瀝青混合料內在參數實驗

安忠云

(伊犁公路建筑材料實驗室)

瀝青混合料內在參數實驗

安忠云

(伊犁公路建筑材料實驗室)

瀝青混合料在現在的工程建設中得到了廣泛的應用，特別是一些市政路橋方面。瀝青混合料內在參數的研究能夠幫助我們對瀝青混合料的流變特性進行具體的研究，因此得到了很多建設單位和路橋管理單位的密切關注。瀝青混合料是一種顆粒性的復合材料，在研究瀝青混合料內在參數的試驗中通過設置孔隙比、試驗溫度和瀝青用量三個實驗變量來進行分析，從而確定瀝青產生的粘結力和骨料產生的內摩阻角。下面就從瀝青混合料內在參數的流變特性和具體的確定實驗來進行簡要的探討。

瀝青混合料;內在參數;流變特性;確定實驗

1 瀝青混合料內在參數的流變特性影響因素

1.1 孔隙比

1.2 試驗溫度

孔隙比能夠反映出瀝青混合料結構的松散程度，如果瀝青混合料沒有得到充分的壓實，則孔隙比越大，進而整個瀝青混合料的結構就會越松散。孔隙比同時也反映出了瀝青混合料中骨料的整體骨架效應。孔隙比也就成為瀝青混合料內在參數的流變特性影響因素。瀝青混合料中的孔隙比逐漸增大時，整個混合料的粘結力和內摩阻角都有了大幅度的減小，這樣就呈現出孔隙比和內在參數之間的關系。當瀝青混合料的孔隙比不斷增大，必然會導致整個瀝青混合料結構的松散程度增加，進而整個瀝青混合料的粘結力就會大幅度地減弱，同時骨料產生的內摩阻角也會減小，進而使得整個瀝青混合料顆粒之間的相互接觸和吸附效應，影響了瀝青混合料的流變特性。

1.3 瀝青用量

在進行瀝青混合料內在參數的實驗時，試驗的溫度也成為了影響內在參數流變特性的一個因素。在實驗進行過程中，隨著溫度的不斷升高，瀝青混合料的內摩阻角迅速變大，但是，粘結力卻大幅地減小。主要原因就是，在溫度不斷升高的情況需啊，具有熱塑性的瀝青就會逐漸地變軟，在一定外力的作用下，瀝青混合料的骨料的表面棱角就能夠得到相應的還原，混合料顆粒之間的媳婦和接觸效應以及相互作用都得到了一定程度的加強，從而就使得內摩阻角變大，但是粘結力隨著溫度的不按段升高而呈現出減小的情況。對瀝青混合料而言，這種流變特性是顯而易見的。瀝青混合料內在參數隨著溫度的改變而呈現出的變化規律就如上訴所言，溫度的升高會造成粘結力的減小和內摩阻角的增大。

2 確定瀝青混合料內在參數的實驗

瀝青混合料中瀝青的用量對瀝青混合料內在參數的流變特性也起到了一定的影響作用。瀝青的存在會產生一定的粘結力，實驗表明瀝青用量的增加會使得整個瀝青混合料的瀝青粘結力和骨料的內摩阻角減小，主要原因就是隨著瀝青用量的增加，整個瀝青混合料中的自由瀝青的濃度就會提高，這樣就使得瀝青的粘結力得到了一定程度的抑制，同時自由瀝青的存在還對顆粒之間的摩擦起到了一定的潤滑作用，就造成了瀝青混合料的內摩阻角減小的情況。在瀝青混合料的實際生產和應用過程中，合理地設置瀝青的用量，能夠降低對瀝青混合料內在參數流變特性的影響，進而保證整個瀝青混合料的強度特性。

2.1 直剪試驗

瀝青混合料內在參數可以通過直剪試驗來確定，主要是對不同的正壓力水平下的抗剪強度進行測定，然后在建立的坐標系里繪制出庫倫直線，從而獲得瀝青混合料的瀝青粘結力和骨料內摩阻角。瀝青混合料的直剪試驗和土的直剪試驗相似，取瀝青混合料的試樣放入到剪切盒里面，讓整個上盒處于固定的狀態，同時整個下盒能夠沿水平方向進行移動。首先對試樣施加垂直方向的壓力，然后對下盒施加水平方向的剪力，直至整個試樣被損壞。然后，重復這樣的操作5次左右，就能夠測定出瀝青混合樣的抗剪強度參數，即粘結力和內摩阻角。相較于簡單拉壓試驗和三軸試驗而言，直剪試驗更加的直觀，但是在操作上存在一定的困難，目前在瀝青混合料內在參數的確定是嚴重很少用到這種方法，在今后的研究中還有待進一步的探討和優化。

2.2 三軸實驗

2.3 簡單拉壓實驗

目前國內外在確定瀝青混合料內在參數實驗方面最為常用的就是三軸試驗。這種試驗的操作方法就是將瀝青混合料試樣置于一定的壓力環境下，然后沿著軸施加相應的壓力，直到整個試樣被完全破壞。它是依據摩爾—庫倫強度理論設計的，利用三軸向試樣進行壓力的施加，從而測得試樣的抗壓強度。相對于其它兩種試驗方法而言，三軸試驗在應用過程中能夠有效地控制試件的排水條件，同時整個試樣在剪切過程中的應力狀態也很明顯，這樣就能夠較為直觀地看出整個瀝青混合料內在參數的流變特性。但是，三軸試驗的儀器設備很復雜，所需要耗費的人力物力也很大，加上實際操作的難度也大，這樣就使得三軸試驗在工程建設中的應用受到了限制。隨著目前很多三軸儀的生產和改進，為瀝青混合料進行三軸試驗提供了很大的幫助，在內在參數的確定上有著積極的意義。

瀝青混合料的簡單拉壓試驗主要包括拉伸和壓縮兩個部分。壓縮部分基本上沒有什么技術難點，在一般的試驗儀器就能夠進行，且應用較為廣泛，而拉伸試驗在進行時需要對兩個方面的技術難點進行克服。一個是試樣的偏心受拉問題，另一個是拉頭的技術處理問題。目前國內的瀝青混合料拉壓試驗在技術上已經得到了很大的提高，這些技術難點也很好地克服了。在進行試驗的過程中，拉伸和壓縮環節都是假定整個瀝青混合料內在參數維持不變，這樣才能夠通過測得瀝青混合料的抗壓抗剪強度，利用相應的計算公式來算出瀝青混合料的內在參數。進行簡單拉壓試驗能夠對整個瀝青混合料在兩種狀態下的內在參數進行分析，進而更加全面地綜合瀝青混合料的強度特性。目前，簡單拉壓試驗是確定瀝青混合料內在參數的主要試驗方法，但是還需進一步改進。

［1］穆惠民，劉勇軍.我國新型石膏空心砌塊成型機械的應用與發展現狀［A］.2004國際墻體屋面材料技術交流暨第七屆生產裝備博覽會論文集［C］.2004.

［2］趙可，史炳中，盧永貴.瀝青混合料的力學特性與強度機理［A］.天津市市政(公路)工程研究院院慶五十五周年論文選集(1950～2005)下冊［C］.2005.

U416.1

C

1008-3383(2012)06-0050-01

2011-11-01

安忠云(1982-)，男，研究方向：瀝青，混泥土，水溫路面施工。