沥青混合料抗剪强度的影响因素

沥青混合料抗剪强度的影响因素，主要是材料的组成、材料的技术性质，以及外界因素，如车辆荷载、温度、环境条件等。

（1）沥青的粘度。沥青混合料作为一个具有多级空间网络结构的分散系，可看作是矿料（分散相）分散在沥青（分散介质）中的分散系，因此它的抗剪强度与分散相的浓度和分散介质黏度有着密切的关系。在其他因素固定的条件下，沥青混合料的黏聚力（c）是随着沥青黏度的提高而增加；同时内摩擦角随着沥青粘度的提高稍有提高。这是因为沥青黏度越大，沥青内部胶团相互位移时，分散介质抵抗剪切作用力越大，致使沥青混合料的黏滞阻力增大，因而具有较高抗剪强度。

（2）沥青与矿料在界面上的交互作用。沥青混合料黏结力除了与沥青材料自身的内聚力有关，还取决于沥青与矿料的交互作用。矿料颗粒对于包裹在表面的沥青分子具有一定的化学吸附作用，这种化学吸附比矿料与沥青间的分子力吸附（即物理吸附）要强得多，并使矿料表面吸附沥青组分重新分布，形成一层吸附溶化膜，即“结构沥青”​。结构沥青膜层较薄，黏度较高，与矿料之间有着较强的黏结力。在“结构沥青”层之外未与矿料发生交互作用的是“自由沥青”​，保持着沥青的初始内聚力。因矿料颗粒表面对沥青的化学吸附是有选择性的，故沥青与矿料表面交互作用程度还取决于矿料的特性。试验结果表明，沥青在不同矿物组成的矿料颗粒表面形成不同成分和不同厚度的吸附溶化膜，碱性岩石（如石灰岩等）对石油沥青的化学吸附性强，而酸性岩石（如石英岩等）对石油沥青的化学吸附性弱。

（3）沥青用量。当沥青用量过少时，沥青不足以形成薄膜黏结矿料颗粒表面。随着沥青用量的增加，沥青能完全地包裹在矿料表面，逐步形成结构沥青，这使沥青与矿料间的黏结力随沥青用量的增加而增加。当沥青用量为最适宜时，足以形成薄膜并充分黏结在矿料表面，沥青混合料具有最优的黏聚力。当沥青用量继续增加时，则由于沥青用量过多，逐渐将矿料颗粒推开，在颗粒间形成未与矿粉相互作用的“自由沥青”​，则沥青胶结物的黏结力随着自由沥青的增加而降低。当沥青用量增加至某一用量后，沥青混合料的黏结力主要取决于自由沥青，因此抗剪强度几乎不变。随着沥青用量的增加，沥青不仅是黏结剂，而且还起着润滑剂的作用，降低了粗骨料的相互密挤结构，因而降低了沥青混合料的内摩阻力。

（4）矿料比例。在沥青用量固定的情况下，与沥青产生相互作用的矿料比表面积愈大，则形成的沥青膜越薄，在沥青中结构沥青所占的比例愈大，沥青混合料的黏聚力也愈高。故矿粉的用量多少直接影响着沥青混合料的密实程度及黏结力。在沥青混合料配料时，必须含有适量的矿粉，但矿粉用量不能过多，尤其是小于0.005mm的含量不宜过多，否则将使沥青混合料结团成块，不易施工。

（5）矿料的级配类型及表面性质。沥青混合料的抗剪强度与矿料在沥青混合料中的分布情况有密切关系。沥青混合料有密级配、开级配和间断级配等不同组成结构类型，因此矿料的级配类型是影响沥青混合料抗剪强度的因素之一。此外，在沥青混合料中，矿料的粗度、形状对沥青混合料的抗剪强度也有明显的影响。因矿料的颗粒形状及其粗糙度，在很大程度上决定了沥青混合料压实后颗粒间相互位置的特性和颗粒接触有效面积的大小。通常集料颗粒具有显著的面和棱角，近似正立方体，表面有明显的粗糙度，在碾压后能相互嵌挤锁结而具有很大的内摩擦角，提高了沥青混合料的抗剪强度。试验表明：如需获得具有较大内摩擦角的矿料，必须采用粗大、均匀的颗粒。在通常情况下，矿料颗粒愈粗，所配制的沥青混合料的内摩擦角就愈高。相同粒径组成的骨料，碎石的内摩擦角较卵石高。

（6）温度及形变速率。沥青混合料是一种热塑性材料，其抗剪强度随着温度的升高而降低。当温度升高时，沥青的粘聚力（c）值减小，而变形能力增强；当温度降低，可使混合料黏聚力提高，强度增加，变形能力降低，但温度过低会使沥青混合料路面开裂。内摩擦角受温度变化的影响较小。同时，沥青混合料的抗剪强度与形变速率也有关。在其他条件相同的情况下，黏聚力（c）值随形变速率的增加而显著提高，而内摩阻角随形变速率的变化很小。

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