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沥青混合料组成结构理论

来源:灌缝胶厂家,发布时间:2021-06-19 15:23 人气:

沥青混合料是由沥青、粗集料、细集料和矿粉按照一定的比例拌和而成的一种复合材料。由于组成材料质量的差异和级配的不同,可形成不同的组成结构,在不同温度、荷载及不同的加载方式下,表现出不同的力学特性。因而也形成了两种不同观点的沥青混合料组成结构理论。

一、 沥青混合料组成结构理论

(一) 表面理论

该理论认为:沥青混合料是由粗、细集料和填料按一定比例组成密实级配的矿质骨架结构,稠度较稀的沥青作为胶结材料并分布于其表面,将它们胶结成一个具有强度的整体。根据流体力学的观点和方法,许多研究成果表明,沥青胶结料的动力学特性是沥青路面结构性能最直接、最关键的影响因素之一,对于改性沥青胶结料更是如此。SHRP研究成果表明:沥青对于高温车辙的贡献率为29%;对于疲劳的贡献率为52%;对于温度裂缝的贡献率为87%0

(二) 胶浆理论

该理论认为:沥青混合料是一种具有空间网络结构的多相分散体系。它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系;同样,砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青胶浆介质中的一种细分散系;而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系,这三级分散系以沥青胶浆形成的内聚力最为重要。

沥青胶浆的组成结构决定沥青混合料的高温稳定性、低温变形能力和抗疲劳性能。但是,关于沥青胶浆的研究成果并不多见,Superpave沥青混合料设计标准规定粉油比为0.6~1.2,我国规范建议为1.0~l.2,SMA通常为1.5~2.0。华南理工大学通过利用动态剪切流变仪DSR研究指出:当粉油比相同时,随着温度增加,动剪切因子迅速减小,说明沥青胶浆与沥青单体一样具有温度敏感性;对于不同的粉油比,在相同温度下随粉油比增加动剪切因子逐步增大,即提高粉油比可显著改善沥青胶浆的高温稳定性,但过度提高将沥青胶浆的高温稳定性,也必将损伤沥青胶浆的疲劳特性。值得提出的是该理论注重强调:①矿粉的性质和粗、细度;②胶浆的物理、化学和力学性质;③合理的粉油比;④较高稠度、较大的沥青用量;⑤断级配的矿质混合料。

试验表明:普通沥青混凝土改为改性沥青混凝土后,动稳定度能够提高1.76倍;改成SMA结构后动稳定度提高了0.74倍。由此可见,改善沥青胶浆性能比改善级配更有助于提高高温稳定性,同时也验证了胶浆理论的正确性。


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