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1K411043 熟悉沥青混凝土(混合料)结构组成
本条介绍了沥青混凝土结构组成的基本理论,按级配原则划分的几种结构型式及构造特点。
沥青混凝土(混合料)是一种复合材料,它由沥青、粗集料、细集料、矿粉组成,有的还加人外掺剂。由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构,并具有不同的力学性质。“沥青混凝土(混合料)结构”是材料单一结构和相互联系结构的概念的总和,包括沥青结构、矿物骨架结构及沥青一矿粉分散系统结构等。沥青混凝土(混合料)的结构取决于下列因素.矿物骨架结构、沥青的结构、矿物材料与沥青相互作用的特点、沥青混合料的密实度及其毛细一孔隙结构的特点。
矿物骨架结构是指沥青混合料成分中矿物颗粒在空间的分布情况。由于矿物骨架本身承受大部分的内力,因此骨架应由相当坚固的颗粒所组成,并且是密实的。沥青混合料的强度,在一定程度上也取决于内摩阻力的大小,而内摩阻力又取决于矿物颗粒的形状、大小及表面特性等。
形成矿物骨架的材料结构,也在沥青混合料结构的形成中起很大作用。应把沥青混合料中沥青的分布特点,以及矿物颗粒上形成的沥青层的构造综合理解为沥青混合料中沥青结构。为使沥青能在沥青棍合料中起到应有的作用,均匀地分布到矿物材料中,并尽可能完全包裹矿物颗粒。矿物颗粒表面上沥青层厚度,以及填充颗粒间空隙的自由沥青的数量,具有重要的作用.自由沥青和矿物颗粒表面所吸附沥青的性质,对沥青混合料的结构产生影响。沥青混合料中的沥青性质,取决于原来沥青的性质、沥青与矿料的比值,以及沥青与矿料相互作用的特点。
沥青混合料的力学强度,主要由矿物颗粒之间的内摩阻力和嵌挤力,以及沥青胶结料及其与矿料之间的粘结力所构成。
沥青混凝土(混合料),可分为按嵌挤原则构成和按密实级配原则构成的两大结构类型。
按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度,是以矿质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主、沥青结合料的粘结作用为辅而构成的。这类路面是以较粗的、颗粒尺寸均匀的矿物构成骨架,沥青结合料填充其空隙,并把矿料粘结成一个整体。这类沥青混合料的结构强度受自然因素(温度)的影响较小。
按密实级配原则构成的沥青混合料的结构强度,是以沥青与矿料之间的粘结力为主,矿质颗粒间的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成的。这类沥青混合料的结构强度受温度的影响较大。
按级配原则构成的沥青混凝土(混合料),其结构组成通常有下列三种形式:
( 1 )悬浮密实结构:由次级骨料填充前级骨料(较次级骨料粒径稍大)空隙的沥青混凝土具有很大的密度,但由于前级骨料被次级骨料和沥青胶浆所分隔,不能直接互相嵌锁形成骨架,因此该结构具有较大的黏聚力c,但内摩擦角ψ较小,高温稳定性较差.通常按最佳级配原理进行设计.
( 2 )骨架空隙结构粗骨料所占比例大,细骨料很少甚至没有。粗骨料可互相嵌锁形成骨架,嵌挤能力强;但细骨料过少不易填充粗骨料之间形成的较大的空隙。该结构内摩擦角ψ较高,但黏聚力c也较低。
( 3 )骨架密实结构较多数量的断级配粗骨料形成空间骨架,发挥嵌挤锁结作用,同时由适当数量的细骨料和沥青填充骨架间的空隙形成既嵌紧又密实的纷勾。该结构不仅内摩擦角ψ较高,黏聚力c也较高,是综合以上两种结构优点的结构.
三种结构的沥青混凝土(混合料)由于密度ρ、空隙率VV、矿料间隙率 VMA 不同,使它们在稳定性和路用性能上亦有显著差别。