淺談瀝青穩定碎石柔性基層路用性能評價指標

譚忠紅

摘 要：瀝青穩定碎石基層使其具有很高的強度和剛度，同時瀝青的良好擴散能力，也增強了裂縫的自愈能力，還能保證土層面的拉力，使路面的效果更好。瀝青穩定碎石層面目前已經在我國得到廣泛應用。該文從瀝青穩定碎石基層強度出發，分析組成結構以及強度原理，并以上述結構和原理探討碎石基層路用性的評價指標，希望為提升路面質量提供一定的依據。

關鍵詞：瀝青 穩定碎石 柔性 力學

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0016-02

進入到21世紀以來，我國經濟快讀發展，公路的里程數在不斷增加，碎石柔性基層路面是我國公路的主要結構形式，90%以上的路面都使用這種路面。碎石柔性基層路面強度很高，剛度也很大，材料來源很廣，施工技術也很方便，該種路面還可以滿足我國各個地區氣候差異大的現象。與以往的路面相比，瀝青穩定碎石剛度相對很穩定，路面的耐疲勞性很強，不會產生開裂，在構建方面，可以使用很多細料進行施工，其穩定性、設計優良、瀝青混合料多等優點，被廣泛的使用到我國的公路建設中。

1 瀝青穩定碎石基層強度的原理以及性能要求

瀝青混合料一般都是礦物質材料，也是顆粒型材料，在混合中會形成空間網絡分散體，通過瀝青的膠結作用來實現空間間隙的吻合。材料的強度構成屬于摩擦和強動力的粘合體，力學強度非常強，但是需要認清的是，空間礦料之間的摩擦和鑲嵌的粘合力很強，共同構成了結實的路面體系。瀝青混合料作為一種復合材料，其人工組成和配置都存在一定的骨架，骨架的強度大小具有非常重要的作用[1]。

1.1 瀝青穩定雖死混合料的組成結構以及強度原理

瀝青混合材料屬于復合材料的一種，是粗材料、細材料以及礦物質的混合而成，其構成材料以不同大小的碎石為主，目前針對構成存在兩種理論，一種是以表面形式為主的理論形式，認為其構成以所見到的內容為主，是一種粗料與細料混合的形式，其主要構成形式見圖1。

另一種觀點認為瀝青混合材料由一種多級空間網狀材料凝結分散組成，以粗集料和分散在瀝青砂漿介質中的材料。同樣砂漿以分散在瀝青中間為主[2]。砂漿是以細料為主要材料分散到介質中，膠漿也是分散才瀝青的一個重要材料，可以對其分散形式進行圖解，見圖2。

從瀝青的構成看，它是一種非常復雜的高分子材料，與礦物質材料具有很強的結合能力，不同瀝青的組合能力不同，需要結合其混合工藝才能分析出其中的差異。瀝青混合料的性能也會受到溫度的影響，同時混合料對流性的變化以及影響程度都不同，其特征和彈性都不同。顆粒特性主要表現為，粗細礦物質顆粒與瀝青的混合，其特點在于溫度高，瀝青的粘性明顯。材料力學的特征與壓力有關，材料越密集，其壓力也越大。瀝青的粘彈性特征可以表現為彈性綜合體，在低溫條件下，其彈性和變形能力都很強，屬于一般的粘彈性個體。

另外，其力學特征可以表現為三方面。第一，其力學形式與加載的速度存在相關性，也就是說材料的強度和剛度隨著加載速度的提升會發生變化。第二，對溫度有很強的敏感性，溫度升高，其表面的強度會變小。第三，材料有明顯的蠕動變化能力。總之瀝青符合材料的力學性質，直接關系到路面的層次，需要從根本上注意這些特點[3]。

1.2 瀝青穩定碎石混合料的性能要求

瀝青穩定碎石柔韌性基層路面結構，具有很強的抗堿度以及耐疲勞的特性，不會出現開裂等現象，采用瀝青穩定路面，修筑時間比較短，受力情況均勻，能夠延長使用壽命。在應用中可以開放交通，縮短工期，早日獲得經濟效益，施工完成后，一天時間就可以進行層面結構的鋪設，其養護和強度效果都達到很高的要求。另外，其特點可以表現為長期使用，施工上層面的平整度很強，舒適，耐久性也很強，也適合在比較貧瘠的路面上使用。瀝青和穩定碎石混合材料面臨的情況很復雜，受到三方面的壓力，碎石柔性基層可以達到穩定的效果，從而提升抗壓強度和路面的拉力強度。

2 瀝青穩定性碎石柔性基層路用性能評價指標分析

2.1 力學性能

力學性能涉及的內容很多，主要是抗壓強度、劈裂強度和回彈模量。其中強度是指材料達到極限狀態的一種最大負荷，用于基層的混合料一般都是強度和剛度較高的材料。在進行瀝青混合的時候，其強度滿足使用性能，才能保證公路的質量。另外，不同級別的瀝青混合料也具有不同的空間類型，其內部的摩擦力和阻力都不同，瀝青的粘合結構也具有不同的粘合力。瀝青的結構組成對強度起到很重要的作用，綜合不同的強度特點，主要集中在組合礦料中，也是為了增加混合材料的內部粘合力。瀝青的品種和用量也屬于穩定性碎石柔性基層的性能評價指標，也起到很關鍵的影響作用[4]。

在評價基層路性能的時候，要結合強度，一方面，要提高礦質材料的擠壓力和摩擦阻力。提高瀝青與礦料之間的力度和穩定性，從而最終使其內部的性能可以充分發揮出來，實現最大的粘合力，其作用也會得到充分的發揮。在檢驗強度的試驗中，需要按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》以下簡稱《試驗規程》中的“瀝青混合料單軸壓縮試驗”和“瀝青混合料劈裂試驗”的要求來進行試驗。

2.2 抗永久變形性能

抗永久變形的性能，指在不同溫度下，不同狀態的瀝青呈現不同的形式，低溫情況下強度比較弱，中溫情況下其彈性稍微改觀。在外力的作用中，卸載后變形尅呈現為彈性變形和塑性變形，其變形的強度很大，與溫度以及混合材料有很大的關系，主要涉及的因素包括載荷大小、載荷時間、混合料等。比較低層次的碎石基層，其穩定性存在很大變化，但是受到其變形的限制，其變形的機理也存在差別，其自身以及內部的變形也受到限制，所以變形的機理以及豎向變形程度也在減輕。豎向變形是由于行車不均勻導致的，主要原理在于瀝青穩定碎石使混凝土層面產生車轍，柔性基層路反而可以避免產生這種現象。相關專家對其進行了性能試驗，以穩定性作為性能試驗標準，試驗中也考慮豎向變形，其試驗結果見表1。

在該次試驗中，采用了動穩定指標來評價瀝青穩定碎石基層變形的形式，對提高穩定性和強度有重要作用，豎向變形也是這樣，碎石柔性基層路面摩擦性比較強，其試驗的形式以及評價指標也在進一步研究。

2.3 抗疲勞性能

抗疲勞的破壞性也在很小的范圍內反復作用，也經常出現破壞性作用。瀝青穩定碎石的基層措施機理與汽車的載荷機理存在很大的相關性，基層底部的拉力和彎力作用都很大，盡管拉力和彎力都在很小的范圍內作用，但是多次受小硬力的作用，其剪應力也會產生很大的裂縫，隨著裂縫的減少，其中性軸出現向上移動的現象，加劇了裂縫的出現，因此對混料的要求非常高，碎石柔性基層路反而更適用于這種狀態，其拉力強度也呈現逐漸降低的狀態，更適合不同類型的路面。

3 結語

瀝青穩定碎石柔性基層路面的性能以及評價指標多種多樣，不同的瀝青種類，其評價指標不同。但是綜合整體的評價形式，都與壓力、力度抗永久變形方面相關，所以在進行綜合評價的時候，需要注重不同的指標，總結指標性能，才能從根本上提升路面的質量，解決質量面臨的重要問題。

參考文獻

[1] 易湘舒.多年凍土地區瀝青穩定碎石基層混合料路用性能研究[D].陜西：長安大學，2003.

[2] 王玲娟.瀝青穩定碎石基層混合料設計方法和路用性能研究[D].陜西：長安大學，2004.

[3] 白楷.大粒徑瀝青穩定碎石柔性基層瀝青路面力學性能研究[D].湖北：武漢理工大學，2010.

[4] 唐軍.瀝青穩定碎石柔性基層路用性能及其應用研究[D].重慶：重慶交通大學，2008.