淺談瀝青混合料的基本特性

【摘要】 公路路面瀝青混合料的組成必須考慮溫度穩定性，耐久性，抗滑穩定性，抗疲勞特性等問題，這些是瀝青混合料必須具備的基本特性。

【關鍵詞】 瀝青混合料;溫度穩定性;耐久性;抗滑穩定性;基本特性

【中圖號】 TE626.8+6 【文獻標示碼】 A 【文章編號】 1005-1074(2008)12-0169-01

1 高溫穩定性

夏天高溫季節，當溫度升高時，瀝青的粘滯度降低，礦料之間粘結力消弱，致使強度與抗變形能力降低，加之在汽車荷載的重復作用下，路面容易出現車轍，波浪，推移等病害。109國道橡皮山上有許多車轍，推移波浪經過多方論證很可能與瀝青混合料不具備耐高溫特性有關，所以，在瀝青混合料中，增加粗礦料含量，使粗礦料形成空間骨架結構，從而提高瀝青混合料的內摩阻力。適當的提高瀝青材料的粘稠度，控制油石比，嚴格控制瀝青用量，采用具有活性的礦粉以改善瀝青與礦料的相互作用，就能提高瀝青混合料的粘結力。由于汽車輪胎的約束效應和基層，面層之間的摩阻力，薄層瀝青顯現出較厚層更高的承載力。如果礦料尺寸同厚度相近，也可以得到較高的穩定性。對于瀝青混合料的高溫穩定性一般采用無側限抗壓強度和溫度穩定性系數這兩項指標來反映。但是在多年的實踐中發現這兩個指標在實際的試驗中與受力狀態不符，所以目前采用馬歇爾試驗的穩定度和流值來評價瀝青混合料的高溫穩定性。隨著瀝青路面技術的不斷發展，維姆穩定度，三軸試驗等方法也較詳盡地分析瀝青混合料組成和力學性質之間的關系，同時它的受力狀態和瀝青混合料在路面中的受力狀態比較接近，所得試驗結果與使用情況有較好的相關性。

2 低溫抗裂性

與高溫穩定性相對的是瀝青混合料的低溫抗裂性，在秋冬季節，隨著溫度的降低，瀝青的粘滯度增高，強度增大，但變形能力降低，并出現脆性破壞。特別在冷空氣突然降臨時，溫度下降幅度特別大，瀝青面層受基層的約束而不能收縮，產生很大的溫度應力，當累計溫度應力超過瀝青混合料的極限抗拉強度，路面便產生開裂，裂縫是瀝青面層常見的病害，無論是低溫荷載裂縫，凍脹裂縫還是反射裂縫都是在外因作用下瀝青混合料低溫發“脆”所致，而低溫縮裂則是溫度下降時內部應力所致。影響低溫開裂的因素很多，主要是瀝青混合料所用瀝青的性質，當地的氣溫狀況，路基的類型和路面結構及層間結合狀況。從低溫抗裂性的要求出發，瀝青在低溫時應具有較低的勁度和較大的抗變形能力。因此在瀝青混合料組成中，要選擇稠度較低，溫度敏感性低，抗老化能力強的瀝青，在瀝青中摻入橡膠等高聚物，也可以大大提高混合料的低溫抗裂性能。評定瀝青混合料的低溫抗裂性采用開裂溫度預估、變形對比和開裂統計法。開裂溫度預估是通過某溫度時瀝青路面產生的拉應力與瀝青混合料的抗拉強度的對比來預估路面的開裂溫度，從而判斷其低溫縮裂的可能性。變形對比分析是根據瀝青面層的相對延伸率與瀝青混合料抗裂性。開裂統計法是通過野外調查研究，建立低溫開裂指數與各種因素的統計關系，進而進行抗裂性評定。

3 耐久性

在汽車重復荷載和冰凍雨雪等自然因素的長期作用下，要保證路面具有較長的使用年限，必須具備較好的耐久性。耐久性差的瀝青混合料常會引起路面過早的出現裂縫，坑槽，松散等病害。影響瀝青混合料的耐久性的主要因素有瀝青性質，礦料的礦物成分，瀝青混合料的組成結構等。瀝青的空隙率的大小與礦料骨料的級配，瀝青材料的用量已及壓實度等有關。要想瀝青耐久性好，那么希望空隙率小，防止瀝青老化等出發，可是在考慮瀝青混合料的熱穩性能時，則要希望有3%～6%的空隙率，當空隙率大時，且瀝青與礦料粘附性差的混合料，在飽水后礦料與瀝青粘附力降低，容易發生剝落，引起路面早期破壞。同時，瀝青混合料路面的壽命與瀝青含量有很大的關系，當瀝青用量較正常的用量減少時，則混合料的抗變形能力降低，脆性增加，空隙率也增大，老化速度加大，同時滲水性也增大，促使水對面層的剝落作用。規范中通過馬歇爾試驗采用空隙率（或飽水率）、飽和度（即瀝青填隙率）、和殘留穩定度指標來表示耐久性。

4 抗滑性

公路等級的提高對瀝青路面的抗滑性能提出了更高的要求，為了提高路面抗滑性，我們在混合料設計時注意粗礦料的耐磨光性，選擇硬質的有棱角的礦料，對于酸性石料，在其中要與硬質的礦料復合并摻加抗剝落劑等措施，根據國外的試驗表明，在開級配瀝青混合料中采用表面結構粗糙的礦料，最大顆粒為9.5～12.5mm，可獲得最佳的抗滑性。瀝青用量對抗滑性也是非常敏感的，當瀝青用量超過最佳用量的0.5%時抗滑系數明顯降低，同時瀝青混合料的穩定度也影響路面的抗滑性能。

5 施工和易性

混合料的和易性對瀝青混合料的攤鋪和碾壓起直觀的作用，首先影響施工和易性的是混合料的級配情況，當粗細骨料的顆粒大小相差太大時，混合料容易分層積層，當細礦料太少，瀝青層就不容易均勻的分布在粗顆粒表面;當細礦料太多時，拌合有顯得比較困難。當瀝青用量過少時，或礦粉用量過多時，混合料容易變得疏松，不宜壓實。相反，當瀝青用量過多時，或礦粉用量過少或質量不好時，混合料容易粘結成團，不宜攤鋪；瀝青一般對施工和易性影響不是很大，外界溫度和攤鋪時混合料的溫度對施工和易性的影響比較的大。

我們在瀝青混合料的設計中考慮溫度穩定性，耐久性，抗滑穩定性，抗疲勞特性等問題，這些瀝青混合料必須具備的基本特性的研究是一個長期復雜的過程，我們在瀝青混合料的施工設計規范根據試驗的結果不斷的更新和修改，相信隨著科學技術的不斷發展，瀝青混合料面層的研究終將會與實際路面狀況相符合。

6 參考文獻

[1] JTJ032-93.公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2] 沈金安.改性瀝青與SMA路面[M].北京：人民交通出版社，1999