淺談如何提高瀝青混凝土路面強度論文
摘 要：本文著重分析瀝青混凝土強度形成機理，研討提高混合料強度的措施，以期達到提高瀝青路面的使用品質和耐久性的目的。
關鍵詞：公路工程；瀝青混凝土；路面強度；摩阻力；粘聚力；吸附
1、瀝青混合料是由礦質骨架和瀝青膠結物所構成的，具有空間網絡結構的一種多相分散系。瀝青混合料的強度是由內摩阻力和粘結力組成。內摩阻力取決于狂聊表面形狀、大小、表面特征和礦質混合料的級配；而粘結力與瀝青的性質密切相關。
（1）礦料之間的嵌擠力與內摩阻力的大小，主要取決于礦料的級配、尺寸均勻度，顆粒形狀，表面粗糙度和瀝青含量。
瀝青混合料按級配構成原則不同可分為三種：
（a）懸浮密實結構：在采用連續級配礦料配置的瀝青混合料中，各種級配連續存在形成密實結構。另一方面粒徑較大的顆粒被較小一級的顆粒擠開，造成粗顆粒之間不能直接接觸，也就不能相互支撐形成嵌擠骨架結構，而是彼此分離懸浮與較小顆粒和瀝青膠漿中間。這種結構通常按最佳級配原理設計。工程中常用的AC型密級配瀝青混凝土就是這種結構。特點：密實度與強度較高，水穩性好、耐久性好、高溫穩定性較差。
(b)骨架空隙結構：當采用連續開級配礦料與瀝青組成瀝青混合料時，粗粒徑的顆粒可以相互接觸，形成嵌擠的骨架。由于細顆粒少無法填充，從而壓實后的混合料中留下較多的空隙。這種結構骨料之間的內摩阻力和嵌擠力起重要作用。工程實踐中使用的瀝青碎石混合料（AM）和排水瀝青混合料(OGFC)是典型的骨架空隙型結構。特點：高溫穩定性好、水穩性較差、耐久性下降。
（C）骨架密實結構：當采用間斷型密級配礦料與瀝青組成瀝青混合料時，由于礦料顆粒集中在級配范圍的兩端，缺少中間顆粒，所以一端的粗顆粒相互支撐嵌擠形成骨架，另一端較細的顆粒填充于骨架留下的空隙中間，使整個礦料結構處于密實狀態，形成骨架密實結構。瀝青碎石瑪蹄脂混合料（SMA）是一種典型的骨架密實型結構。特點：兼具了上述兩種結構的優點，是一種優良的路用結構類型。
（2）粘聚力主要取決于瀝青與礦料之間的相互作用力、瀝青材料本身的粘結力。
瀝青與礦料之間的相互作用是瀝青混合料結構形成的決定性因素，它直接關系到混合料的強度、溫度穩定性、水穩定性及老化速度等一系列重要性能。
瀝青與礦料接觸后，瀝青在礦料表面產生化學組分的重新排列，在礦料表面形成一層擴散結構膜，在此薄膜厚度以內的瀝青稱為結構瀝青，此薄膜以外的瀝青稱為自由瀝青。結構瀝青與礦料之間發生相互作用并且瀝青性質有所改變：而自由瀝青與礦料距離較遠，沒有與礦料發生相互作用，并保持原來的性質。
瀝青與礦料相互作用時發生多種效應，主要有瀝青層被礦物表面物理吸附、瀝青與礦料進行的化學吸附、某些種類礦料對瀝青組分的選擇性吸附。
礦料與瀝青之間僅有分子作用力存在時則產生物理吸附，物理吸附形成的結構瀝青膜遇水易剝落。瀝青中的酸性物質（如瀝青酸、瀝青酸酐）與堿性礦料在接觸面上會發生化學變化，在接觸面形成不溶于水的瀝青酸鹽，這時發生的是化學吸附。化學吸附形成的結構瀝青膜具有較高的抗水能力。也只有產生化學吸附，瀝青混合料才能具備良好的水穩定性。
2.提高瀝青混合料的強度包括兩個方面：一是提高礦質骨料之間的嵌擠力與摩阻力，二是提高瀝青與礦料之間的粘結力。
（1）選用材質堅固、表面粗糙、形狀方正、有棱角的石料，提高礦質之間的嵌擠力與摩阻力。優先選用堿性石料，缺乏堿性石料，可使用中性玄武巖、安山巖、輝綠巖。
（2）選擇空隙率最低的礦料級配，以降低自由瀝青含量。完善拌合與壓實工藝可大大提高混合料嵌擠力和水穩定性。
（3）經多方案進行試驗、比選，選擇合適的礦粉，并確定合理用量，增加混合料中結構瀝青含量。礦粉用量過多則需要相應增加拌合時間，否則難于拌勻，易結團，一般取規范規定范圍內中值。
（4）通過在瀝青中添加高聚物改性劑（如熱塑性彈性體類SBS、橡膠類3BR）或碳黑、硅粉等改性劑改善瀝青性質，進而改善瀝青混凝土工作性質。
（5）可使用抗剝落劑，但抗剝落劑品種較多，性能不同，要謹慎選擇。添加抗剝落劑能改善和提高瀝青混合料抗水損害能力，但抗剝落劑對集料和瀝青有選擇性，因此，不能輕易得出某種抗剝落劑不好或是劣質產品的結論，應通過周密的試驗設計來進行篩選。
綜上所述，結合瀝青混凝土路面強度形成的機理，結合多年工作實踐的體驗應注意以下幾個要點：瀝青面層結構混合料類型要合理，宜選用粒徑較小、空隙也小的級配混合料；設計與路段實際厚度情況要相符、不宜過大避免造成窩工；影響工期，質量；補強段的路面厚度要實際，不能憑空想象草草了事、特別是舊路的狀況，應避免補強路段的強度補強后彎沉大于設計值，造成新路強度不足、早期破壞嚴重；嚴格對原材料的控制，如果對混合料的配合比控制不夠，特別是配料和瀝青用量不準，會使路面早期出現推擁、油包、松散、坑槽；施工機械設備陳舊、不配套、會使混合料的配合比、計量、拌合均勻性、壓實度、平整度受影響；瀝青混合料加熱過高、拌合時瀝青被礦料的高溫灼焦、瀝青老化、路面強度不足、產生松散、坑槽；碾壓溫度不宜過高、要注意掌握碾壓溫度，否則會出現壓不實、推移、發生微裂；底基層、基層、路面表層要清除干凈、對浮土、浮灰，浮砂如清除不干凈，在雨水作用下被行車擠壓易造成變軟及波及層面；補強松鋪系數要控制好，不要導致二次補強層、因二次補強層，無法與下基層緊密連接，易松散、坑槽、網裂。建議補加層用油砂代；在行車作用下的小面積松散、坑槽、特別是采用層鋪法施工和貫入式路面和表面處理，初期養護更為重要；嚴格按基本建設程序辦事，認真做好施工管理、質量管理；杜絕無路面施工經驗、無路面設備和技術力量的施工隊伍承擔路面施工及監理有職無權、無法嚴格監理、不按施工規范要求施工，趕工期搞獻禮工程。這樣一定可以加強瀝青混凝土路面的強度，從而達到更大效益追求。
參考文獻：
[1]《路基路面檢測技術》，張超、鄭南翔、王建設主編，人民交通出版社，北京市，2004年.
[2]《路基路面檢測技術》，趙衛平主編，人民交通出版社，北京市，2006年.
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