公路沥青混合料配合比优化及其对耐久性的影响

公路沥青混合料配合比优化及其对耐久性的影响

刘琴琴

新疆交达检测技术有限公司  830000

摘要：公路沥青混合料的配合比设计对于确保路面的耐久性和使用寿命至关重要。本文深入探讨了沥青混合料配合比优化及其对耐久性的影响。首先阐述了沥青混合料配合比设计的重要意义，分析了影响配合比的各项因素。接着对沥青混合料耐久性的定义及重要性进行了解读，并剖析了沥青料理化性质对耐久性的影响。最后详细论述了优化配合比对沥青混合料性能和耐久性的影响，提出了相应的优化策略。通过理论分析和试验研究，本文为提高沥青混合料的耐久性和使用寿命提供了有益借鉴。

关键词:沥青混合料 配合比优化 耐久性 路面工程 材料性能

1 公路沥青混合料配合比的优化

1.1 沥青混合料配合比设计的重要性

公路工程建设中，沥青混合料的配合比设计是确保路面质量和使用寿命的关键因素之一。合理配比能够优化沥青混合料的性能，使其具备良好的抗裂性、抗渗性、抗疲劳等综合特性，从而延长路面的使用年限。反之，不当的配合比可能会导致路面早期开裂、变形或其他病害，增加维修成本。

适宜的配合比选择源于对沥青路面性能要求的深入理解。近年来，随着交通负荷和车辆重量的不断增加，对沥青路面的耐久性提出了更高要求。这就需要我们重新审视传统的配合比设计方法，探索更加优化的配比策略。优化后的沥青混合料不仅要满足基本的强度和稳定性，还需具备优异的抗裂性、抗疲劳性和抗老化性等综合性能。

由此可见，沥青混合料配合比优化对于提高路面质量、降低维修成本、延长使用寿命具有重要意义。当前，配合比优化设计已成为沥青路面工程领域的研究热点之一。业内学者通过理论分析、试验研究等手段，不断探索最佳配合比，以期获得更加耐久、经济的沥青路面。可以预见，配合比优化将为沥青路面工程的可持续发展注入新的活力。

1.2 影响沥青混合料配合比的因素

沥青混合料配合比设计涉及多个相互影响的关键因素，需要全面考虑和权衡。材料本身的物理化学性质是根本，包括沥青、矿物骨料和填料的各项指标。沥青品质对配合比至关重要，需要平衡粘附性和流动性。骨料的级配和形状也直接决定了混合料的强度和工作性能。此外，还要结合路面工程的具体要求，如交通量、气候环境等外部条件，对配合比作出相应调整。

混合料的配合比设计无法一蹴而就，需要在多方面寻求平衡。改善某一性能时，往往会影响到其他指标。比如提高沥青用量能增强混合料的耐久性，但过高则可能引起车辙、推移等病害。骨料级配如果过于粗糙，虽然可提高抗剪强度，却也会降低密实度和平整度。因此，须在各项需求间进行权衡，确保配合比的综合性能满足要求。

2 沥青混合料耐久性的影响因素

2.1 沥青混合料耐久性的定义及重要性

沥青混合料的耐久性是指其在各种环境因素和交通荷载作用下，保持良好性能的能力。随着时间的推移和使用强度的增加，沥青混合料会发生各种老化、疲劳和损坏现象，导致其性能逐渐降低。因此，确保沥青混合料具有良好的耐久性对于延长路面使用寿命至关重要。

评价沥青混合料耐久性的主要指标包括抗裂缝能力、抗渗漏性、抗永久变形性等。一方面，优良的耐久性能有助于减少路面开裂、变形等病害的发生，降低路面养护维修成本。另一方面，它还关系到行车安全和舒适性，确保路面提供良好的骨架结构和平整度，为机动车和行人创造安全可靠的通行环境。可见，提高沥青混合料耐久性对于确保公路工程质量和服务水平具有重要意义。

沥青混合料的耐久性与其自身特性和外部环境因素密切相关。影响耐久性的主要因素包括沥青混合料的配合比设计、施工工艺、环境气候条件、交通荷载大小等。合理优化这些影响因素，有助于提升沥青混合料的耐久性能，延长路面的使用寿命。2.2 沥青料的理化性质对耐久性的影响

沥青混合料的耐久性受到其组分材料的理化性质的重大影响。在这其中，沥青料作为黏结料，其本身的特性对混合料的耐久性至关重要。我们不妨审视一下沥青料的主要理化指标对耐久性的影响。

沥青料的针入度值反映了其高温下的流动性和低温下的延性。适当的针入度值能够确保沥青混合料在一定温度范围内具有较好的施工性能和抗开裂性能，从而增强了混合料的耐久性。不过，针入度过高意味着沥青料粘度过低，在高温下会导致车辙、推移等永久变形问题;而针入度过低又可能在低温下使沥青料变硬而开裂。

与针入度密切相关的是沥青料的粘度。粘度直接影响沥青混合料的抗车辙性能，同时也与混合料内部的空隙分布和胶结性有关。合理的粘度水平不仅可以提高混合料施工时的操作性，还能增强混合料在使用过程中的抗变形能力，从而延长使用寿命。但值得注意的是，粘度过高会导致沥青料流动性变差，不利于施工;粘度过低则会引起混合料在热天气下推移和车辙。

此外，沥青料的延度、延性等指标也会影响混合料的耐久性。较好的延性能够避免沥青料在低温下开裂，提高混合料的抗冷性能;而较高的延度值有助于分散外部应力，降低开裂倾向，进而延长使用寿命。值得一提的是，沥青料的老化性质也会影响混合料的耐久性。不同沥青料的老化特征存在差异，老化速率过快会导致沥青料性质恶化，从而加剧混合料的开裂、变形等问题。

3  沥青混合料配合比优化对耐久性的影响

3.1 优化配合比对沥青混合料性能的影响

合理优化沥青混合料的配合比设计是提高混合料性能、延长路面使用寿命的关键。优化后的配合比能够增强混合料的密实性和耐久性，从而提升抗疲劳开裂、抗永久变形等性能。适当调整沥青用量、矿物骨料级配和掺合料用量，可显著改善混合料的粘聚力、抗剪强度和抗拉强度。

科学配比设计有助于减少混合料内部的空隙率，从而提高其抗水损害能力。骨料级配的优化使混合料获得较佳的内摩擦角，提升其抗滑移性。掺合料如橡胶粉、纤维素等添加物也能为混合料带来更好的耐久性、抗老化性和抗裂性。值得关注的是，优化配合比还能够提高混合料的施工便利性，降低生产成本。

通过实验和现场调研发现，优化配合比后的沥青混合料在抗车辙、抗反射裂缝等方面性能明显提升。这不仅延长了路面寿命周期，更有利于实现可持续发展和节能减排目标。优化配合比设计正成为提高沥青混合料综合性能、保证路面工程质量的重要手段。

3.2 优化配合比对沥青混合料耐久性的影响

沥青混合料配合比的优化不仅影响路面的整体性能，对其耐久性也有着深远的影响。优化后的配合比可显著提高沥青混合料的耐久性，延长路面的使用寿命。这种影响体现在多个方面。

首先，优化后的配合比可改善沥青混合料的抗氧化能力。沥青在空气中会逐渐发生氧化老化，导致其黏度升高、延性下降，进而影响混合料的耐久性。通过调整配合比，可增加沥青用量或添加抗氧化剂，从而减缓沥青老化速率，提高混合料的抗氧化能力。再者，优化后的配合比能增强骨料与沥青之间的粘附性能。骨料与沥青间良好的粘附是确保混合料耐久性的关键因素之一。合理的配合比可提高骨料与沥青的亲和力，防止二者在长期使用中发生剥离、孔隙率增大等现象，从而使混合料具备良好的耐久性。

结语：优化配合比还可改善沥青混合料的抗水性能。水对路面老化有着极为不利的影响，会加速沥青氧化、骨料剥落等破坏过程。通过优化配合比，提高沥青用量或增加添加剂，可有效提升沥青混合料的抗水性和耐久性。与此同时，合理的配合比还能增加混合料的密实度，降低空隙率，从而减少空气和水分对混合料内部结构的侵蚀，延缓老化速率，确保较高的耐久性。总之，优化配合比对提高沥青混合料耐久性具有重要意义，应在实际工程设计中予以高度重视。

参考文献

[1]胡修玮.大空隙沥青混凝土结构耐久性试验研究[D].南京林业大学.

[2]张浩鹏.水性环氧乳化沥青碎石封层粘结性及其耐久性能研究[D].长安大学.

[3]刘国瀑.双层水性环氧乳化沥青金刚砂封层设计与耐久性能研究[D].长安大学.