沥青路面混合料供应的基本骨架？

沥青路面混合料供应的基本骨架？

沥青路面混合料供应是有有机材料属性的沥青与无机材料属性的矿料按照比例，混合、压实形成的，通常无机矿料占总质量的95%以上。从宏观上看，沥青混合料是由集料、沥青和空隙组成的典型三相体系，当中的集料坚固、耐久，对温度、光照等环节因素不敏感，作为刚性固体组成混合料的基本骨架。通常认为，沥青混合料70%~80%的中长期性能是由矿料及其构成的骨架所提供。

“骨架”一词指的是用作支持某物(如文学作品或有机体的一部分)的结构、基础或轮廓的支架。骨架英语单词为“skeleton”，意为高大建筑用以支撑外部墙壁并把负荷和应力分散到基础上的钢架或混凝土支架，动植物(或动植物某部位的)支撑性、保护性架子或结构。也就是说，骨架是反映物质内结构特征的主要载体。对于沥青混合料来说，骨架承担着抵抗和传递外部荷载应力的作用，由占混合料质量超95 %的集料所构成，可以认为，骨架的特点是沥青混合料 的“骨气”。

道路工程师将不同粒径的矿料按照一定的比例进行组合、搭配，形成矿质混合料的结构，这便是矿料级配的基本概念。不同级配沥青混合料的“骨气”各有特点，有的善于在炎热的夏天抵御变形，有的能够在严寒的冬天保持路面完整不开裂，有的则具有海绵一般的透水能力，还有的可以承受荷载的多次作用而不破坏。

Fuller在1901年提出“抛物线大密度理想曲线”，认为混合料的级配曲线越接近抛物线密度越大，性能越好。采用该理论设计的级配具有细集料含量多，粗集料含量少的特点，属于典型的悬浮密实结构。这类材料的抗车辙性能（高温稳定性能）较差，同时由于细集料多，当作为路面抗滑层设计时表面构造深较小。鉴于Fuller设计理论存在的不足，道路工程师结合实际工程经验对其进行了改进，主要有Talbot提出的n法、伊万诺夫提出的k法、同济大学林绣贤教授提出的I法等，从而使该方法也能用于设计半开级配或开级配的沥青混合料。

基于体积填充的设计方法主要有Weymouth在1938年提出的粒子干涉理论、沙庆林院士提出的SAC设计方法、张肖宁教授在1995年提出的主骨料空隙填充法（CAVF）和本世纪初的贝雷法，这类方法均有一个共同的特点，即考虑了不同粒径集料相互间的空间关系，通过确认颗粒在体积上的临界干涉条件进而设计出骨架密实型混合料。工程使用经验表明采用体积填充设计方法得到的混合料具有良好的使用性能，能够满足不同条件下的使用需求。

从级配设计方法的发展历程可以看出，级配的设计经历了从经验设计方法向理论设计方法的转变过程。由大密实度理论向强调粗集料嵌挤的骨架密实混合料设计理论的转变，使道路工程师对沥青混合料的“骨气”的掌控度也越来越高。

沥青路面混合料供应需要指出的是，虽然骨架嵌挤型结构一直是粗集料间断级配混合料追求的目标，但何为骨架结构、何为嵌挤能力、骨架结构是否等同于嵌挤能力等一系列问题一直是业内所关注的技术问题。传统上是采用捣实法、振动成型法、旋转压实发和马歇尔击实法等方法得到混合料的矿料间隙率（VCA），用以评价矿料的结构特性。同时也有采用锥入度试验，以锥入力评价矿料间的嵌挤能力。目前，采用数字图像技术获取混合料骨架信息已被证明为一种直接有效的方法，可实现矿料几何特征的量化描述，以粗集料“接触点”、“倾角”等参数描述混合料的骨架特征，从微观—细观—宏观跨角度研究沥青混合料的力学行为。

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