沥青混合料强度影响因素分析

摘要：目前我国沥青混凝土路面由于强度不足引起的破坏十分严重，特别是交通量大、重载车辆多的高速公路更为明显。本文主要从原材料和温度方面分析了造成强度不足的原因，总结了影响范围和改进措施。

关键词：强度 水损害温度碾压

中图分类号：TF526文献标识码： A

沥青混凝土路面的强度是所有性能指标里面最重要的指标，强度不足，则会使水进入到沥青混凝土中，从而引起沥青路面的水损坏。在夏季高温季节由于热胀冷缩的影响，沥青路面强度从而引起车辙破坏。所以强度是沥青路面质量控制中最重要，也是最难的因素。本文从以下几个方面分析了压实度的影响因素：

沥青混凝土是由沥青、矿粉、细集料和粗集料组成的无机复合材料[1]。首先是由矿粉和两组成沥青胶浆，然后和细集料组成沥青砂，最后包裹和分布在粗集料形成的空隙中，从而形成具有一定强度的混合料，其强度主要由沥青的粘聚力和集料的摩擦力构成。原材料的比例不同，则形成的孔隙率也就不同。

1、集料表面形状的影响

集料表面越粗糙，形成的凹凸面就越多，经过压实后，颗粒间能形成良好的嵌挤力，从而使混合料形成较高的内摩阻力。集料颗粒的形状宜接近立方体，呈多棱角，以承受荷载而不这段破碎，嵌挤后能形成较高的内摩阻力；而表面光滑的颗粒，则易引起滑移而导致路面变形；针状、片状的集料，在荷载作用下极易断裂破碎，从而造成沥青路面的内部损伤和缺陷。

2、沥青与矿料之间的相互影响作用

沥青混合料粘结力除了与沥青自身的内聚力有关，还取决于沥青与矿料的交互作用。沥青集料与沥青颗粒对于包裹在表面的沥青分子具有一定的化学吸附作用，这种吸附作用比矿料与沥青间的分子力要大，并使矿料表面吸附沥青组分重新分布，形成一层吸附膜，成为结构沥青。结构沥青膜层较薄，粘度较高，与矿料之间有着较强的粘聚力。在结构沥青之外未与矿料发生交互作用的沥青称为自由沥青，保持着沥青的初始粘聚力[2]。

3、矿料比表面积的影响

根据沥青与矿料之间的交互作用原理，沥青混合料的粘结力既取决于结构沥青的比例，也取决于矿料颗粒之间的距离。当矿料颗粒之间距离很近，并由粘度增加的结构沥青相互粘结使，具有较高的粘结力，反之，当矿料颗粒之间以自由沥青相互粘结，则粘结力较低。

在相同的沥青用量条件下，与沥青产生交互作用的矿料表面积越大，则形成的沥青膜越薄，在沥青中结构沥青所占的比率越大，因而沥青混合料的粘聚力越高。通常在工程中，以单位质量集料的总表面积来表示表面积的大小，称为比表面积。矿料比表面积随颗粒度变小而显著增大。由于混合料中矿粉的比表面积比例较大，因此矿粉的品种和用量对混合料的强度影响最大。在沥青用量一定的情况下，适当提高矿粉用量，可提高沥青胶浆的粘度，使胶浆的软化点明显上升，有利于提高混合料强度，但矿粉用量过多，则又会使混合料过于干涩，影响沥青的强度，所以，矿粉与沥青的比例应根据类型适当变化。

4、使用环境的影响

使用环境温度和荷载条件对沥青混合料的强度有很大影响，当温度升高时，沥青的粘度降低，流动性增大，从而使混合料强度降低。反之，温度降低，则混合料变硬，刚度增加，强度提高；当温度进一步降低时，混合料发脆，强度反而降低。

5、温度的影响

温度是影响沥青混凝土强度的最主要因素，无论是拌合温度还是碾压温度都要严格控制。沥青混合料的温度越高，其塑性性能越好，在压实过程中也越容易形成足够的密实度，从而满足强度要求。但是过高的温度有可能造成沥青老化，是混合料的脆性增加。同时，在碾压过程中要遵循“紧跟、慢碾、高频、低幅”的原则，在140度左右初压效果最好。

6、碾压厚度的影响

沥青混凝土碾压厚度对强度的影响也非常大，在实际工作中，下面层比上面层较容易获得满意的压实度，从而形成足够的强度。其原因是下面层厚度大，沥青混合料在碾压过程中温度降低的慢，给予了压路机充足的碾压时间，所以混合料的强度好。上面层往往较薄，在碾压过程中温度下降特别明显，初压不及时就会引起压实度的不足。

7、压路机性能的影响

在沥青混凝土压实过程中一般由初压、复压和终压组成。常用的压路机组合方式为钢轮震动压路机和胶轮压路机。初压由两台钢轮压路机组成，目的是稳定沥青混合料。正常碾压2-3遍，碾压是要求驱动轮在前，这样可以防止推移的产生。复压则有胶轮压路机完成，也是整个路面压实的关键，视胶轮压路机的吨位，压实遍数也不相同，一般6-8遍。终压的目的是消除整个压实过程中的缺陷，消除复压形成的轮迹。

综上所述，要取得较高的沥青混凝土强度，必须在原材料、配合比、碾压温度和碾压工艺方面综合考虑，这样才能形成较高的强度，获得质量和经济方面双丰收。

参考文献：

[1] 飞，沥青混合料碾压工艺的研究[J]． 黑龙江交通科技，2009(10):11-13

[2] 刘家明，沥青砼路面施工中的质量控制探讨[J]． 四川建材，2007(3):65-66