傳統瀝青路面與微表處抗剪強度形成因素的分析研究

【摘要】本文從傳統瀝青路面和微表處的施工方法和結構特點入手，分析了它們的抗剪強度形成的特殊性和試驗方法的適用性，并進一步通過試驗闡述了傳統瀝青路面與微表處抗剪強度形成的因素，得出的結論是微表處的抗剪強度的形成因素不同于傳統瀝青路面，導致它們的應用差別也很大，包括其材料的選擇和在瀝青路面結構中的作用都有很大差別。

【關鍵詞】瀝青路面；微表處；抗剪強度

Analysis of traditional asphalt pavement and the shear strength of the formation of micro-surfacing Factors

Chang Wei-qin

（Henan luohe city highway administrationLuoheHenan462001）

【Abstract】From traditional construction methods and structural features of asphalt pavement and micro-surfacing， it analyzes the applicability of their particularity and test methods for the formation of shear strength and further elaborated by the traditional test and micro-surfacing asphalt pavement Shear factors strength formation， concluded that the formation of shear strength factor of micro-surfacing， unlike conventional asphalt pavement， leading to their use varies widely， including the selection of materials and their role in the asphalt pavement structure has very different.

【Key words】Asphalt pavement；Micro-surfacing；Shear strength

1. 前言

（1）傳統瀝青路面指的是瀝青碎石路面、瀝青混凝土路面和瀝青瑪蹄脂碎石路面，它們是把集料與（改性）瀝青拌和均勻后，運輸到施工現場進行攤鋪，再經過碾壓與養護形成的路面；微表處微表處是由不同粒徑的石料按比例范圍混配成集料，集料再和改性乳化瀝青及水等配合攪拌成改性乳化瀝青稀漿混合料，并迅速攤鋪在原路面上，經養護成型（即水分消耗的過程）的路面結構。

（2）由于在工程實踐中對傳統瀝青路面和微表處的抗剪強度的形成存在誤解，導致對傳統瀝青路面或者微表處的應用，以及其材料的選擇和應用出現錯誤，進而影響傳統瀝青路面或者微表處的使用品質和使用壽命，甚至造成很大的損失。

2. 傳統瀝青路面結構與微表處結構的特點分析

2.1傳統瀝青路面結構特點。

在傳統瀝青路面結構中，要求路面的厚度（h）不小于集料中最大碎石粒徑（D）的2倍，即h/D≥2，在有些路面結構中已經達到h/D>3，最大粒徑碎石呈立體（三維）分布，在受到荷載作用時，碎石會沿接觸面滑動。因此，它會減弱瀝青路面的抗剪強度。這種結構要求集料之間具有盡可能大的摩擦力，又要求結合料具有盡可能高的軟化點。

2.2微表處結構特點。

在微表處結構中，其厚度與集料中最大碎石的粒徑相同，即h/D=1，最大粒徑碎石呈平面（二維）分布，它在微表處結構中“頂天立地”， 在受到荷載作用時，“頂天立地”的最大顆粒碎石直接把荷載傳給原路面，最大顆粒碎石不發生位移和改變。因此，其抗剪強度非常強大。但是如果把稀漿混合料攤鋪兩層或者三層做微表處，或者微表處的一次攤鋪成型厚度大于最大碎石的粒徑，那么微表處已經演變成傳統瀝青路面結構，結果是它的抗剪強度很差，這就是不能用細型號的微表處填補較深車轍的原因。另外，這種結構也不需要結合料具有很高的軟化點，就會具有強大的抗剪強度。

2.3瀝青混合料三軸壓縮試驗的適用性。

（1）瀝青混合料三軸壓縮試驗是在規定高溫（60℃）及加載條件下，測定瀝青混合料的抗剪切參數，以評價瀝青混合料的高溫穩定性。其試驗試件尺寸為φ100 mm×200 mm，如果用最大粒徑16mm的集料做試件，那么在試件中最大粒徑碎石上下至少排列12層，這與在微表處中最大碎石“頂天立地”的排列方式完全不同，導致微表處和試驗試件結構內部的受力狀況差異很大。

（2）當微表處結構（h/D=1）受力時，主要是由最大粒徑碎石承受，并且由最大粒徑碎石直接傳給原路面，側向壓力很??；三軸壓縮試件受力時與傳統的瀝青路面結構和雙層、三層微表處（它們共同的特點是h/D≥2）以及攤鋪厚度大于最大顆粒碎石粒徑（h/D≥1）的單層微表處相似，荷載不是由最大粒徑碎石直接傳給原路面，而是由碎石和瀝青膠泥共同來傳遞，不但向下傳遞，而且向側向傳遞，再加上微表處比傳統的瀝青路面用油量大，而且級配偏細，因此，用相同的稀漿混合料做成尺寸分別為φ100 mm×200 mm和直徑為φ100 mm的單層相應的微表處的三軸壓縮試件，在相同荷載的作用下前者的側壓力比后者要大得多。也就是說三軸壓縮試驗適用于評價傳統的瀝青路面結構的抗剪能力，而不適用于評價單層微表處的抗剪能力。因此，用三軸壓縮試驗測得的抗剪參數（粘聚力c和內摩阻角φ）并不能反映單層微表處的抗剪性能。

3. 傳統瀝青路面抗剪強度與微表處抗剪強度形成的因素

3.1傳統瀝青路面集料級配對抗剪強度的影響。

（1）在規范級配范圍內分別選取了3 條級配曲線，即：偏細型AC-20F，偏粗型AC-20C 以及中值級配AC-20M，如表1所示：

（2）抗剪強度試驗結果，如表2所示：

（3）由表2可知，級配偏細和偏粗對于瀝青混合料的抗剪強度都是不利的， 因此應控制好關鍵篩孔的通過率。

3.2傳統瀝青路面結合料對抗剪強度的影響。

采用同一種級配集料AC-20M進行試驗，抗剪強度試驗結果如表3所示。由表3可知，結合料的軟化點越高抗剪強度也越高。

3.3傳統瀝青路面抗剪強度的其它影響因素。

對于傳統瀝青路面，其抗剪強度受集料類型、瀝青用量和溫度等因素的影響。

3.4傳統瀝青路面車轍試驗。

表2三種不同瀝青混合料和表3三種不同瀝青混合料的車轍試驗，如表4所示。由表4可以看出，傳統瀝青路面的抗車轍能力與內摩阻角和粘聚力呈正相關。

3.5微表處的抗車轍性能。

試驗表明，單層微表處的動穩定度為大于10000次/mm，并且微表處的抗車轍性能與集料的級配和類型、瀝青的類型及其軟化點、瀝青的用量以及溫度等因素無關。

4. 結語

（1）微表處抗剪強度形成因素與傳統瀝青路面不同。微表處的強度可以用胡克定律表征；傳統瀝青路面的強度用摩爾――庫侖定律表征。

（2）集料、結合料在微表處和傳統瀝青路面中的作用不同；微表處和傳統瀝青路面對集料和結合料的要求也不同。

（3）不可用兩層、三層或者四層微表處填補車轍；微表處的攤鋪厚度也不可以大于最大碎石粒徑。

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[作者簡介] 常偉琴（1972-），女，籍貫：河南鄢陵人，學歷：碩士，職稱：高級工程師，長期從事公路工程技術與管理工作。