8.3.2 炉渣沥青混合料的路用性能
8.3.2.1 高温稳定性
高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。
1）炉渣集料的影响
采用车辙试验的动稳定度指标评价掺炉渣沥青混合料的高温稳定性，试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中“T 0719—2011沥青混合料车辙试验”进行。AC-20炉渣沥青混合料、SMA-13炉渣沥青混合料动稳定度的测试结果，如图8-19所示。
分析图中数据可见：无论是SMA混合料还是AC混合料，用炉渣集料替代部分天然集料后，沥青混合料的动稳定度均低于对照组，但随着炉渣集料掺量增加动稳定度呈增大趋势。在相同炉渣集料掺量下，炉渣集料越细，混合料的动稳定度越大。全粒级（0～9.5 mm）炉渣AC沥青混合料的动稳定度高于粗粒径（4.75～9.5 mm）炉渣AC沥青混合料。
2）炉渣集料对混合料高温性能的作用机制
在沥青混合料的组成材料中，矿料性质对沥青混合料高温抗变形能力的影响是至关重要的。相关研究认为，沥青混合料的高温抗车辙能力60％依赖于矿质集料颗粒的嵌锁作用，40％取决于沥青结合料的黏结作用。
由于炉渣沥青混合料的设计沥青用量普遍高于对照组，又由于炉渣集料中陶瓷、玻璃等物质表面光滑、无棱角，且粒径越大的炉渣中这类物质含量越高，进而导致炉渣沥青混合料内摩阻力的降低。因而，当炉渣集料掺量相同时，炉渣粒径越大，炉渣沥青混合料高温稳定性的降低幅度越大。
图8-19 炉渣沥青混合料的动稳定度
注：横坐标第1行数字为炉渣集料掺量（％），第2行为炉渣集料粒径范围。
有研究表明，炉渣集料中的砖块、熔渣等组成物质对沥青有着较强的吸附作用，这些物质与沥青的界面黏附强度大于石灰岩、玄武岩集料与沥青的界面黏附强度。因此，当采用炉渣集料替代部分天然集料后，将提高集料与沥青的界面交互作用，增加沥青混合料体系的黏聚力C，进而在一定程度上削弱炉渣沥青混合料中沥青用量较高、内摩阻力较低对其高温性能的负面作用。炉渣集料掺量越高，这种作用越明显。
8.3.2.2 低温抗裂性
当冬季气温降低时，沥青面层将产生体积收缩，而在基层结构与周围材料的约束作用下，沥青混合料不能自由收缩，将在结构层中产生温度应力。当温度应力超过沥青混合料的容许应力值时，沥青混合料就会被拉裂，导致沥青路面出现裂缝，造成路面的损坏。因而，要求沥青混合料具有较高的低温强度或较大的低温变形能力。我国现行技术规范中采用低温弯曲试验中的破坏应变指标来评价沥青混合料的低温抗裂性能，沥青混合料在低温下破坏应变越大，低温柔韧性越好，抗裂性越好。破坏应变依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中规定的试验方法确定。
AC-20炉渣沥青混合料、SMA-13炉渣沥青混合料的破坏应变，如图8-20所示。在AC-20炉渣沥青混合料中，除个别数据外，总体趋势为：炉渣沥青混合料的低温变形能力大于对照组，炉渣混合料的低温变形能力随着炉渣集料替代率增加而降低。在SMA-13炉渣沥青混合料中，炉渣集料掺量对混合料低温性能影响无明显的规律性。
然而，在两类炉渣沥青混合料中，均存在着粒径范围2.36～4.75 mm炉渣沥青混合料的低温变形能力大于其他粒径炉渣沥青混合料的现象。当沥青品种一定时，沥青混合料的低温性能取决于其应力松弛能力。与其他粒径的炉渣集料相比，2.36～4.75 mm炉渣集料中的熔渣含量高，所配制的沥青混合料微孔隙发达，低温下应力松弛能力略强，对低温性能有利。从炉渣沥青混合料低温性能的角度考虑，应采用熔渣含量较高的炉渣集料，但掺量不宜过高。
图8-20 炉渣沥青混合料的破坏应变测试结果
注：横坐标第1行数字为炉渣集料掺量（％），第2行为炉渣集料粒径范围。
8.3.2.3 水稳定性
水稳定性是指沥青混合料在水环境条件下，保持性能稳定的能力。沥青混合料水稳定性不足的表现为：由于水或水汽的作用，促使沥青从集料颗粒表面剥离，松散的集料颗粒被滚动的车轮带走，在路表出现独立的、大小不等的坑槽，沥青路面发生“水损坏”。在我国现行技术规范中，采用冻融劈裂强度比指标评价沥青混合料的水稳定性。试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中“T 0729—2000沥青混合料冻融劈裂试验”进行。
炉渣沥青混合料与对照组试件的冻融劈裂试验结果，如图8-21所示。分析图中数据，AC-20炉渣沥青混合料的冻融劈裂强度比TSR随着炉渣集料掺量增加、粒径增大而降低。SMA炉渣沥青混合料的TSR多高于对照组，炉渣集料掺量对其TSR的影响与炉渣集料粒径有关。除个别数据外，炉渣沥青混合料的水稳定性指标TSR满足我国现行技术规范中对TSR下限值的要求。
图8-21 炉渣沥青混合料的冻融劈裂试验结果
注：横坐标第1行数字为炉渣集料掺量（％），第2行数字为炉渣集料粒径范围。