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沥青混合料的结构类型与破坏模式

沥青混合料是一种复杂的多种成分组成的材料,其“结构”概念同样也是极其复杂的,因为 这种材料的各种不同特点,如矿物颗粒的大小及其不同粒径的分布;颗粒的相互位置;沥青在 沥青混合料中的分布特征和矿物颗粒在沥青层中的性质;空隙率及其分布;闭合空隙率与连通 空隙率的比值等,都与结构概念联系在一起,“沥青混合料结构”这个综合性术语,其中包括: 沥青结构、矿物骨架结构及沥青一矿粉分散系统结构等,是这种材料单一结构和相互联系结构 的概念的总和。上述每一结构中的每种性质,都对沥青混合料的性质产生很大的影响。


 典型沥青混合料的粘弹性或粘弹塑性,主要取决于起粘结料作用的沥青一矿粉系统的结 构特点。就原苏联JI.A.列宾捷尔院士提出的空间结构而论,应把所研究的分散系统归为胶 凝结构。这种结构的特点是:结构单元(固体颗粒)通过液相的薄膜(沥青)而粘结在一起。胶 凝结构的强度,取决于结构单元与液相薄膜之间产生的分子力。胶凝结构具有力学破坏后结 构触变性复原(自发可逆)的特点。


 对于胶凝结构,固体颗粒之间液相薄层的厚度起着很大的作用。相互作用的分子力随薄 层厚度的减小面增大,因而系统的粘稠度增加,结构就变得更加坚固。此外,分散介质(液相) 本身的性质对胶凝结构的性质亦有很大的影响。

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 可以认为,沥青混合料的弹性、粘塑性的性质主要取决于沥青的性质、粘结矿物颗粒的沥 青膜的厚度以及矿料与结合料相互作用的特性。沥青混合料胶凝键合的特点也取决于这些因素。


 为进一步改善沥青混合料的性质,必须根本改变它的结构。特别是改变矿料与沥青结合 料相互作用状况,使两种材料之间产生化学键,从而成为具有较高强度的凝聚结构。


 沥青混合料的结构取决于下列因素:矿物骨架结构、沥青胶结料种类与数量、矿料与沥青 相互作用的特点以及沥青混合料的密实度及其毛细一孔隙结构的特点。


 矿物骨架结构是指沥青混合料成分中矿物颗粒在空间的分布情况。由于矿物骨架本身承 受大部分的内力,因此骨架应由坚固的颗粒所组成,并且是密实的。沥青混合料的强度,在一 定程度上也取决于内摩阻力的大小,而内摩阻力又取决于矿物颗粒的性状和矿物骨架的结构。

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 形成矿物骨架的材料结构,也在沥青混合料结构的形成中起很大作用,应把沥青混合料中 沥青的分布特点,以及矿物颗粒上形成的沥青层的构造综合理解为沥青混合料中的沥青结构。 为使沥青能在沥青混合料中起到应有的作用,沥青应均匀地分布于矿料之中,使尽可能完全裹 覆矿物颗粒。矿物颗粒表面上沥青层的厚度,以及填充颗粒间空隙的自由沥青的数量多少具 有重要的作用。自由沥青和结构沥青的性质,对沥青混合料的结构产生影响。而沥青混合料 中的沥青性质,又取决于原沥青的性质、沥青与矿料的比例,以及沥青与矿料相互作用的特点。


 综上所述可以认为,沥青混合料是由矿质骨架和沥青结合料所构成的、具有空间网格结构 的一种多相分散体系。沥青混合料的力学强度,主要由矿质颗粒之间的摩擦与嵌挤作用,以及 沥青及其与矿料之间的粘结力所构成。


此文关键词: 沥青混合料