對瀝青混合料的組成結構進行分類，并對其各自的優(yōu)缺點進行分析。另外對瀝青混合料的關鍵指標強度提出有利的結構類型及其他改進措施。 　　改革開放三十年來，我國公路市場建設取得了長足的進步與發(fā)展，成為拉動國民經(jīng)濟增長矚目的重點。公路施工工藝水平和施工技術更是得到了進一步的發(fā)展和提高，由以前量的發(fā)展變換成為現(xiàn)在質的飛躍。做為公路行車最直觀、最具代表性的瀝青路面施工技術，更是成為了廣大工程技術人員研究的焦點。而瀝青路面質量的好壞除了與現(xiàn)場施工控制、成品料的拌制運輸?shù)壬a環(huán)節(jié)有著密切的關聯(lián)外，前期的混合料的設計與組成，以及混合料本身所具有的物理性質也起著決定性的作用。作為一名工程技術人員，我想從瀝青混合料的組成結構及其結構形成的強度方面，談談我的認識與研究。
　　1.瀝青混合料的級配類型
　　瀝青混合料，按其集料、強度構成原則的不同可分為下列3類：1）懸浮-密實結構（連續(xù)密級配），按次子干涉理論，為避免次級集料對前級集料密排的干涉，前級集料之間必須留出比次級集料粒徑稍大的空隙供次級集料排布，按此組成的瀝青混合料，經(jīng)過多級密垛雖然可以獲得很大的密實度，但是各集料均為次級集料所隔開，不能直接靠攏面形成骨架，有如懸浮于次級集料及瀝青膠漿之間。這種結構雖具有較高的粘聚力，較好的抗疲勞性能，且不透水，耐老化、耐久性好，但摩阻角較低，因此高溫穩(wěn)定性較差易產生車轍、推移等病害。2）骨架-空隙結構（連續(xù)開級配），由于這種礦質混合料遞減系數(shù)較大，粗集料所占的比例較高，細集料則很少，甚至沒有。按此組成的瀝青混合料，粗集料可以互相靠攏形成骨架；但由于細集料量過少，空隙率較大，不足以填滿粗集料之間的空隙，因此形成“骨架-空隙”結構。這種結構的瀝青混合料雖然具有較高的摩阻角，但粘聚力較低，因而熱穩(wěn)定性可以顯著提高，但由于空隙率較大而使路面耐久性受到影響。3）密實-骨架結構（間斷級配），由于這種礦質混合料斷去了中間尺寸粒徑的集料，既有較多數(shù)量的粗集料可形成空間骨架，同時又有相當數(shù)量的細集料可填密骨架間的空隙，因此形成“密實-骨架”結構。這種結構的混合料不僅具有較高的粘聚力。而且具有較高的內摩阻角，使其強度也明顯增強。2005年至2006年在玉屏至三穗高速公路，以及2010年在廈蓉高速貴州境榕江格龍至都勻施工期間，我就曾接觸過上述3種結構類型。經(jīng)過數(shù)據(jù)收集可以看出，3種結構的瀝青混合料由于結構常數(shù)不同，因而反映在穩(wěn)定性上亦有顯著的差異。所以我認為3種級配類型中，間斷級是效果最為理想的，開級配其次，密級配最后。而且經(jīng)過一段時間的通車使用后，3種不同路面的低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性、耐久性等路面使用性能，間斷級配都是最為理想的。通過前面對間斷級配結構形成的機理可能看得出，它集中了級配對于路用性能的絕大部分優(yōu)點。故對于高等級路面面層已廣泛采用間斷級（如SMA結構類型），而且此類級配的研究也在進一步深入，具有廣闊的發(fā)展前景。
　　
　　2.瀝青混合料的強度
　　瀝青混合料在路面結構中產生破壞的情況，主要是發(fā)生在高溫時由于抗剪強度不足或塑性變形過剩而產生推擠等現(xiàn)象，以及低溫時抗拉強度不足或變形能力較差而產生裂縫現(xiàn)象。目前瀝青混合料強度和穩(wěn)定性理論，主要是要求瀝青混合料在高溫時必須具有一定的抗剪強度和抵抗變形的能力。為了防止瀝青路面產生高溫剪切破壞，我國柔性路面設計方法中，把在瀝青面層破裂面上可能產生的應力應不大于瀝青混合料的設計許用剪應力，做為瀝青路面強度重要的設計指標。
　　
　　3.提高瀝青混合料強度的措施
　　合理地選擇混合料的結構類型和組成設計對提高其強度具有著重要的作用。當然，混合料的結構類型和組成設計必須根據(jù)穩(wěn)定性方面的要求，結合瀝青材料的性質和當?shù)刈匀粭l件加以權衡確定。另外，還可以通過以下方面改善瀝青混合料的強度：1）提高礦質集料之間的嵌擠力與摩阻力。為了提高瀝青混合料的嵌擠力和摩阻力，要選用表面粗糙、形狀方正、有棱角的礦料，并適當增加礦料的粗度。因為顆粒形狀及其粗糙度，在破大程度上將決定混合料壓實后顆粒間相互位置的特性和顆粒接觸有效面積的大小。通常具有顯著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，近似正方體，以及具有明顯細微凸出的粗糙表面的礦質集料，在碾壓后能相互嵌擠鎖結而具有很大的內摩擦角。在其他條件相同的情況下，這種礦料所組成的瀝青混合料較之圓形而表面平滑的顆粒具有較高的抗剪強度。2）提高瀝青與礦料之間的粘結力。首先，做為混合料的膠結材料“瀝青”的結構尤為重要。具體來說石油瀝青的膠體結構共分為3種，分別為溶膠結構、溶-凝膠結構、凝膠結構。3種膠體結構中溶-凝膠結構最為優(yōu)化，該瀝青中瀝青含量適當，并有較多的樹脂作為保護物質。它所組成的膠團之間相互有一定的吸引力。這類瀝青在常溫時，在變形的最初階段，表現(xiàn)為非常明顯的彈性效應。大多數(shù)優(yōu)質的路用瀝青都屬于該種結構，因為它具有粘-彈性和觸變性，故亦稱彈性溶膠。這種瀝青可以根據(jù)瀝青溫度穩(wěn)定性的指標針入度指數(shù)來選定，它的針入度指數(shù)為P.I.=+2～-2之間。另外，還可能通過摻加改性劑，制做改性瀝青，使瀝青的其他物理指標發(fā)生改變的方法來提高瀝青與礦料之間的粘結力。其次是通過改善礦料的化學性質，活化礦料表面物質，使礦料與瀝青的粘結力得到提高。如適量添加抗剝落劑、使骨料盡可能形成新生表面等方法。
　　
　　4.結語
　　通過以上對瀝青混合料級配與強度的分析，一定會使瀝青混合料的前期設計和準備工作更具科學性、合理性與準確性，也會使施工質量上升到一個新的臺階，對于更趨于經(jīng)濟、合理的配合比和設計方法將激勵我們繼續(xù)進行更深入的研究。
　　
　　
　　（作者單位：江蘇省南通遠大建設工程監(jiān)理咨詢有限公司江蘇南通226001）

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