了解成都瀝青混合料的基本情況。

瀝青混合料是有有機(jī)材料屬性的瀝青與無(wú)機(jī)材料屬性的礦料按照一定的比例，混合、壓實(shí)形成的，通常無(wú)機(jī)礦料占總質(zhì)量的95%以上。從宏觀上看，瀝青混合料是由集料、瀝青和空隙組成的典型三相體系，當(dāng)中的集料堅(jiān)固、耐久，對(duì)溫度、光照等環(huán)節(jié)因素不敏感，作為剛性固體組成混合料的基本骨架。通常認(rèn)為，瀝青混合料70%~80%的中長(zhǎng)期性能是由礦料及其構(gòu)成的骨架所提供。

“骨架”一詞指的是用作支持某物(如文學(xué)作品或有機(jī)體的一部分)的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)或輪廓的支架。骨架英語(yǔ)單詞為“skeleton”，意為高大建筑用以支撐外部墻壁并把負(fù)荷和應(yīng)力分散到基礎(chǔ)之上的鋼架或混凝土支架，動(dòng)植物(或動(dòng)植物某部位的)支撐性、保護(hù)性架子或結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，骨架是反映物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征的主要載體。對(duì)于瀝青混合料來(lái)說(shuō)，骨架承擔(dān)著抵抗和傳遞外部荷載應(yīng)力的作用，由占混合料質(zhì)量超過(guò)95 %的集料所構(gòu)成，可以認(rèn)為，骨架的特點(diǎn)是瀝青混合料 的“骨氣”。

道路工程師將不同粒徑的礦料按照一定的比例進(jìn)行組合、搭配，形成礦質(zhì)混合料的結(jié)構(gòu)，這便是礦料級(jí)配的基本概念。不同級(jí)配瀝青混合料的“骨氣”各有特點(diǎn)，有的善于在炎熱的夏天抵御變形，有的能夠在嚴(yán)寒的冬天下保持路面完整不開(kāi)裂，有的則具有海綿一般的透水能力，還有的可以承受荷載的多次作用而不疲勞破壞。在使用過(guò)程中，工程師依據(jù)工程的需要選用不同“骨氣”的混合料，通過(guò)設(shè)計(jì)使其滿(mǎn)足特定的需求，這一過(guò)程稱(chēng)為礦料的級(jí)配設(shè)計(jì)。作為瀝青路面設(shè)計(jì)的核心之一，礦料的級(jí)配設(shè)計(jì)已經(jīng)有一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷史，目前主要有2種級(jí)配設(shè)計(jì)理論：最大密實(shí)曲線(xiàn)級(jí)配計(jì)法和體積填充法。

Fuller在1901年提出“拋物線(xiàn)最大密度理想曲線(xiàn)”，認(rèn)為混合料的級(jí)配曲線(xiàn)越接近拋物線(xiàn)密度越大，性能越好。采用該理論設(shè)計(jì)的級(jí)配具有細(xì)集料含量多，粗集料含量少的特點(diǎn)，屬于典型的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)。這類(lèi)材料的抗車(chē)轍性能（高溫穩(wěn)定性能）較差，同時(shí)由于細(xì)集料多，當(dāng)作為路面抗滑層設(shè)計(jì)時(shí)表面構(gòu)造深度較小。鑒于Fuller設(shè)計(jì)理論存在的不足，道路工程師結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，主要有Talbot提出的n法、伊萬(wàn)諾夫提出的k法、同濟(jì)大學(xué)林繡賢教授提出的I法等，從而使該方法也能用于設(shè)計(jì)半開(kāi)級(jí)配或開(kāi)級(jí)配的瀝青混合料。

基于體積填充的設(shè)計(jì)方法主要有Weymouth在1938年提出的粒子干涉理論、沙慶林院士提出的SAC設(shè)計(jì)方法、張肖寧教授在1995年提出的主骨料空隙填充法（CAVF）和本世紀(jì)初的貝雷法，這類(lèi)方法均有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即考慮了不同粒徑集料相互間的空間關(guān)系，通過(guò)確定顆粒在體積上的臨界干涉條件進(jìn)而設(shè)計(jì)出骨架密實(shí)型混合料。工程使用經(jīng)驗(yàn)表明采用體積填充設(shè)計(jì)方法得到的混合料具有良好的使用性能，能夠滿(mǎn)足不同條件下的使用需求。

從級(jí)配設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷程可以看出，級(jí)配的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法向理論設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變過(guò)程。由最大密實(shí)度理論向強(qiáng)調(diào)粗集料嵌擠的骨架密實(shí)混合料設(shè)計(jì)理論的轉(zhuǎn)變，使道路工程師對(duì)瀝青混合料的“骨氣”的掌控度也越來(lái)越高。

需要指出的是，雖然骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)一直是粗集料間斷級(jí)配混合料追求的目標(biāo)，但何為骨架結(jié)構(gòu)、何為嵌擠能力、骨架結(jié)構(gòu)是否等同于嵌擠能力等一系列問(wèn)題一直是業(yè)內(nèi)所關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題。傳統(tǒng)上是采用搗實(shí)法、振動(dòng)成型法、旋轉(zhuǎn)壓實(shí)發(fā)和馬歇爾擊實(shí)法等方法得到混合料的礦料間隙率（VCA），用以評(píng)價(jià)礦料的結(jié)構(gòu)特性。同時(shí)也有采用錐入度試驗(yàn)，以錐入力評(píng)價(jià)礦料間的嵌擠能力。目前，采用數(shù)字圖像技術(shù)獲取混合料骨架信息已被證明為一種直接有效的方法，可實(shí)現(xiàn)礦料幾何特征的量化描述，以粗集料“接觸點(diǎn)”、“傾角”等參數(shù)描述混合料的骨架特征，從微觀—細(xì)觀—宏觀跨角度研究瀝青混合料的力學(xué)行為。

工程師要摸清材料的“骨氣”，仍需要大量的研究工作以及工程實(shí)際數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而建立混合料骨架特征與路用性能之間的相關(guān)關(guān)系。這不僅是一個(gè)工程應(yīng)用問(wèn)題，同時(shí)也是一個(gè)跨學(xué)科的應(yīng)用基礎(chǔ)問(wèn)題，仍值得研究人員繼續(xù)努力探索。

感謝大家的閱讀。