传统沥青路面与微表处抗剪强度形成因素的分析研究

【摘要】本文从传统沥青路面和微表处的施工方法和结构特点入手，分析了它们的抗剪强度形成的特殊性和试验方法的适用性，并进一步通过试验阐述了传统沥青路面与微表处抗剪强度形成的因素，得出的结论是微表处的抗剪强度的形成因素不同于传统沥青路面，导致它们的应用差别也很大，包括其材料的选择和在沥青路面结构中的作用都有很大差别。

【关键词】沥青路面；微表处；抗剪强度

Analysis of traditional asphalt pavement and the shear strength of the formation of micro-surfacing Factors

Chang Wei-qin

（Henan luohe city highway administrationLuoheHenan462001）

【Abstract】From traditional construction methods and structural features of asphalt pavement and micro-surfacing， it analyzes the applicability of their particularity and test methods for the formation of shear strength and further elaborated by the traditional test and micro-surfacing asphalt pavement Shear factors strength formation， concluded that the formation of shear strength factor of micro-surfacing， unlike conventional asphalt pavement， leading to their use varies widely， including the selection of materials and their role in the asphalt pavement structure has very different.

【Key words】Asphalt pavement；Micro-surfacing；Shear strength

1. 前言

（1）传统沥青路面指的是沥青碎石路面、沥青混凝土路面和沥青玛蹄脂碎石路面，它们是把集料与（改性）沥青拌和均匀后，运输到施工现场进行摊铺，再经过碾压与养护形成的路面；微表处微表处是由不同粒径的石料按比例范围混配成集料，集料再和改性乳化沥青及水等配合搅拌成改性乳化沥青稀浆混合料，并迅速摊铺在原路面上，经养护成型（即水分消耗的过程）的路面结构。

（2）由于在工程实践中对传统沥青路面和微表处的抗剪强度的形成存在误解，导致对传统沥青路面或者微表处的应用，以及其材料的选择和应用出现错误，进而影响传统沥青路面或者微表处的使用品质和使用寿命，甚至造成很大的损失。

2. 传统沥青路面结构与微表处结构的特点分析

2.1传统沥青路面结构特点。

在传统沥青路面结构中，要求路面的厚度（h）不小于集料中最大碎石粒径（D）的2倍，即h/D≥2，在有些路面结构中已经达到h/D>3，最大粒径碎石呈立体（三维）分布，在受到荷载作用时，碎石会沿接触面滑动。因此，它会减弱沥青路面的抗剪强度。这种结构要求集料之间具有尽可能大的摩擦力，又要求结合料具有尽可能高的软化点。

2.2微表处结构特点。

在微表处结构中，其厚度与集料中最大碎石的粒径相同，即h/D=1，最大粒径碎石呈平面（二维）分布，它在微表处结构中“顶天立地”， 在受到荷载作用时，“顶天立地”的最大颗粒碎石直接把荷载传给原路面，最大颗粒碎石不发生位移和改变。因此，其抗剪强度非常强大。但是如果把稀浆混合料摊铺两层或者三层做微表处，或者微表处的一次摊铺成型厚度大于最大碎石的粒径，那么微表处已经演变成传统沥青路面结构，结果是它的抗剪强度很差，这就是不能用细型号的微表处填补较深车辙的原因。另外，这种结构也不需要结合料具有很高的软化点，就会具有强大的抗剪强度。

2.3沥青混合料三轴压缩试验的适用性。

（1）沥青混合料三轴压缩试验是在规定高温（60℃）及加载条件下，测定沥青混合料的抗剪切参数，以评价沥青混合料的高温稳定性。其试验试件尺寸为φ100 mm×200 mm，如果用最大粒径16mm的集料做试件，那么在试件中最大粒径碎石上下至少排列12层，这与在微表处中最大碎石“顶天立地”的排列方式完全不同，导致微表处和试验试件结构内部的受力状况差异很大。

（2）当微表处结构（h/D=1）受力时，主要是由最大粒径碎石承受，并且由最大粒径碎石直接传给原路面，侧向压力很小；三轴压缩试件受力时与传统的沥青路面结构和双层、三层微表处（它们共同的特点是h/D≥2）以及摊铺厚度大于最大颗粒碎石粒径（h/D≥1）的单层微表处相似，荷载不是由最大粒径碎石直接传给原路面，而是由碎石和沥青胶泥共同来传递，不但向下传递，而且向侧向传递，再加上微表处比传统的沥青路面用油量大，而且级配偏细，因此，用相同的稀浆混合料做成尺寸分别为φ100 mm×200 mm和直径为φ100 mm的单层相应的微表处的三轴压缩试件，在相同荷载的作用下前者的侧压力比后者要大得多。也就是说三轴压缩试验适用于评价传统的沥青路面结构的抗剪能力，而不适用于评价单层微表处的抗剪能力。因此，用三轴压缩试验测得的抗剪参数（粘聚力c和内摩阻角φ）并不能反映单层微表处的抗剪性能。

3. 传统沥青路面抗剪强度与微表处抗剪强度形成的因素

3.1传统沥青路面集料级配对抗剪强度的影响。

（1）在规范级配范围内分别选取了3 条级配曲线，即：偏细型AC-20F，偏粗型AC-20C 以及中值级配AC-20M，如表1所示：

（2）抗剪强度试验结果，如表2所示：

（3）由表2可知，级配偏细和偏粗对于沥青混合料的抗剪强度都是不利的， 因此应控制好关键筛孔的通过率。

3.2传统沥青路面结合料对抗剪强度的影响。

采用同一种级配集料AC-20M进行试验，抗剪强度试验结果如表3所示。由表3可知，结合料的软化点越高抗剪强度也越高。

3.3传统沥青路面抗剪强度的其它影响因素。

对于传统沥青路面，其抗剪强度受集料类型、沥青用量和温度等因素的影响。

3.4传统沥青路面车辙试验。

表2三种不同沥青混合料和表3三种不同沥青混合料的车辙试验，如表4所示。由表4可以看出，传统沥青路面的抗车辙能力与内摩阻角和粘聚力呈正相关。

3.5微表处的抗车辙性能。

试验表明，单层微表处的动稳定度为大于10000次/mm，并且微表处的抗车辙性能与集料的级配和类型、沥青的类型及其软化点、沥青的用量以及温度等因素无关。

4. 结语

（1）微表处抗剪强度形成因素与传统沥青路面不同。微表处的强度可以用胡克定律表征；传统沥青路面的强度用摩尔――库仑定律表征。

（2）集料、结合料在微表处和传统沥青路面中的作用不同；微表处和传统沥青路面对集料和结合料的要求也不同。

（3）不可用两层、三层或者四层微表处填补车辙；微表处的摊铺厚度也不可以大于最大碎石粒径。

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[作者简介] 常伟琴（1972-），女，籍贯：河南鄢陵人，学历：硕士，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术与管理工作。