公路面层材料沥青混合料特性研究

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1、公路面层材料沥青混合料特性研究摘要：近几年，随着我国公路的快速建设，公路养护管理也逐渐被人们所重视。制定有效的养护管理方法就必须对养护材料的各种性能有十分清晰地认知。而沥青混合料由于其材料本身的优越性能，在我国各等级公路中应用广泛。因此，本文对沥青混合料技术特性做了简要的阐述。关键字：公路；养护管理；沥青混合料   沥青混合料是指由具有一定粘度和适当用量的沥青结合料与一定级配的矿质混合料，经充分拌合而形成的混合料的总称。根据沥青混合料的定义，由于沥青用量的不同和集料级配的大小和数量不同，沥青混合料的物理特性也会有相应的变化。不同粒径的集料构成了沥青混合料的骨

2、架，沥青则填充在这些矿料构成的骨架的空隙中。骨架构成了沥青混合料的强度，而沥青则起着粘结骨架的作用。所以沥青混合料的强度是由沥青和一定级配的集料相互作用的结果，矿料级配大且数量较多，则沥青的强度主要靠的是矿质颗粒之间的摩擦与嵌挤作用；如果矿料级配粒径小数量不多，则沥青混合料强度由沥青及其与矿料之间的粘结力所构成。   沥青混合料根据其强度形成的原因不同而分为悬浮密实结构、骨架空隙结构和骨架密实结构。   悬浮密实结构是由连续级配矿质混合料组成的密实混合料，当主骨料为30%~40%时，沥青混合料虽可以形成密实结构，但因为粗集料数量较少，不能形成骨架，而以悬浮状

3、态处于较小颗粒之中，这种沥青混合料表现为密实度与强度较高，水稳定性、低温抗裂性能、耐久性比较好，是最普遍使用的沥青混合料。但是由于沥青含量较多，受沥青材料性质和物理状态的影响较大，因此高温稳定性较差。   骨架空隙结构是指沥青混合料的粗颗粒集料彼此紧密相接，石料与石料能够形成互相嵌挤的骨架。在这种结构中，粗集料之间内摩擦力与嵌挤力起着决定性作用，其结构强度受沥青的性质和物理状态影响较小，高温稳定性好。但由于空隙率较大，其透水性、耐老化性能、低温抗裂性能、耐久性较差。  骨架密实结构是指当采用间断型密级配时，混合料中既有一定数量的粗集料形成骨架，同时细集料足以

4、填满骨架的空隙。这种结构兼备上述两种结构的优点，是一种较为理想的结构类型。  根据沥青混合料材料组成的特点可以得到沥青沥青混合料的技术性质有：高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。一、沥青混合料的高温稳定性  沥青混合料是一种粘弹性材料，其物理力学性能与温度和荷载作用时间密切相关。沥青路面在使用期间，经受从低温到高温不同环境条件的考验。高温稳定性指沥青混合料在夏季高温（通常60℃）条件下，沥青混合料能够抵抗车辆反复作用，不会产生显著永久变形，保证沥青路面平整的特性。沥青混合料的高温稳定性引起的最重要的病害就是车辙。在温度较高的季节，经车辆反复碾压下产生永久变形和

5、塑性流动而逐渐形成的沥青混凝土的侧向变形。   反映沥青混合料高温稳定性的指标是稳定度和流值。稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载（KN）。流值是指：达到最大破坏荷载时试件的径向压缩变形（以0.1mm计）马歇尔模数为稳定度除以流值的商。   影响沥青高温稳定性的因素:矿料性质；矿料级配；矿粉；沥青粘度；沥青用量；沥青混合料剩余空隙率、矿料间隙率。二、沥青混合料的低温抗裂性能   沥青路面的低温开裂是路面破坏的主要形式之一。沥青混合料的低温抗裂性能是指在路面使用期在较低温度条件下沥青混合料在荷载作用下沥青路面的开裂破坏或低温

6、收缩以及车辆的反复作用引起的疲劳破坏。一般认为沥青路面的低温开裂有3种形式：   ①面层低温缩裂，是由气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生温度应力差超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂。   ②温度疲劳裂缝，是由于沥青混凝土经过长时间的温度循环，使沥青混凝土的极限拉伸应变变小，应力松弛性能降低，将在温度应力小于其抗拉强度时产生开裂。   ③反射裂缝，是指低温状态下基层产生横向开裂，在荷载和温度共同作用下，裂缝逐渐向沥青面层反射，引起面层的横向开裂。   沥青混合料的低温开裂性能本质上来说是因为沥青混合料空隙率较大，在温度骤降骤升的反复作用下，沥青

7、混合料面层容易产生较大的收缩变形，从而产生各种裂缝。沥青混合料空隙率的大小主要与沥青的质量和沥青的含量以及矿料的级配有关。沥青的质量主要从它的物理性质来反映。沥青的物理指标包括：沥青的油源、沥青的温度敏感性、沥青劲度、针入度、感时性、老化性及含蜡量。沥青的含量和矿料级配则应根据沥青混合料的配合比设计进行确定。三、沥青混合料的水稳定性   水损害是沥青路面的主要病害之一。沥青的水损害是指沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，使沥青粘附性降低并逐

8、渐丧失粘结力，沥青膜从石料表面脱落（剥离），沥青混合