浅谈沥青稳定碎石柔性基层路用性能评价指标

谭忠红

摘 要：沥青稳定碎石基层使其具有很高的强度和刚度，同时沥青的良好扩散能力，也增强了裂缝的自愈能力，还能保证土层面的拉力，使路面的效果更好。沥青稳定碎石层面目前已经在我国得到广泛应用。该文从沥青稳定碎石基层强度出发，分析组成结构以及强度原理，并以上述结构和原理探讨碎石基层路用性的评价指标，希望为提升路面质量提供一定的依据。

关键词：沥青 稳定碎石 柔性 力学

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（c）-0016-02

进入到21世纪以来，我国经济快读发展，公路的里程数在不断增加，碎石柔性基层路面是我国公路的主要结构形式，90%以上的路面都使用这种路面。碎石柔性基层路面强度很高，刚度也很大，材料来源很广，施工技术也很方便，该种路面还可以满足我国各个地区气候差异大的现象。与以往的路面相比，沥青稳定碎石刚度相对很稳定，路面的耐疲劳性很强，不会产生开裂，在构建方面，可以使用很多细料进行施工，其稳定性、设计优良、沥青混合料多等优点，被广泛的使用到我国的公路建设中。

1 沥青稳定碎石基层强度的原理以及性能要求

沥青混合料一般都是矿物质材料，也是颗粒型材料，在混合中会形成空间网络分散体，通过沥青的胶结作用来实现空间间隙的吻合。材料的强度构成属于摩擦和强动力的粘合体，力学强度非常强，但是需要认清的是，空间矿料之间的摩擦和镶嵌的粘合力很强，共同构成了结实的路面体系。沥青混合料作为一种复合材料，其人工组成和配置都存在一定的骨架，骨架的强度大小具有非常重要的作用[1]。

1.1 沥青稳定虽死混合料的组成结构以及强度原理

沥青混合材料属于复合材料的一种，是粗材料、细材料以及矿物质的混合而成，其构成材料以不同大小的碎石为主，目前针对构成存在两种理论，一种是以表面形式为主的理论形式，认为其构成以所见到的内容为主，是一种粗料与细料混合的形式，其主要构成形式见图1。

另一种观点认为沥青混合材料由一种多级空间网状材料凝结分散组成，以粗集料和分散在沥青砂浆介质中的材料。同样砂浆以分散在沥青中间为主[2]。砂浆是以细料为主要材料分散到介质中，胶浆也是分散才沥青的一个重要材料，可以对其分散形式进行图解，见图2。

从沥青的构成看，它是一种非常复杂的高分子材料，与矿物质材料具有很强的结合能力，不同沥青的组合能力不同，需要结合其混合工艺才能分析出其中的差异。沥青混合料的性能也会受到温度的影响，同时混合料对流性的变化以及影响程度都不同，其特征和弹性都不同。颗粒特性主要表现为，粗细矿物质颗粒与沥青的混合，其特点在于温度高，沥青的粘性明显。材料力学的特征与压力有关，材料越密集，其压力也越大。沥青的粘弹性特征可以表现为弹性综合体，在低温条件下，其弹性和变形能力都很强，属于一般的粘弹性个体。

另外，其力学特征可以表现为三方面。第一，其力学形式与加载的速度存在相关性，也就是说材料的强度和刚度随着加载速度的提升会发生变化。第二，对温度有很强的敏感性，温度升高，其表面的强度会变小。第三，材料有明显的蠕动变化能力。总之沥青符合材料的力学性质，直接关系到路面的层次，需要从根本上注意这些特点[3]。

1.2 沥青稳定碎石混合料的性能要求

沥青稳定碎石柔韧性基层路面结构，具有很强的抗碱度以及耐疲劳的特性，不会出现开裂等现象，采用沥青稳定路面，修筑时间比较短，受力情况均匀，能够延长使用寿命。在应用中可以开放交通，缩短工期，早日获得经济效益，施工完成后，一天时间就可以进行层面结构的铺设，其养护和强度效果都达到很高的要求。另外，其特点可以表现为长期使用，施工上层面的平整度很强，舒适，耐久性也很强，也适合在比较贫瘠的路面上使用。沥青和稳定碎石混合材料面临的情况很复杂，受到三方面的压力，碎石柔性基层可以达到稳定的效果，从而提升抗压强度和路面的拉力强度。

2 沥青稳定性碎石柔性基层路用性能评价指标分析

2.1 力学性能

力学性能涉及的内容很多，主要是抗压强度、劈裂强度和回弹模量。其中强度是指材料达到极限状态的一种最大负荷，用于基层的混合料一般都是强度和刚度较高的材料。在进行沥青混合的时候，其强度满足使用性能，才能保证公路的质量。另外，不同级别的沥青混合料也具有不同的空间类型，其内部的摩擦力和阻力都不同，沥青的粘合结构也具有不同的粘合力。沥青的结构组成对强度起到很重要的作用，综合不同的强度特点，主要集中在组合矿料中，也是为了增加混合材料的内部粘合力。沥青的品种和用量也属于稳定性碎石柔性基层的性能评价指标，也起到很关键的影响作用[4]。

在评价基层路性能的时候，要结合强度，一方面，要提高矿质材料的挤压力和摩擦阻力。提高沥青与矿料之间的力度和稳定性，从而最终使其内部的性能可以充分发挥出来，实现最大的粘合力，其作用也会得到充分的发挥。在检验强度的试验中，需要按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》以下简称《试验规程》中的“沥青混合料单轴压缩试验”和“沥青混合料劈裂试验”的要求来进行试验。

2.2 抗永久变形性能

抗永久变形的性能，指在不同温度下，不同状态的沥青呈现不同的形式，低温情况下强度比较弱，中温情况下其弹性稍微改观。在外力的作用中，卸载后变形尅呈现为弹性变形和塑性变形，其变形的强度很大，与温度以及混合材料有很大的关系，主要涉及的因素包括载荷大小、载荷时间、混合料等。比较低层次的碎石基层，其稳定性存在很大变化，但是受到其变形的限制，其变形的机理也存在差别，其自身以及内部的变形也受到限制，所以变形的机理以及竖向变形程度也在减轻。竖向变形是由于行车不均匀导致的，主要原理在于沥青稳定碎石使混凝土层面产生车辙，柔性基层路反而可以避免產生这种现象。相关专家对其进行了性能试验，以稳定性作为性能试验标准，试验中也考虑竖向变形，其试验结果见表1。

在该次试验中，采用了动稳定指标来评价沥青稳定碎石基层变形的形式，对提高稳定性和强度有重要作用，竖向变形也是这样，碎石柔性基层路面摩擦性比较强，其试验的形式以及评价指标也在进一步研究。

2.3 抗疲劳性能

抗疲劳的破坏性也在很小的范围内反复作用，也经常出现破坏性作用。沥青稳定碎石的基层措施机理与汽车的载荷机理存在很大的相关性，基层底部的拉力和弯力作用都很大，尽管拉力和弯力都在很小的范围内作用，但是多次受小硬力的作用，其剪应力也会产生很大的裂缝，随着裂缝的减少，其中性轴出现向上移动的现象，加剧了裂缝的出现，因此对混料的要求非常高，碎石柔性基层路反而更适用于这种状态，其拉力强度也呈现逐渐降低的状态，更适合不同类型的路面。

3 结语

沥青稳定碎石柔性基层路面的性能以及评价指标多种多样，不同的沥青种类，其评价指标不同。但是综合整体的评价形式，都与压力、力度抗永久变形方面相关，所以在进行综合评价的时候，需要注重不同的指标，总结指标性能，才能从根本上提升路面的质量，解决质量面临的重要问题。

参考文献

[1] 易湘舒.多年冻土地区沥青稳定碎石基层混合料路用性能研究[D].陕西：长安大学，2003.

[2] 王玲娟.沥青稳定碎石基层混合料设计方法和路用性能研究[D].陕西：长安大学，2004.

[3] 白楷.大粒径沥青稳定碎石柔性基层沥青路面力学性能研究[D].湖北：武汉理工大学，2010.

[4] 唐军.沥青稳定碎石柔性基层路用性能及其应用研究[D].重庆：重庆交通大学，2008.