沥青混合料是指矿物集料与沥青拌合而成的混合料的总称。包括沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。沥青混合料作为路面材料具有良好的力学性质，有一定的高温稳定性和低温柔韧性，铺筑的路面平整无接缝，减震吸声，行车舒适；且具有一定的粗糙度，无强烈反光，利于行车安全。沥青路面的施工方便，不需养护，能及时开放交通；便于分期修建和再生利用。

热拌沥青混合料(HMA)适用于各种等级公路的沥青路面。其种类按集料公称粒径、矿料级配、空隙率划分。

1.沥青混合料的抗剪强度

沥青混合料在常温和较高温度下，由于沥青的粘结力不足而产生变形或由于抗剪强度不足而破坏，一般采用库伦理论来分析其强度和稳定性。即对圆柱形试件进行三轴剪切试验，从摩尔圆可得材料的应力情况，如图6所示。图中应力圆的公切线即摩尔-库伦包络线，即抗剪强度曲线。包络线与纵轴相交的截距表示混合料的粘结力，切线与横轴的交角，表示混合料的内摩阻角：

2.影响沥青混合料抗剪强度的因素

1）沥青粘度的影响

从沥青材料本身来看，沥青的粘度是影响粘结力的重要因素，矿质集料由沥青胶结成整体，沥青的粘度反映沥青在外力作用下抵抗变形的能力，粘度愈大，则抵抗变形的能力愈强，可以保持矿质集料间的相对嵌锁作用。因此，粘结力是随着沥青粘度的提高而增加的，同时内摩擦角亦稍有提高，所以，沥青粘度较大时，沥青混合料的抗剪强度较高。

2）集料的粒径、颗粒形状和表面特性的影响

根据研究如9），集料颗粒的粒径越大，沥青混合料的内摩擦角越大，粗粒式沥青混凝土的内摩擦角比细粒式和砂粒式沥青混凝土大得多。因此，增大集料粒径是提高内摩擦角的有效途径，但应保证级配良好、空隙率适当。棱角尖锐的颗粒组成的混合料，由于颗粒间相互嵌紧，要比浑圆颗粒的内摩擦角大得多。

3）沥青混合料组成结构的影响

沥青混合料按其级配原则可将其结构分为悬浮密实结构、骨架空隙结构和骨架密实结构三类，三种结构组成及其对粘结力C和内摩阻角φ的影响如下：

①悬浮密实结构  当采用连续型密级配矿质混合料时，矿质材料由大到小形成连续型密实混合料，因较大颗粒都被小一档颗粒挤开，因此，大颗粒以悬浮状态处于较小颗粒之中。连续型密级配沥青混凝土都属这一类型。此种结构虽然密实度大，但各级集料均为次级集料所隔开，不能直接接触形成骨架，而悬浮于次级集料和沥青胶浆之间，其组成结构如图7a。这种结构的沥青混合料，粘聚力较高，但是内摩擦角较低，因此，其高温稳定性差。

②骨架空隙结构  当采用连续型开级配矿质混合料时，较大粒径石料彼此紧密相接，而较小粒径石料的数量较少，不足以充分填充空隙，而形成骨架空隙结构，沥青碎石混合料多属这一类型，其组成结构如图7b。这种结构的沥青混合料具有较高的内摩擦角，但是粘聚力较低。

③骨架密实结构  当采用间断型密级配矿质混合料时，矿质混合料既有一定量的粗集料形成骨架，又根据粗集料空隙的数量加入适量细集料，使之填满骨架空隙，形成较高密实度的结构，间断级配即按此原理构成，其组成的结构如图7c。这种结构的沥青混合料不仅具有较高的粘聚力，而且具有较高的内摩擦角。

4）矿粉的比表面积和沥青用量的影响

沥青混合料中的矿粉不仅能填充空隙，提高密实度，而且，在很大程度上影响混合料的粘结力。

试验结果表明：由于矿粉对于沥青分子有吸附作用，使靠近矿粉的沥青组分重新排列，粘度变高。愈靠近界面，粘度愈高，形成一层扩散结构膜，在矿粉表面很薄小于10μm）的区域内，沥青为“结构沥青”，其粘度较高，具有较强的粘结力。在此区域之外，沥青为“自由沥青”，其粘度较低，则使粘结力降低。密实型的混合料中，矿粉的比表面积一般占矿料总面积的80%以上，这就大大增强了沥青与集料的相互作用，减薄了沥青膜的厚度。沥青在矿粉表面形成“结构沥青层”，使矿质颗粒能够粘结牢固，构成强度。

在矿粉用量一定时，沥青用量将影响“结构沥青”的相对含量，从而影响沥青混合料的粘结力和内摩擦角，沥青用量对沥青混合料的粘结力和内摩擦角的影响见图8。

5）矿料表面性质的影响

沥青与矿料表面的相互作用对沥青混合料的粘结力和内摩擦角有重要的影响。石油沥青与碱性石料如石灰石）有较好的粘附性，而与酸性石料则粘附性较差。这是由于矿料表面对沥青的化学吸附是有选择性的。如碳酸盐类或其他碱性矿料能与石油沥青组分中的沥青酸和沥青酸酐产生化学吸附作用，这种化学吸附比石料与沥青之间的分子力吸附即物理吸附）要强得多，可产生较大的粘结力，而酸性石料与石油沥青之间的化学吸附作用较差。

6）影响沥青混合料抗剪强度的外因

①温度的影响

沥青混合料是一种热塑性材料，它的抗剪强度随着温度的升高而降低。在材料参数中，粘结力值随温度升高而显著降低，但是，内摩擦角受温度变化的影响较少。

②变形速率的影响

沥青混合料是一种粘—弹性材料，它的抗剪强度与变形速率有密切关系。在其他条件相同的情况下，变形速率对沥青混合料的内摩擦角影响较小，而对沥青混合料的粘结力影响则较为显著。试验资料表明，粘结力值随变形速率的增大而显著提高，而随形变速率的变化很小。

沥青混合料作为沥青路面的面层材料，要承受车辆行驶反复荷载和气候因素的作用，而其胶凝材料—沥青具有粘弹塑性的特点，因此，沥青混合料应具有较好的抗高温变形、抗低温脆裂、抗滑性、耐久性和施工和易性等技术性质，以保证沥青路面的施工质量和使用性能。

1.高温稳定性

沥青混合料的高温稳定性是指在夏季高温条件下，承受多次重复荷载作用而不发生过大的永久变形的能力。沥青混合料受到外力作用时，将产生变形，这种变形包括弹性变形和塑性变形，其中，沥青混合料的塑性变形，会造成沥青路面产生车辙、波浪及拥包等现象。特别是在高温和受到荷载重复作用下，沥青混合料的塑性变形会显著增加。因此，在高温地区、交通量大、重车比例高和经常变速路段的沥青路面，易发生车辙、波浪及拥包等破坏现象。

对沥青混合料高温稳定性的试验研究表明：马歇尔试验方法简便，应用广泛，我国现行规范JTG F40—2004）规定了热拌沥青混合料马歇尔试验的技术指标和车辙试验的动稳定度指标。

1）马歇尔稳定度

马歇尔稳定度试验主要测定的指标有马歇尔稳定度MS）、流值FL）和马歇尔模数T）三项指标。稳定度是指在规定温度和加荷速度下，标准尺寸试件的破坏荷载kN）；流值是最大破坏荷载时，试件的垂直变形以0.1mm计）；而马歇尔模数为稳定度除以流值的商，即

2）车辙试验

车辙试验的方法是用标准成型方法，制成300mm×300mm×50mm的沥青混合料试件，在60℃的温度条件下，以一定荷载的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走次数，即为动稳定度，并以次/mm表示。

2.低温抗裂性

沥青混合料的低温抗裂性是指在低温下抵抗断裂破坏的能力。沥青路面出现裂缝将造成路面的损坏，因此，应限制沥青路面的裂缝率。沥青路面产生裂缝的原因很复杂，一般有两种类型，一种是重复荷载下产生的疲劳开裂；另一种为温度裂缝，由于沥青混合料在高温时塑性变形能力较强，而低温时较硬脆，变形能力差，所以，裂缝多在低温条件下发生，特别是在气温骤降时，沥青面层受基层和周围材料的约束而不能自由收缩，因而产生很大的拉应力，超过了沥青混合料的允许应力值，就会产生开裂。因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性能。

关于沥青混合料的低温抗裂性指标，我国现行规范JTG F40—2004）规定密级配混合料应做低温弯曲试验(-10℃，加载速度为50mm/min)，破坏应变不得低于规定值。

3.耐久性

沥青混合料的耐久性是指其抵抗长时间自然因素风、日光、温度、水分等）和行车荷载反复作用，仍能基本保持原有性能的能力。

为保证沥青混合料的耐久性，应选择性能优良的沥青和坚固的集料；拌和过程中，严格应控制加热温度，并保证沥青混合料的密实度。从耐久性角度考虑，可选用细粒密级配的沥青混合料，并增加沥青用量，降低沥青混合料的空隙率，以防止水分的渗入和减少阳光对沥青材料的老化作用。但沥青混合料必须保持一定的空隙和适当的饱和度，以备夏季沥青材料受热膨胀时有一定的缓冲空间。因此，为保证混合料的耐久性，应控制空隙率和饱和度。

目前，评价沥青混合料耐久性的方法有浸水马歇尔试验和采用真空饱水马歇尔试验，此外，还有浸水劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验等其它方法，规定浸水马歇尔试验残留稳定度、冻融劈裂试验残留强度比不得低于规定值。

4.抗滑性

沥青混合料路面的抗滑性主要与其矿质集料的表面状态和耐磨性、混合料的级配组成、沥青用量和沥青含蜡量等有关。

为满足路面对混合料抗滑性的要求，我国现行规范JTG F40—2004）对抗滑层集料提出了磨光值、磨耗值和冲击值等三项指标要求。沥青用量对抗滑性的影响非常敏感，即使沥青用量较最佳沥青用量只增加0.5%，也会使抗滑系数明显降低。因为沥青含蜡量对路面抗滑性有明显的影响，所以，应对沥青含蜡量严格控制，不同级别的沥青应符合表10－5的要求。

5.施工和易性

沥青混合料应具备良好的施工和易性，使混合料易于拌和、摊铺和碾压。影响沥青混合料施工和易性的因素很多，诸如当地气温、施工条件及混合料性质等。

从混合料性质来看，影响沥青混合料施工和易性的是混合料的级配和沥青用量。粗细集料的颗粒大小相距过大，缺乏中间尺寸，混合料容易离析；细集料过少，沥青层不容易均匀地分布在粗颗粒表面；细集料过多，则使拌和困难。当沥青用量过少或矿粉用量过多时，混合料容易产生疏松不易压实。反之，如沥青用量过多或矿粉质量不好，则容易使混合料结成团块，不易摊铺。另外，沥青的粘度对混合料的和易性也有较大的影响，采用粘度过大的沥青如一些改性沥青）将给拌和、摊铺和碾压造成困难，因此，应控制沥青在135℃的运动粘度值，并制定相应的施工操作规程。

沥青混合料的施工和易性应根据搅拌和运输条件、压实和摊铺机械、气候情况等确定。