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沥青混合料组成与结构

【摘要】:沥青混合料主要是由粗集料、细集料、矿粉、沥青以及外加剂组成的一种复合材料,材料与级配的不同使得沥青混合料具有不同的组成结构,主要包括三种结构,即悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构,见图8.7。我国用量最大的AC型沥青混合料就是按照连续型密级配原理设计的、典型的悬浮密实结构。

沥青混合料主要是由粗集料、细集料、矿粉、沥青以及外加剂组成的一种复合材料,材料与级配的不同使得沥青混合料具有不同的组成结构,主要包括三种结构,即悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构,见图8.7。

图8.7 沥青混合料的典型组成结构

(1)悬浮密实结构(Suspended Dense Structure)

悬浮密实结构沥青混合料采用连续型密级配矿料配制,其中细集料较多、粗集料较少,粗集料被细集料“挤开”而悬浮于细集料中,不能形成嵌挤骨架,彼此分离悬浮于小颗粒和沥青浆体之间,而小颗粒和沥青浆体较密实,形成了悬浮密实结构,悬浮密实结构沥青混合料压实后密实度较大,水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好,是我国应用最多的一种沥青混合料。但由于沥青用量较大,易受温度影响,高温稳定性较差。我国用量最大的AC型沥青混合料就是按照连续型密级配原理设计的、典型的悬浮密实结构。

(2)骨架空隙结构(Void Framework Structure)

骨架空隙结构沥青混合料采用连续型开级配矿料,粗集料较多、细集料较少,粗集料彼此相接形成骨架,细集料不足以充分填充粗集料的骨架空隙,沥青用量较少,空隙率较大。骨架空隙结构沥青混合料的强度主要取决于粗集料间的内摩阻力,受沥青影响较小,故高温稳定性好,但由于空隙率较大,水稳定性、抗老化性等耐久性以及低温抗裂性较差。沥青碎石混合料(AM)和开级配沥青磨耗层混合料(OGFC)属于典型的骨架空隙结构。

(3)骨架密实结构(Dense Framework Structure)

骨架-密实结构沥青混合料采用间断型密级配矿料,粗集料形成骨架,细集料和填料充分填充骨架空隙,形成密实的骨架嵌挤结构。骨架密实结构沥青混合料兼具悬浮密实结构、骨架空隙结构两种沥青混合料的优点,是沥青混合料三种组成结构中最理想的结构。具有较高的强度、温度稳定性、耐久性等。沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)属于典型的骨架密实结构。SMA混合料是一种以沥青胶结料与少量纤维稳定剂、细集料以及较多的矿粉填料组成的沥青马蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架空隙中形成的沥青混合料,SMA混合料具有密实耐磨、抗滑耐久、抗高温车辙、减少低温开裂等优点,尤其适用于高等级路面。