影響瀝青混合料的抗剪強度的因素有哪些

時間 2022-03-07 13:20:07

1樓:

一、 瀝青粘度的影響。瀝青混合料的各種礦質集料分散在瀝青中的分散系,因此它的抗剪強度與分散相的濃度和分散介質粘度有著密切的關係。在其他因素固定的條件 下,瀝青混合料的粘聚力是隨著瀝青粘度的提高而增加的。

因為瀝青的粘度即瀝青內部瀝青膠團相互位移時,其分散介質抵抗剪下作用的抗力,所以瀝青混合料受到 剪下作用時,特別是受到短暫的瞬時荷載時,具有高粘度的瀝青能賦予瀝青混合料較大的粘滯阻力,因而具有較高抗剪強度。

二、瀝青與礦料化學性質的影響。瀝青與礦料相互作用後,瀝青在礦料表面形成一層擴散結構膜,在此結構膜以內的瀝青稱為結構瀝青,在此結構膜以外的瀝青稱 為自由瀝青。如果礦料顆粒之間的粘結力是由結構瀝青提供,則粘結力較大,如果礦料顆粒之間的粘結力是由自由瀝青提供,則粘結力較小。

所以我們在配製瀝青混 合料時,應控制瀝青用量,使混合料能形成結構瀝青,減少自由瀝青。

瀝青與礦料相互作用不僅與瀝青的化學性質有關,而且與礦粉的性質有關。在不同性質礦粉表面形成不同組成結構和厚度的吸附溶化膜,在石灰石粉表面形成較為 發育的吸附溶化膜;而在石英石粉表面則形成發育較差的吸附溶化膜。所以在瀝青混合料中,當採用石灰石礦粉時,礦粉之間更有可能通過結構瀝青來聯結,因而具 有較高的粘聚力。

三、瀝青用量的影響。在固定質量的瀝青和礦料的條件下,瀝青與礦料的比例(即瀝青用量)是影響瀝青混合料抗剪強度的重要因素,在瀝青用量很少時,瀝青不 足以形成結構瀝青的薄膜來粘結礦料顆粒。隨著瀝青用量的增加,結構瀝青逐漸形成,瀝青更為完滿地包裹在礦料表面,使瀝青與礦料間的粘附力隨著瀝青的用量增 加而增加。

當瀝青用量足以形成薄膜並充分粘附礦粉顆粒表面時,瀝青膠漿具有最優的粘聚力。隨後,如瀝青用量繼續增加,由於瀝青用量過多,逐漸將礦料顆粒推 開,在顆粒間形成未與礦粉互動作用的「自由瀝青」,則瀝青膠漿的粘聚力隨著自由瀝青的增加而降低。當瀝青用量增加至某一用量後,瀝青混合料的粘聚力主要取 決於自由瀝青,所以抗剪強度幾乎不變。

隨著瀝青用量的增加,瀝青不僅起著粘結劑的作用,而且起著潤滑劑的作用,降低了粗集料的相互密排作用,因而降低了瀝 青混合料的內摩擦角。

瀝青用量不僅影響瀝青混合料的粘聚力,同時也影響瀝青混合料的內摩擦角。通常當瀝青薄膜達最佳厚度(亦即主要以結構瀝青粘結)時,具有最大的粘聚力;隨著瀝青用量的增加,瀝青混合料的內摩擦角逐漸降低。

四、礦質集料的級配型別、粒度、表面性質的影響。瀝青混合料的抗剪強度與礦質集料在瀝青混合料中的分布情況有密切關係。如前所述,瀝青混合料有密級配、開級配和間斷級配等不同組成結構型別,因此礦料級配型別是影響瀝青混合料抗剪強度的因素之一。

此外,瀝青混合料中,礦質集料的粗度、形狀和表面粗糙度對瀝青混合料的抗剪強度都具有極為明顯的影響。因為顆粒形狀及其粗糙度,在很大程度上將決定混合 料壓實後顆粒間相互位置的特性和顆粒接觸有效面積的大小。通常具有顯著的面和稜角,各方向尺寸相差不大,近似正立方體以及具有明顯細微凸出的粗糙表面的礦 質集料,在碾壓後能相互嵌擠鎖結而具有很大的內摩擦角。

在其他條件相同的情況下,這種礦料所組成的瀝青混合料較之圓形而表面平滑的顆粒具有較高的抗剪強 度。

2樓:山東獨秀官方賬號

1、集料。主要和集料的稜角性相關。

2、瀝青。主要和瀝青的黏度相關。

3、空隙率。在最佳油石比時,一定要壓實。

瀝青混合料的用油量與哪些因素有關?

3樓:獅子酷

瀝青混合料的用油量與與路面結構、集料的性質、瀝青本身的性質有關。

瀝青是由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色複雜混合物,是高黏度有機液體的一種,呈液態,表面呈黑色,可溶於二硫化碳。

瀝青是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料。瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種:其中,煤焦瀝青是煉焦的副產品。

石油瀝青是**蒸餾後的殘渣。天然瀝青則是儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。瀝青主要用於塗料、塑料、橡膠等工業以及鋪築路面等。

4樓:匿名使用者

目前,大量實踐證明馬歇爾穩定度和流值與瀝青路面的長期使用效能關係不顯著,多虧路面結構可能出現的損壞也並未真正地利用到混合料組成設計中去,說明該法存在著片面性和孤立性。為此作者結合瀝青路面經常出現的破壞形式進行綜合分析。

作者指出,瀝青混合料的綜合設計就是綜合考慮其抗疲勞能力、高溫穩定性、低溫抗裂性及水穩性等路用效能,通過確定瀝青混合料的結構引數如瀝青用量與級配型別性觀的空隙率等,使混合料具有良好的結構特點,從而獲得較理想的受力變形特性,達到要求的效能指標。瀝青路面在使用期限內就可具有抵抗各種可能破壞形式的能力,所以混合料組成設計應該遵循這樣乙個設計思路:瀝青混合料路用效能/混合料受力變形特性/混合料結構特點/混合料結構引數。

通過這一思路的逆過程,使混合料逐步從試驗室走想工作實際中。

瀝青混合料氣候分割槽:中國幅員遼闊,氣候變化大,對瀝青與瀝青混合料使用效能要求亦有差別。此分割槽按7月平均最高氣溫將全國分為3個大區,在每個大區基礎上,又按年極端最低氣溫分成各個小區。

另外,還根據年降雨量大小將全國分成4個區,這與路面設計考慮道路總體承載能力的氣候分割槽不同。

考慮路用效能的瀝青混合料的特性要求:1、高溫穩定性。瀝青混合料的高溫穩定性是指混合料在高溫情況下隨外力不斷作用抵抗永久比變形的能力。

常規上採用馬歇爾試驗和車轍試驗來評定。2、低溫抗裂性。瀝青混合料變形能力隨著溫度的降低而下降。

路面由於低溫收縮和行車荷載的作用,在薄弱部位產生裂縫,從而影響道路的正常使用。3、耐久性。瀝青混和料的耐久性是指其在外界多種因素(陽光、空氣、水、車輛荷載等)的長期作用下,仍能基本保持原有的效能內。

它採用馬歇爾試驗,通過測定試件中的空隙率、飽和度、殘留穩定度等來評價。4、抗滑性。隨著車輛行駛速度的增加,尤其要提高路面的抗滑效能,因此必須加強路面的粗糙度,通常選用質地堅硬、具有稜角的碎石等。

一般採用路面摩擦系統和構造深度來評價。5、施工和易性。合理的礦料級配使瀝青混合料之間拌和均勻。

不致產生離析現象,適量的瀝青數量可以避免混和料疏鬆和結團現象。

馬歇爾設計方法:馬歇爾試驗方法的最大優點是注意到了瀝青混合料的密度/孔隙率和穩定度和流值的特性,通過分析以獲得瀝青混合料合適的孔隙率和飽和度,並求得最佳瀝青用量。目前採用的部頒標準(jtj032-94)結合我國多年的研究成果和生產實際,採用3階段設計,綜合考慮瀝青混合料的水穩性、抗車轍能力和低溫抗裂效能,求得瀝青混合料的最佳瀝青用量。

隨著國民經濟的發展,當前幹線公路上的交通狀況發生了顯著的變化,貨車的軸載與充氣壓力不斷增大,馬歇爾設計方法逐漸顯現出一些侷限性:交通量劃分簡單;成型方法不能準確模擬車輪對路面的作用情況、不能很好地適用於改性瀝青混合料;在進行改性瀝青混合料試驗時常出現荷載稍微增加,變形卻持續增加的現象;路面的相關性較差。雖然馬歇爾設計方法在某些方面存在一些問題,但由於其裝置簡單,試驗方法便於掌握,並且經過近半個世紀的應用,積累了大量試驗資料和實踐經驗,同時在設計一般交通量的瀝青混凝土公路也獲得良好的實用效果,因此,在解決過載交通瀝青混凝土設計方面,應十分注重如何借鑑新的設計思路,並將其合理地融入到馬歇爾試驗方法中去。

gtm設計方法:美國工程兵旋轉壓實剪下試驗即(gyratory teting machine,簡稱gtm)作為一種理論研究和工程兵實際應用的工具,是由美國工程兵為解決轟炸機跑道容易破損的問題專門研究發明的。gtm是柔性路面在荷載作用下的機械模擬。

該試驗機採用類似於施工中壓路機作用的搓揉方法壓實瀝青混合料,並且模擬了現場壓實裝置與隨後交通的作用,具有改變垂直壓力的靈活性。gtm實驗機最大限度地模擬汽車在公路上行駛時輪胎與路面的相互作用,通過旋轉壓實,使模擬中瀝青混合料密度達到汽車輪胎實際作用於路面時路面時所產生的密實度,即對試件施加垂直壓力(還壓力通過測試汽車輪胎對路面的實際壓強確定),試件在該壓力作用下,被旋轉壓實到平衡狀態,(所謂平衡狀態,是指沒旋轉每旋轉100次試件密度變化率為0.016g/cm3)。

gtm在確定最佳瀝青用量時,根據不同用油量的試驗結果,畫出用油量與試驗結果的關係曲線,來決定瀝青混和料的設計密度及最佳瀝青用量。gtm確定最佳瀝青用量有3個指標:穩定值、抗剪安全係數、密度。

在進行瀝青混凝土配合比gtm有以下幾方面優越性:1、gtm試驗應用科學推理的方法,採用應力應變原理進行設計,試驗時在一定的壓力下對試件揉搓旋轉成型,使其對試件的作用和汽車輪胎與路面的作用力十分相似,並且在旋轉成型過程中減少骨料的破碎。2、gtm擁有試模型號為10.

5×15.2cm,15.2×25.

4cm,20.3×30.5cm三種,在進行瀝青混凝土配合比設計時,可根據瀝青混凝土的型別選擇試模,尤其對於粒徑大於26.

5cm的粗粒式瀝青混凝土更顯出其優越性。3、gtm與公路實際情況聯絡更緊密。利用gtm設計瀝青混凝土時,充分考慮公路行車荷載的實際情況,根據每條公路的情況在設計瀝青混凝土時選擇不同的設計壓強,因而設計的瀝青混凝土更合理。

4、gtm設計的瀝青混凝土考慮了車轍產生的因素。從理論分析講,產生車轍的因素漢族要有兩個,一是由於瀝青路面在行車荷載的反覆碾壓下進一步壓密而產生的;二是因瀝青混合料在高溫時的強度不足以抵抗車輪荷載的反覆作用,輪下部分瀝青混凝土產生剪下變形逐漸被擠壓到兩側,使兩側的瀝青混凝土面層鼓起,形成側向流變而產生車轍。而gtm在設計時充分考慮了這些問題。

採用的垂直壓強是該公路汽車輪胎對路面的實際壓強,並且試件在該壓強下被壓實到平衡狀態,因此不會產生第一種變形。同時,gtm設計的瀝青混合料滿足了行車荷載作用下需要的抗剪強度,因此也不會因抗剪強度不足而產生側向推移。5、馬歇爾法在設計瀝青混合料時考慮孔隙率、飽和度等體積指標,gtm法在設計瀝青混凝土時沒有將這些體積指標作為確定用油量的指標,但是從gtm法確定用油量的指標中可以看出,壓實穩定值與體積指標有一定的關係。

當瀝青混合料過度壓實或者填充較多的瀝青時,壓實穩定值變大,開始出現塑性變形。6、tgm設計方法運用碾壓揉搓成型的方法,在河特別是抗車轍效能,更是以往的馬歇爾設計方法所無法比擬的。可見,在瀝青混合料設計中,充分考慮實際路用效能,採用科學的設計方法,不僅可以大大提高路面的使用效能,還可以為國家節省大量的建設、養護經費,這也是今後進行瀝青路面混合料設計的指導思想。

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