沥青混合料的强度及施工离析分析探讨
摘 要：伴随着我国公路基础设施的建设，路面建设也日益成为我们所关注的焦点。然而，伴随着科技的发展，我国路面建设依然处于较为落后的现状。本文从实际施工的现状，沥青混合料的强度特征及离析的机理进行分析。通过剖析影响沥青混合料强度的诸多因素。以期对于日后公路施工给予参考和借鉴意义。同时，也希望对于沥青混合料的研究，提高路面工程质量，延长路面使用寿命。进而，对于提高整体工程建设的质量具有重要意义。
关键词：路面结构 沥青混合料 离析 马歇尔试验
1.前言
近年来， 由于国家加大对农村公路的投资力度， 沥青混凝土路面结构也被广泛的应用到农村公路的建设中， 其行车舒适性及维修方便性较水泥混凝土路面有较大的优势。但其早期破坏在很大程度上影响了其综合使用性能， 沥青混合料离析是造成沥青路面早期破坏的原因之一。沥青混合料离析可大致分为两种类型： 级配离析和温度离析。要想对于路面的整体施工建设尤其是我们本文所涉及到的沥青混合料的研究有彻底而又深刻的认识。我们必须从沥青材料组成的颗粒性和粘弹性等特点出发，剖析路面施工中沥青混合料的装卸、水平运输和传送、螺旋布料等阶段。而又不能忽视影响沥青混合料的外部因素对于路面建设的影响。本文通过对混合料的基本力学特性的分析，针对粗骨料颗粒水平惯性力、离心力及自身重力等问题，提出自己的见解和看法。以期促进施工和技术人员进一步了解沥青混合料的组织结构和强度特性，并提高路面的建设质量。
级配离析出现时， 沥青路面上一些区域粗料集中， 另一些区域细料集中， 使得混合料变得不均匀， 级配及沥青用量与设计不一致， 导致路面呈现出较差的结构和纹理特性。一些区域细料集中、孔隙率小，可能会出现泛油、车辙； 另一些区域粗料集中、孔隙率太大， 可能会导致路面水损坏。温度离析是指沥青混合料在储存、运输及摊铺中受天气、施工机械影响， 由于热量损失而出现温度差异的状况。混合料的温度离析会导致路面压实度不均匀， 温度较低的区域路面的空隙率较大、纹理深度也较大， 这些区域的路面易出现早期损坏。研究表明， 严重离析的路面使用寿命可能会减少50% 以上。目前公路沥青路面的一些早期损坏， 如松散、网裂、坑洞、局部严重辙槽、局部泛油、新铺沥青路面的构造深度不均等， 都与沥青混合料的离析密切相关。
2.沥青混合料的强度理论和强度特征分析
2.1 沥青混合料的强度理论
伴随着，我国科技水平的日益提高，我们理论技术人员对于沥青混合料的强度也越发重视。根据沥青混合料本身所具有的特性，诸如其搅拌材料沥青、粗集料、细集料和填料等多角度出发。通过对其组成材料，级配，组织结构，温度差异、负载时间、负载速率甚至是加载的方式分析，产生了相关的一些各具特色的沥青混合料强度理论。
我们将主要的对国内影响较大的理论，陈列于此，以供参考和借鉴之用。
胶浆理论：关注骨料的骨架作用，强调沥青胶浆性能的重要性。提出三种分散系的观点，即粗分散系、细分散系和微分散系。而粗分散系则是以粗集料为分散相分散在沥青砂浆之中。同理，细分散系是以砂浆为分散相分散在沥青胶浆介质之中。微分散系以填料为分散相分散在高稠度沥青之中。
表面理论：关注沥青的稠度和沥青与矿粉的相互作用，强调沥青混合料的组成部分，注重关注由粗集料、细集料和填料沥青组配而成的集料骨架的重要作用。
2.2 混合料的强度及其影响因素
据了解，沥青混合料中有约 95%是矿料，所以我们在对于沥青混合料的前度分析上我们据对不能忽视在这些矿物质的颗粒因素。因而沥青混合料材料组成结构的颗粒性及粘弹性的特征，显然是影响混合料强度的重要因素。
首先，针对沥青混合料材料组成结构的颗粒性而言。集料性质与级配是直接影响沥青混合料强度的内在因素和参数。因为集料级配是与我们的沥青混合料的自由沥青含量与剩余空隙率，密不可分。这也就意味着，集料级配对沥青混合料的抗疲劳性、耐久性、粘结力都有着重要的意义和价值。
从力学特性出发，针对沥青混合料材的粘弹性的特征，我们发现，密实度与其强度密切相关。由于密实度直接影响碾压温度，也就意味着在沥青混合料材料组成结构没有差异的前提下，密实度越高，强度越大，路面的均匀性与耐久性越强。
3.级配离析的机理及其对路面结构均匀性的影响
沥青含量离析和粗细集料离析是沥青混合料的级配离析的主要内容。我们进一步，详细分析来看。沥青含量离析与填料的拌和密不可分。因此，只有把握住填料拌和的时间和过程就可以控制沥青含量离析。然而，针对由骨料离析和填料离析两部分所组成的粗细集料离析的过程就较为困难了。因此，我们主要分析粗细集料离析对路面结构均匀性的影响。
3.1装卸料过程的级配离析
装卸料过程，主要是混合料抛投的过程。针对抛投这一动作而言，其实从力学上而言就是利用重力来离析颗粒了。而在实际的施工中，主要通过抛投的过程，极容易导致细骨料颗粒与粗骨料颗粒的分离。粗骨料颗粒受到的水平惯性力、离心力及自身重力大，产生的动能大，而细骨料受到的水平惯性力、离心力及自身重力小，产生的动能小，导致粗骨料颗粒容易产生离析，运输车厢板和车厢底粗骨料相对集中的离析现象也在这一过程中频繁发生。而在装卸料过程的级配离析的过程中，混合料堆的滑塌，抛投高度和倾倒料高度都与颗粒功能的分配与使用密切相关。
3.2水平运输和传输过程的级配离析
在混合料的运输和传输过程中，极易发生离析的现象。然而，我们为什么这么讲呢？那是由于混合料颗粒的自身的惯性所带来的。特别是在水平运输的过程中，倘若操作不当，粗骨料离析区域的离析现象会进一步加剧，从而直接影响路面的均匀性。在实践操作中，我们了解到过大加减速度也就是不稳定的运输和传输速度，直接导致混合料颗粒水平运输和传输过程中的级配离析。而这一离析，将会直接导致局部路面不均匀的现象加剧，从而影响整个路面的施工现状。
3.3螺旋布料过程的级配离析
在螺旋布料过程中，螺旋轴之间的粘结力和磨擦力会影响骨料间的粘聚力和摩阻力，从而，直接导致混合料颗粒绕布料器旋转轴，粗细骨料颗粒产生级配离析的状况。
3.4 级配离析对路面结构均匀性的影响
正如我们所了解的，倘若局部空隙率偏大，会导致沥青混合料的离析和路面压实不均匀。在雨雪天气的时候，路面路面透水，极易积水，从而受到损害。而空隙率大小，与级配离析事分不开的。倘若粗集料集中区粗骨料间空隙过大，强度降低。也就是说集料的离析会导致压实性能降低，混合料的不均匀。会带来一系列不必要的麻烦。
4.温度离析的机理及其对路面结构均匀性的影响
4.1运输和卸料过程的温度离析
沥青混合料刚搅拌完成时，其各部分温度均匀。但从沥青混合料从拌和机卸料到沥青混合料的过程中极易出现温度不均的问题发生，从而影响混合料的使用和功能的发挥。沥青混合料在汽车运输和等待卸料过程中，受到外界因素的影响，通过与空气以及容器壁的接触，直接导致其表层温度降低。沥青混合料温度不均匀，造成运输过程中的沥青混合料温度离析。
5.沥青混合料温度离析和级配离析的关系
沥青混合料的温度离析和骨料离析相互影响，施工中应加强对两种离析的双重控制和把握。因为当沥青混合料发生温度离析时，温度较低的沥青混合料而硬化，致使其粘层一团并集中到一起。当然，在摊铺压实这一环节中，沥青混合料的压实性也受到极大影响。当沥青混合料发生骨料离析时，粗骨料集中的沥青混合料与外界接触面增大，加剧了沥青混合料与外界的热交换，降温较快；反之降温相对慢。而在这一过程中，自然导致了粗细骨料之间温度离析的现象发生。
通过以上的分析，我们可以看出要想保证整体路面的均匀，与沥青的强度十分不开的。而直接影响由于沥青混合料的粘弹性和颗粒性的因素，也是极其广泛的。本文根据粗骨料颗粒以及细骨料颗粒的自身特性，提出了相应的对策和注意事项，以期减少骨料离析，保持路面的均匀性。从而，进一步推动公路工程等基础设施的建设，直接促进我们交通事业的发展。
参考文献：
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