浅析常温沥青混合料的级配选择

分类：建筑工程论文发表 时间：2012-09-08 10:16 关注：(1)

　　摘要：本文则着重从级配类型影响因素出发，通过试验和工程实例对比找出较为适宜的常温沥青混合料级配类型。

　　关键词：常温沥青混合料, 级配类型, 间断级配, AC, SMA

　　中图分类号： TU57 文献标识码：A 文 章编号：

　　Abstract: This paper is mainly from the gradation type influence factors, through the test and engineering examples comparison to find suitable at the gradation asphalt mixture types.

　　Key Words: normal temperature asphalt mixture, gradation type, pulsation gradation, AC, SMA

　　随着经济的快速发展，我国基础建设得到大力发展，特别是道路建设更是飞速发展。2010年年底，我国公路网总里程达到398.4万公里，五年新增63.9万公里。其中，高速公路发展到7.4万公里，居世界第二位。在已建成的高速公路中，沥青混凝土路面就要占到八成。沥青路面则以良好的行车舒适性、优异的路用性能及建设速度快、维修方便、行车噪音小、扬尘污染少等优点，成为全国城市道路、高速公路等铺设的主要趋势。然而随着经济的高速发展，人们对各种物质生活的要求也越来越高：经济高效，安全舒适，节能环保。传统热拌沥青混合料能耗大，污染严重且低温不宜施工。而常温沥青混合料则有着适宜多种气候、施工简单、绿色环保、能耗低成本低，修补质量高等特点。

　　一、常温沥青混合料强度形成机理

　　热拌沥青混合料强度形成机理基于摩尔库伦理论，并参考了两个强度参数:粘结力值和内摩阻角值，其强度公式如式1.1所示。其中粘结力值主要取决于沥青结合料的性质，沥青结合料粘度越高，其粘结力c值就越大; 内摩阻角ψ值则与混合料类型和密实度有关，骨架作用越强越密实的混合料，则ψ值越大。

　　τ=c +σtgψ (1.1)

　　式中:τ—沥青混合料的抗剪强度，MPa;

　　c—沥青混合料的粘聚力，MPa;

　　σ—剪损时的正应力，MPa;

　　ψ—沥青混合料的内摩阻角，rad。

　　沥青结合料是一种热塑性材料，温度较高时粘度较小 c值也较小，这时沥青混合料可以进行摊铺压实等操作，等温度降至常温后，沥青粘度变大c值也变大，混合料颗粒间就相互粘结成型，形成一定强度。因此，对于热拌沥青混合料来说，在摊铺碾压后温度快速降至常温，混合料强度即完全形成。

　　二 、常温沥青混合料的级配类型

　　常温沥青混合料是一种具有空间网络结构的多相分散体系，主要是由沥青、矿质集料、稀释剂及外加剂所组成。其中稀释剂是常温沥青混合料的关键组分之一，其作用是确保沥青在常温或低温下具有比热沥青更低的粘度以保持一定的流动性。而外加剂是一种改性剂，是由多种树脂类高分子材料组成，主要作用是弥补沥青加入稀释剂后所损失的一部分路用性能，改善沥青技术性能，提高沥青混合料的高温和低温等性能。这些组成材料在沥青混合料中，由于质量的差异和数量的多少，形成了不同的组成结构，并表现为不同的力学性能。

　　1、骨架密实结构

　　(1)级配为间断型，混合料粘结力和内摩阻力均较高，在常温沥青混合料使用初期，混合料中矿质集料可以相互嵌挤，给予一定的初始强度。

　　(2)混合料空隙率较小，使混合料初期具有一定的抗水损害。

　　(3)细集料用量较多，混合料疏松性变差，不利于摊铺，压实等工作。

　　2、骨架空隙结构

　　(1)级配为连续型，粗集料含量多，在常温沥青混合料使用初期可以相互嵌挤，给予一定的初始强度，以抵抗早期行车荷载的作用。

　　(2)细集料用量较少，具有优良的疏松性;混合料空隙率较大，利于混合料中轻质油份的挥发，能够提高混合料的成型速度。

　　(3)混合料成型后空隙大，则其抗水损害性能较差。

　　3、悬浮密实结构

　　(l)混合料空隙率较小，具有很好的早期抗水损害性，提高了混合料的耐久性。

　　(2)经压实后，密实度较大，水稳定性和耐久性较好。

　　三、常温沥青混合料级配对比

　　由于常温沥青混合料早期强度低，再加上南方多雨水，骨架空隙型结构的开级配和半开级配成型后空隙率大路面平整度差，水损坏较严重，所以AM型和OGFC型级配不适宜于南方的常温沥青混合料路面。本文则着重从另两类代表的AC型和SMA型进行试验比较。选取的级配为常温沥青混合料AC-13和常温沥青混合料SMA-13。通过马歇尔试验成型后一星期对比试验数据　　

可知：常温沥青混合料AC-13明显比SMA-13稳定度高，流值小，早期荷载作用下的路面平整度也较好。并且通过对重庆市茶园蔷薇路和南岸龙黄路两处试验路对比跟踪发现：蔷薇路路面较好，龙黄路路面返修;无论从路面平整度还是从整体稳定结构上，常温沥青混合料AC类型都较SMA类型要好。

　　众所周知，传统热拌沥青混合料SMA类型比AC类型耐久性、强度和稳定性均较好。通过试样断面和具体工程破碎面实例分析我们发现：传统热拌沥青混合料待摊铺温度降至常温，沥青结合料与集料及集料与集料之间的作用强度和稳定性就会很快形成。而常温沥青混合料则不同，稀释剂的作用增加了混合料的松散性和流动性，但同样降低了沥青结合料的粘度，致使早期无法快速形成胶体结构，强度较低。此时沥青胶浆的粘结作用较小，主要靠集料之间的内摩阻力和嵌挤力作用形成强度。随着稀释剂的不断挥发，粘结作用逐渐增大，最终形成稳定的胶体结构。

　　四、总结

　　本文通过试验和工程实例对比分析得出：常温沥青混合料与传统热拌沥青混合料级配选择不同，传统热拌沥青混合料SMA类型比AC类型耐久性、强度和稳定性均较好，而常温沥青混合料却恰恰相反，AC类型级配比SMA类型级配稳定度、流值和早期强度均要好，更适宜作为常温沥青混合料的级配。

　　参考文献：

　　[1] 刘晓文. 冷补沥青混合料研究[D]. 华南理工大学, 2010 .

　　[2] 姚海臣. 沥青路面混合料冷补技术机理研究与应用[D]. 吉林大学, 2009