影响沥青混合料抗剪强度的试验研究

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1、242科技研究城市道桥与防洪2012年5月第5期影响沥青混合料抗剪强度的试验研究胡世强(中国市政工程两南设计研究总院，四川成都610081)摘要：通过对影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析，研究不同的集料类型、沥青混合料级配、沥青用量以及压实度因素对抗剪强度参数的影响。结果表明：沥青是影响最大抗剪强度的主要因素，集料特性对混合料的内摩阻角影响显著；在最佳沥青用量附近，混合料的最大抗剪强度达到最大值；最大抗剪强度随着压实度增大、空隙率减小而增大，可以通过增加压实度使沥青路面抗剪能力增大。关键词：道路：【程；沥青混合料设计；抗剪强度参数；内摩阻角；粘聚力中图分类号：U

2、414文献标识码：A文章编号：1009—7716(2012)05—0242—02抗剪强度较大，易分辨}}{不同抗剪强度沥青混合0引言料之问的差异)，试验温度采用60~C(路面的实际随着我国经济的高速发展，道路建设得到快最高温度大约为60左右)。速发展，交通量激增，同时公路的交通特点也发生2影响沥青混合料抗剪强度参数的因素改变，多轴次、重轴载、高轮压在交通组成中所占比例越来越大，交通渠化程度提高，高速公路上车2．1不同沥青用量对抗剪强度参数的影响辙现象越来越普遍。路面车辙主要由两部分组成：沥青用量是影响抗剪强度的重要因素，采用路面结构压密变形和剪切变形。随着施T压实度同一级

3、配AC一13M，集料采用石灰岩，沥青采用提高，路面车辙主要是沥青层内过大剪应力导致AH一70沥青，研究不同沥青用量下混合料的最大的剪切变形。因此在沥青混合料路面设计和沥青抗剪强度和参数变化规律。抗剪强度试验结果见混合料组成设计过程中，需要给予沥青混合料抗表1和图1。剪强度足够的重视。沥青层中产生的剪切应力，主表1沥青混合料在沥青用量下的抗剪强度试验结果要是由荷载、外界环境和路面结构所引起的，与材级配类型油石比／％空隙率／％最大抗剪强度／MPa料本身无关；而沥青混合料抗剪强度则是材料的4．05．11．65本身属性，与材料本身有关。分析研究沥青混合料4．54．3I．74抗剪强

4、度的影响因素，对提高改善路面使用性能AC—l3M5．03．11．82与使用寿命具有重要价值。本文从沥青混合料设5．52．71．50计角度考虑，基于单轴贯人研究沥青混合料抗剪6．O1．9136强度的影响因素。1材料与试验方法19l8本文通过单轴贯人结合无侧限抗压试验来评霎17誊1．6价沥青混合料的最大抗剪强度，并得到内摩阻角鬈和粘聚力，以此来评价沥青混合料在高温下推移、墨¨车辙等破坏。从影响最大抗剪强度的各个因素进l·312行试验研究，分析得出抗剪强度变化的一般规律，为沥青混合料设计提供指导。试验仪器为自行研制的多功能道路材料贯人图1最大抗剪强度随油石比变化趋势图强度仪，速

5、率范围1—50mm／min可调(采用由表1和图l可以看，最大抗剪强度随着50mm／min速率，50mm／min速率下沥青混合料的沥青用量的增大先增大后减小，在油石比为5．0％时达到峰值。这是冈为，在沥青用量较少时，沥青收稿日期：2011-12-09不足以形成沥青膜来粘结矿料颗粒，随着沥青用作者简介：胡世强(1964一)，男，四川成都人，高级T程师，从事道路与桥梁设计T作。量的增加，沥青膜逐渐形成，沥青更为完美地包裹《瓣求m_軎峰捌鼎2012年5月第5期城市道桥与防洪∞科∞技∞研伯印究∞如∞加2加430在矿料表面，使沥青与矿料之间的粘附力随着沥剪强度影响规律。抗剪强度试验结

6、果见表4。青的用量增加而增加。当沥青用量足以形成薄膜表4不同集料类型沥青混合料抗剪强度试验结果并充分粘附矿料颗粒表面时，沥青胶浆具有最大的粘聚力。如果沥青用量继续增加，则由于沥青用量过多，在颗粒间形成未与矿粉作用的“自由沥青”，沥青胶浆的粘聚力随着自由沥青的增加而降低，因此逐渐降低了沥青混合料的最大抗剪强度。2．2不同级配对抗剪强度参数的影响为研究相同最大粒径不同级配沥青混合料抗由表4可以看出：最大抗剪强度的排列顺序为剪强度参数特性，在规范级配范围内分别选取了3玄武岩大于卵石大于石灰岩。石灰岩的最大抗剪条级配曲线，即：偏细型AC一13F，偏粗型AC一13C强度比卵石和玄武

7、岩的低，是因为卵石和玄武岩和接近中值级配AC一13M。级配见表2，级配曲线的压碎值、磨光值等各项物理力学指标都优于石见图2，抗剪强度试验结果见表3。灰岩，静压后能相互嵌挤锁结而具有较大的内摩阻角；石灰岩在静压过程中容易压碎，集料本身的表23种沥青混合料矿料级配级配实际上在成型的过程中可能已经发生了变化，且石灰岩表面相对玄武岩光滑。玄武岩的表面粗糙度优于石灰岩和卵石，故最大抗剪强度三者之中最大。2．4不同压实度对抗剪强度参数影响为研究不同压实度下沥青混合料的抗剪性能，采用AC一13M级配在最佳油石比下，通过混合料质量的变化来控制