瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)分析
房新民
內(nèi)容摘要：瀝青混合料是由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級配、間斷級配混合料。按礦料級配組成及空隙率大小分為密級配、半開級配、開級配混合料。由于瀝青混合料是建筑施工中的重要原料，所以本文對瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)進行深入的探討。
關(guān)鍵詞：瀝青 混合料 技術(shù) 性質(zhì) 分析
瀝青混合料是由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級配、間斷級配混合料。按礦料級配組成及空隙率大小分為密級配、半開級配、開級配混合料。瀝青混合料具有復(fù)雜的技術(shù)性質(zhì)。
一．瀝青混合料的強度及其影響因素
1、瀝青混合料的強度
瀝青混合料在使用中可能遇到各種因素的破壞作用，瀝青混合料路面的強度就是在常溫或較高溫度下抵抗破壞的能力，一般認為就是其抵抗剪力荷載的能力，或稱為抗剪強度。因此，目前對瀝青混合料的主要要求指標之一就是在較高溫度(通常指60℃的環(huán)境)時所具有的抗剪強度。
2、影響瀝青混合料強度的因素
從上述分析可知，確定瀝青混合料抗剪強度的直接參數(shù)就是其材料的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，凡是影響這兩個參數(shù)的材料因素、結(jié)構(gòu)因素或環(huán)境因素均可能影響抗剪強度。其中主要影響因素有以下幾種。
1)瀝青性質(zhì)的影響。瀝青混合料是各種礦質(zhì)集料分散在瀝青中的分散系，作為連續(xù)介質(zhì)的瀝青對于阻滯其中分散相(礦質(zhì)混合料)的相對位移或變形具有直接影響。
2)瀝青與礦料之間界面性質(zhì)的影響。瀝青與礦粉等礦質(zhì)混合料混合后會在表面產(chǎn)生一定的交互作用，這種交互作用主要表現(xiàn)為瀝青在礦粉表面發(fā)生化學(xué)組分的重新排列，并在礦粉表面形成一層厚度為Jo的擴散溶劑化膜，在此膜厚度以內(nèi)的瀝青與礦質(zhì)材料粘結(jié)較牢固，相互約束能力較強。
3)礦料比表面積的影響。根據(jù)瀝青與礦料間界面交互作用的原理，瀝青混合料中“結(jié)構(gòu)瀝青”所占比例越高，則其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就越好。在相同瀝青用量的條件下，與瀝青產(chǎn)生交互作用的礦料表面積越大，所形成的瀝青膜越薄，結(jié)構(gòu)瀝青所占比例就越大，從而瀝青混合料所表現(xiàn)的粘聚力就越高。
4)瀝青用量的影響。瀝青用量反映了混合料中瀝青與礦料的相對比例，它也是影響瀝青
混合料抗剪強度的重要因素。當(dāng)瀝青用量較少時，瀝青難以形成足夠的“結(jié)構(gòu)瀝青”薄膜來粘結(jié)礦料顆粒，從而影響其內(nèi)部粘聚力。隨著瀝青用量的增加，“結(jié)構(gòu)瀝青”逐漸增多，混合料中瀝青與礦料間總體粘結(jié)力增加，則表現(xiàn)為瀝青混合料的抗剪強度相應(yīng)增加。
5)礦質(zhì)集料級配、粗細程度和表面狀態(tài)的影響。瀝青混合料的抗剪強度與礦質(zhì)集料在瀝青混合料中的分布情況有密切關(guān)系。級配還可決定礦料之間的嵌擠鎖結(jié)作用，從而影響內(nèi)摩擦角值。礦料的級配不同則其比表面積不同，瀝青混合料的粘聚力就會不同。礦料表面越粗糙，礦料與瀝青之間粘聚力就越大。
6)溫度的影響。由于瀝青本身的粘度隨溫度的升高會下降，從而使瀝青混合料的粘結(jié)力
c值也會隨著溫度的升高而顯著降低。因此，瀝青混合料的抗剪強度(τ)必然會隨著溫度(T)
的升高而降低。溫度通常對瀝青混合料粘聚力c的影響十分顯著，而對其內(nèi)摩擦角Ф的影響較小。因此，要提高瀝青混合料的抗剪強度，就應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性較好的瀝青。
7)形變速率的影響。瀝青混合料的抗剪強度(τ)與其形變速率也有密切的關(guān)系。因為它
本身是一種粘彈性材料，在其他條件相同的情況下，瀝青混合料內(nèi)部顆粒間的相對位移速度較快時，其中起粘結(jié)作用的“結(jié)構(gòu)瀝青”薄層間的粘結(jié)力(c)就較弱，從而使其粘結(jié)力(c值)會隨形變速率增加而顯著降低。
二．瀝青混合料的溫度穩(wěn)定性
路面中的瀝青混合料不僅直接承受各種交通荷載的反復(fù)作用，還要抵御各種自然因素的
作用和影響。其中環(huán)境溫度對于瀝青混合料性能的影響最為明顯。為長期保持其承載能力，
瀝青混合料必須具有在高溫和低溫作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
1、高溫穩(wěn)定性
高溫穩(wěn)定性是指在夏季高溫環(huán)境條件下，經(jīng)車輛荷載反復(fù)作用時，路面瀝青混合料的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定或抵抗塑性變形的能力。穩(wěn)定性不好的瀝青混合料路面容易在高溫環(huán)境中出現(xiàn)車
轍、波浪等不良現(xiàn)象。通常所指的高溫環(huán)境多以60℃為參考標準。
已經(jīng)知道，環(huán)境溫度對于瀝青混合料的抗剪強度影響十分顯著，通常其抗剪強度會隨著溫度的升高而降低。因此，瀝青路面在夏季高溫時必須保持較高的抗剪能力，才能防止車轍等現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2、低溫抗裂性
低溫抗裂性是指在冬季環(huán)境等較低溫度下，瀝青混合料路面抵抗低溫收縮，并防止開裂的能力。低溫開裂的原因主要是由于溫度下降造成的體積收縮量超過了瀝青混合料路面在此溫度下的變形能力，導(dǎo)致路面收縮應(yīng)力過大而產(chǎn)生的收縮開裂。
影響瀝青路面抗開裂能力的因素主要也是瀝青的性質(zhì)，采用復(fù)合有低溫柔性高分子的改性瀝青或在瀝青中摻加某些纖維可以顯著改善瀝青混合料的低溫抗裂性。不良的礦質(zhì)混合料級配可能導(dǎo)致路面的低溫抗裂性。
三．瀝青混合料的耐久性
耐久性是指瀝青混合料長期在使用環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和性能不嚴重惡化的能力。這種惡化的表現(xiàn)有多種，如瀝青的老化或剝落、結(jié)構(gòu)松散、開裂、抗剪強度的嚴重降低等影響正常使用的各種現(xiàn)象。
影響瀝青混合料耐久性的因素也有很多，首先是瀝青的化學(xué)性質(zhì)及用量；其次是瀝青混合料的礦料組成和空隙率。瀝青的抗老化能力和用量與路面耐久性也有很大關(guān)系。瀝青用量明顯低于最佳用量時，瀝青膜太薄，混合料的延伸能力降低，脆性增加�？障堵实拇笮∨c礦料級配、瀝青用量以及壓實程度等有關(guān)。從耐久性的角度出發(fā)，瀝青混合料的空隙率盡量減小，以防止水和陽光中紫外線對瀝青的老化作用。
四．瀝青混合料的抗滑性
為保證汽車安全和快速行駛，要求路面具有一定的抗滑性。瀝青混合料路面的抗滑性主要與其礦質(zhì)集料的表面狀態(tài)和耐磨性、混合料的級配組成、瀝青用量和瀝青含蠟量等有關(guān)。 為滿足路面對混合料抗滑性的要求，應(yīng)選擇表面粗糙、多棱角、堅硬耐磨的礦質(zhì)集料，以提高路面的摩擦系數(shù)。瀝青用量和含蠟量對抗滑性的影響非常敏感，即使瀝青用量較最佳瀝青用量只增加0.5％，也會使抗滑系數(shù)明顯降低；瀝青含蠟量對路面抗滑性的影響也十分顯著，工程實際中應(yīng)嚴格控制瀝青含蠟量。
五．瀝青混合料的施工和易性
就瀝青混合料的材料性質(zhì)而言，影響其施工和易性的因素主要是礦料級配。粗細集料的顆粒大小相距過大時，缺乏中間粒徑，混合料容易離析。若細料太少，瀝青層就不容易均勻地分布在粗顆粒表面；細料過多時，則拌和困難。當(dāng)然混合料中瀝青的粘度對施工和易性也有顯著影響，可以通過控制混合料的溫度來控制瀝青的粘度。
參考文獻：1、姜晨光.土木工程概論.化學(xué)工業(yè)出版社.2009
2、孫瑞豐.建筑學(xué)基礎(chǔ).清華大學(xué)出版社.2006
 

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