沥青混合料内在参数实验

安忠云

(伊犁公路建筑材料实验室)

沥青混合料内在参数实验

安忠云

(伊犁公路建筑材料实验室)

沥青混合料在现在的工程建设中得到了广泛的应用，特别是一些市政路桥方面。沥青混合料内在参数的研究能够帮助我们对沥青混合料的流变特性进行具体的研究，因此得到了很多建设单位和路桥管理单位的密切关注。沥青混合料是一种颗粒性的复合材料，在研究沥青混合料内在参数的试验中通过设置孔隙比、试验温度和沥青用量三个实验变量来进行分析，从而确定沥青产生的粘结力和骨料产生的内摩阻角。下面就从沥青混合料内在参数的流变特性和具体的确定实验来进行简要的探讨。

沥青混合料;内在参数;流变特性;确定实验

1 沥青混合料内在参数的流变特性影响因素

1.1 孔隙比

1.2 试验温度

孔隙比能够反映出沥青混合料结构的松散程度，如果沥青混合料没有得到充分的压实，则孔隙比越大，进而整个沥青混合料的结构就会越松散。孔隙比同时也反映出了沥青混合料中骨料的整体骨架效应。孔隙比也就成为沥青混合料内在参数的流变特性影响因素。沥青混合料中的孔隙比逐渐增大时，整个混合料的粘结力和内摩阻角都有了大幅度的减小，这样就呈现出孔隙比和内在参数之间的关系。当沥青混合料的孔隙比不断增大，必然会导致整个沥青混合料结构的松散程度增加，进而整个沥青混合料的粘结力就会大幅度地减弱，同时骨料产生的内摩阻角也会减小，进而使得整个沥青混合料颗粒之间的相互接触和吸附效应，影响了沥青混合料的流变特性。

1.3 沥青用量

在进行沥青混合料内在参数的实验时，试验的温度也成为了影响内在参数流变特性的一个因素。在实验进行过程中，随着温度的不断升高，沥青混合料的内摩阻角迅速变大，但是，粘结力却大幅地减小。主要原因就是，在温度不断升高的情况需啊，具有热塑性的沥青就会逐渐地变软，在一定外力的作用下，沥青混合料的骨料的表面棱角就能够得到相应的还原，混合料颗粒之间的媳妇和接触效应以及相互作用都得到了一定程度的加强，从而就使得内摩阻角变大，但是粘结力随着温度的不按段升高而呈现出减小的情况。对沥青混合料而言，这种流变特性是显而易见的。沥青混合料内在参数随着温度的改变而呈现出的变化规律就如上诉所言，温度的升高会造成粘结力的减小和内摩阻角的增大。

2 确定沥青混合料内在参数的实验

沥青混合料中沥青的用量对沥青混合料内在参数的流变特性也起到了一定的影响作用。沥青的存在会产生一定的粘结力，实验表明沥青用量的增加会使得整个沥青混合料的沥青粘结力和骨料的内摩阻角减小，主要原因就是随着沥青用量的增加，整个沥青混合料中的自由沥青的浓度就会提高，这样就使得沥青的粘结力得到了一定程度的抑制，同时自由沥青的存在还对颗粒之间的摩擦起到了一定的润滑作用，就造成了沥青混合料的内摩阻角减小的情况。在沥青混合料的实际生产和应用过程中，合理地设置沥青的用量，能够降低对沥青混合料内在参数流变特性的影响，进而保证整个沥青混合料的强度特性。

2.1 直剪试验

沥青混合料内在参数可以通过直剪试验来确定，主要是对不同的正压力水平下的抗剪强度进行测定，然后在建立的坐标系里绘制出库伦直线，从而获得沥青混合料的沥青粘结力和骨料内摩阻角。沥青混合料的直剪试验和土的直剪试验相似，取沥青混合料的试样放入到剪切盒里面，让整个上盒处于固定的状态，同时整个下盒能够沿水平方向进行移动。首先对试样施加垂直方向的压力，然后对下盒施加水平方向的剪力，直至整个试样被损坏。然后，重复这样的操作5次左右，就能够测定出沥青混合样的抗剪强度参数，即粘结力和内摩阻角。相较于简单拉压试验和三轴试验而言，直剪试验更加的直观，但是在操作上存在一定的困难，目前在沥青混合料内在参数的确定是严重很少用到这种方法，在今后的研究中还有待进一步的探讨和优化。

2.2 三轴实验

2.3 简单拉压实验

目前国内外在确定沥青混合料内在参数实验方面最为常用的就是三轴试验。这种试验的操作方法就是将沥青混合料试样置于一定的压力环境下，然后沿着轴施加相应的压力，直到整个试样被完全破坏。它是依据摩尔—库伦强度理论设计的，利用三轴向试样进行压力的施加，从而测得试样的抗压强度。相对于其它两种试验方法而言，三轴试验在应用过程中能够有效地控制试件的排水条件，同时整个试样在剪切过程中的应力状态也很明显，这样就能够较为直观地看出整个沥青混合料内在参数的流变特性。但是，三轴试验的仪器设备很复杂，所需要耗费的人力物力也很大，加上实际操作的难度也大，这样就使得三轴试验在工程建设中的应用受到了限制。随着目前很多三轴仪的生产和改进，为沥青混合料进行三轴试验提供了很大的帮助，在内在参数的确定上有着积极的意义。

沥青混合料的简单拉压试验主要包括拉伸和压缩两个部分。压缩部分基本上没有什么技术难点，在一般的试验仪器就能够进行，且应用较为广泛，而拉伸试验在进行时需要对两个方面的技术难点进行克服。一个是试样的偏心受拉问题，另一个是拉头的技术处理问题。目前国内的沥青混合料拉压试验在技术上已经得到了很大的提高，这些技术难点也很好地克服了。在进行试验的过程中，拉伸和压缩环节都是假定整个沥青混合料内在参数维持不变，这样才能够通过测得沥青混合料的抗压抗剪强度，利用相应的计算公式来算出沥青混合料的内在参数。进行简单拉压试验能够对整个沥青混合料在两种状态下的内在参数进行分析，进而更加全面地综合沥青混合料的强度特性。目前，简单拉压试验是确定沥青混合料内在参数的主要试验方法，但是还需进一步改进。

［1］穆惠民，刘勇军.我国新型石膏空心砌块成型机械的应用与发展现状［A］.2004国际墙体屋面材料技术交流暨第七届生产装备博览会论文集［C］.2004.

［2］赵可，史炳中，卢永贵.沥青混合料的力学特性与强度机理［A］.天津市市政(公路)工程研究院院庆五十五周年论文选集(1950～2005)下册［C］.2005.

U416.1

C

1008-3383(2012)06-0050-01

2011-11-01

安忠云(1982-)，男，研究方向：沥青，混泥土，水温路面施工。