其最佳瀝青用量。具體設(shè)計過程包括以下五個方面：基質(zhì)瀝青混合料配合比設(shè)計；硅藻土類型的確定；硅藻土摻量的確定；硅藻土改性瀝青最佳用量的確定；硅藻土改性瀝青混合

42、料性能試驗(yàn)。按照上述硅藻土瀝青混合料配合比的設(shè)計過程，項(xiàng)目組對基質(zhì)瀝青混合料配合比進(jìn)行了設(shè)計，在其基礎(chǔ)上添加硅藻土確定硅藻土瀝青混合料的配合比。為了確定硅藻土瀝青混合料中硅藻土的最佳摻量，項(xiàng)目組結(jié)合前期試驗(yàn)的成果并參照云南省提出的硅藻土摻量比例，對不同硅藻土摻量的瀝青混合料進(jìn)行了系統(tǒng)地試驗(yàn)。由于前期提出的硅藻土摻量是以瀝青質(zhì)量的百分比來計算的，不但給室內(nèi)試驗(yàn)造成很大不便，也給施工生產(chǎn)增加了難度。為方便施工生產(chǎn)，試驗(yàn)中采用的硅藻土摻量按礦料的比例計算。通過對硅藻土瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性等路用性能試驗(yàn)，確定硅藻土的最佳摻量為：摻加0.6%硅藻土并減少0.6×（礦粉

43、密度/硅藻土密度）%礦粉。（2）硅藻土瀝青混合料性能研究對確定好配合比的硅藻土瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、水穩(wěn)定性、抗疲勞性能、抗老化及浸油試驗(yàn)，分析硅藻土瀝青混合料的路用性能。硅藻土瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性采用公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范中推薦的車轍試驗(yàn)評價，試驗(yàn)結(jié)果如圖26所示。圖26 硅藻土瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果硅藻土瀝青混合料的低溫抗裂性能采用低溫彎曲試驗(yàn)和低溫壓縮試驗(yàn)評價，試驗(yàn)結(jié)果如表9和圖27所示。表9 硅藻土瀝青混合料小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果瀝青混合料類型極限彎拉應(yīng)變極限彎拉強(qiáng)度（MPa）彎曲應(yīng)變能密度(kJ/m3)九臺硅藻土改性223311.712.96長白一級改性258712.91

44、6.09臨江硅藻土改性170014.311.96基質(zhì)瀝青204712.111.52圖27 硅藻土瀝青混合料單軸壓縮應(yīng)變能密度硅藻土瀝青混合料的水穩(wěn)定性采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)評價，試驗(yàn)結(jié)果如圖28和圖29所示。圖28 硅藻土瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果 圖29 硅藻土瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果硅藻土瀝青混合料的抗疲勞性能采用MTS材料試驗(yàn)機(jī)以控制應(yīng)力的加載模式進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表10所示。表10 硅藻土瀝青混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果類 型應(yīng)力強(qiáng)度比應(yīng)力水平（MPa）疲勞壽命(次)系 數(shù)九臺硅改瀝青混合料0.53.60022561n=1.3095 K=9.14×104 R2=0.9640

45、0.75.04079260.85.76058020.96.4805674臨江硅改瀝青混合料0.54.1948115n=1.3095 K=1.20×105 R2=0.97830.75.87245370.86.71030390.97.5492835長白一級硅改瀝青混合料0.52.86252948n=5.0003 K=8.25×106 R2=0.9311 0.74.00750300.84.57938590.95.1523104基質(zhì)瀝青混合料0.54.8966373n=2.4919 K=5.08×105 R2=0.95160.76.85436550.87.83432270

46、.98.8133033硅藻土瀝青混合料的抗老化性能采用85+2，在功率為150瓦紫外線燈管照射48小時的老化條件下熱拌瀝青混合料，擊實(shí)成型后，進(jìn)行老化后馬歇爾試驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)對比，結(jié)果如圖30所示。圖30 老化試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比浸油試驗(yàn)采用馬歇爾試件在煤油中浸泡24小時后的質(zhì)量變化及馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價，試驗(yàn)結(jié)果如圖31和圖32所示。圖31 瀝青混合料浸油質(zhì)量變化百分?jǐn)?shù) 圖32 瀝青混合料浸油穩(wěn)定度比較對硅藻土瀝青混合料性能試驗(yàn)分析，得出以下結(jié)論：硅藻土改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度得到提高，說明硅藻土能夠改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能；采用彎曲應(yīng)變能來評價硅藻土改性瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性能是可行的

47、，比較彎曲應(yīng)變能密度大小，可以證明硅藻土改性瀝青的混合料低溫性能得到了很大改善；硅藻土改性瀝青混合料與基質(zhì)瀝青混合料的水穩(wěn)性能相比，硅藻土改性瀝青混合料的水穩(wěn)性能好于基質(zhì)瀝青混合料；硅藻土改性瀝青混合料的疲勞壽命較基質(zhì)瀝青混合料提高35%左右；硅藻土改性瀝青混合料具有良好的抗老化性能。5、硅藻土瀝青路面推廣段檢測與評價根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的研究成果和吉林省公路建設(shè)的實(shí)際情況，項(xiàng)目組修筑了硅藻土瀝青路面推廣段，總結(jié)了施工工藝，編寫了寒冷重冰凍地區(qū)硅藻土瀝青混合料施工技術(shù)指南。 圖33 硅藻土改性瀝青混合料攤鋪2007年2008年項(xiàng)目組對有代表性的硅藻土推廣路段的使用情況進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查和檢測評價。通過對車

48、轍、構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、平整度、滲水性能和裂縫等進(jìn)行檢測評價，并對典型路段進(jìn)行了路面取芯，在室內(nèi)分析了芯樣的毛體積密度、空隙率、穩(wěn)定度和流值等，從而系統(tǒng)地進(jìn)行了硅藻土改性瀝青路面路用性能的評價。通過對硅藻土瀝青路面推廣段的調(diào)查檢測，對比分析推廣段與正常路段的各項(xiàng)路用性能指標(biāo)，將各檢測路段綜合性能的對比結(jié)果列于表11中。表11 硅藻土改性瀝青推廣段綜合性能表車轍減少平整度降低路面裂縫率降低芯樣穩(wěn)定度提高長平高速55%50%33.5%17.8%松肇高速17.6%16.7%21.1%21%長吉北線66.7%45%-70%九德公路44%33%-34.7%沈長公路29%-16%27.3%松金公路18%5

49、0%18%10.7%龍雙公路68%40%-16.8%圖34 硅藻土改性瀝青推廣段綜合性能對比分析從表11中可以看出：（1）采用硅改瀝青路面的車轍較正常路段有明顯減小，綜合各推廣段的檢測結(jié)果，硅改瀝青可以減小路面車轍約42%，表明硅改瀝青路面具有良好的高溫穩(wěn)定性能。（2）硅改瀝青路面的平整度優(yōu)于正常路段，平整度指標(biāo)比正常路段降低39%左右，同時硅改瀝青路面的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)與正常路段相當(dāng)，表明硅改瀝青路面具有良好的行車性能。（3）硅改瀝青路面裂縫率比正常路段低，綜合各推廣路段的檢測結(jié)果，硅改瀝青可以降低路面裂縫率約22%，說明硅改瀝青路面的低溫抗裂性能較好。（4）對硅改瀝青路面芯樣的穩(wěn)定度試驗(yàn)

50、結(jié)果表明，硅改瀝青路面強(qiáng)度較正常路段有不同程度提高，綜合各檢測路段結(jié)果，硅改瀝青可以提高路面強(qiáng)度約27%。七、經(jīng)濟(jì)社會效益1、經(jīng)濟(jì)效益由于瀝青路面的路用性能存在諸多指標(biāo)，對其路用性能評價需要運(yùn)用科學(xué)合理的評價指標(biāo)，對硅藻土改性瀝青路面性能優(yōu)劣的綜合評價不是簡單的疊加，既要全面考慮硅藻土改性瀝青路面各方面的性能，又要結(jié)合寒冷重冰凍地區(qū)的氣候環(huán)境瀝青路面的要求以及該性能指標(biāo)衰減后對瀝青路面維修的難易程度等方面分清不同性能的主次和重要程度，力求做到客觀、全面地評價硅藻土改性瀝青路面的綜合性能，因此，在研究中對于不同性能指標(biāo)采用加權(quán)平均的辦法進(jìn)行綜合評定。（1）硅藻土改性瀝青路面性價比分析在確定各項(xiàng)性

51、能指標(biāo)的重要系數(shù)過程中，采用專家權(quán)重方法進(jìn)行分析，首先根據(jù)測評人員（咨詢專家）自己的知識、經(jīng)驗(yàn)、信息確定某項(xiàng)性能對混凝土整體性能影響程度的大小，以影響程度的大小確定該性能的重要系數(shù)，然后分別將獲得的重要系數(shù)與對應(yīng)的性能指標(biāo)乘積進(jìn)行相加，最后根據(jù)所得的和的大小來評價混凝土配合比的優(yōu)劣。通過上述的方法，對硅藻土改性瀝青路面綜合性能的評價不僅體現(xiàn)了混凝土不同性能的重要程度和影響大小，而且通過規(guī)范的試驗(yàn)方法獲得的每項(xiàng)性能指標(biāo)都具有較好的客觀性和代表性，能夠比較合理和科學(xué)地評價硅藻土改性瀝青路面綜合性能。對硅藻土改性瀝青混凝土與普通瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時，不考慮施工、養(yǎng)護(hù)、改建及使用者費(fèi)用的差

52、別，在路面結(jié)構(gòu)層中，路面中下面層、基層、墊層、土基的類型及厚度相同，兩種路面結(jié)構(gòu)僅是材料費(fèi)用上有差別。主要材料的價格如表12。表12 主要材料價格項(xiàng)目瀝青(元/t)瀝青混凝土(元/m2·cm)礦粉（元/t）硅藻土（元/t）硅改瀝青(元/m2·cm)價格40008.2660025008.53通過上表可以發(fā)現(xiàn)，硅藻土改性瀝青混凝土的價格比普通瀝青混凝土提高了0.27元/m2·cm，但使用硅改瀝青提高了瀝青路面高低溫性能、水穩(wěn)定性及抗疲勞性能，結(jié)合硅藻土改性瀝青的室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)和路用性能，對硅改瀝青進(jìn)行性能價格比分析，通過性價比指數(shù)來評價硅改瀝青的使用性能。性能價格比可以

53、通過下式進(jìn)行計算分析： 式中：PCB性價比； ki 路用各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，取值見表13； fi 路用性能指標(biāo)值；C 瀝青路面造價。對硅改瀝青費(fèi)用性價比的評價結(jié)果見表14。表13 路用性能評價結(jié)果類型路用性能室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)現(xiàn)場檢測指標(biāo)總評動穩(wěn)定度小梁彎曲水穩(wěn)定性老化試驗(yàn)車轍摩擦系數(shù)路面裂縫率權(quán)重0.30.250.150.050.10.10.051.0普通瀝青1.01.01.01.01.01.01.01.0硅改瀝青1.911.191.251.131.41.01.21.41表14 硅改瀝青與普通瀝青路面性價比評價結(jié)果類型普通瀝青路面硅改瀝青路面性能1.01.41價格1.01.03性能/價格1.01.37通過對硅藻土改性瀝青路面性價比的評價可看出，硅藻土改性瀝青路面在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和抗老化性能等主要指標(biāo)上均較普通瀝青路面有明顯的提高，說明摻入硅藻土對瀝青混合料的性能具有良好的改性效果。性價比計算結(jié)果表明，硅藻土改性瀝青路面是普通瀝青路面的1.37倍，證明了硅藻土改性瀝青路面不僅具有優(yōu)良的路用性能，而