對于瀝青混合料的強度形成理論有表面理論和膠漿理論。表面理論認為瀝青混合料是由 礦質骨架（粗集料、細集料和填料）和瀝青組成，瀝青分布在礦質骨架表面，將礦質骨架膠結成 為具有強度的整體。膠漿理論則認為瀝青混合料是一種高級空間網狀結構的分散系:以粗集 料為分散相分散在瀝青砂漿中，瀝青砂漿則以細集料為分散相，分散在瀝青膠漿中，瀝青膠漿 又以填料為分散相分散在瀝青介質中,這三級分散系以瀝青膠漿最為重要，它的組成結構決定 了瀝青混合料的高低溫性能。

人們普遍認為:瀝青混合料的強度由礦質顆粒之間的內摩阻力和嵌擠力，以及瀝青膠結料 及其與礦料之間的粘結力和內聚力所構成。即：

r = a x tg。+ C （4-1）

式中3——抗剪強度；

0——摩阻角；

C——瀝青凝聚力；

a——材料的正應力。

傳統的表面理論根據混合料礦質骨架的特點把瀝青混合料分為了懸浮密實結構、骨架空 隙結構及骨架密實結構。認為摩阻角。在提高混合料的高溫穩定性方面起著重要作用，凝聚 力C則在抗剪切、抗彎拉等荷載作用中發揮較大影響。摩阻角8的大小主要由礦質集料結構 決定,凝聚力C則主要受瀝青的粘度和瀝青與礦料的相互作用影響。

膠漿理論認為瀝青混合料的強度主要來自于瀝青膠漿分散介質。瀝青膠漿分散介質的組 成結構決定了混合料的高溫穩定性和低溫抗裂、抗變形能力a因此膠漿理論更加重視瀝青的 稠度和瀝青與礦粉的相互作用，而粗集料等分散相對混合料的強度影響,是通過其數量增減改 變了分散介質模量表現出來的。

按照兩種不同的理論，在解決瀝青混合料的高溫穩定性能缺陷時，表面理論重在加強礦質 集料的粗集料骨架作用，而膠漿理論則把重點放在增加瀝青稠度，增加礦料用量上，它們的目 的都是為了增強混合料的抗剪切破壞強度。

按照表面理論,SMA屬于典型的骨架密實結構的瀝青混合料。SMA中粗集料相互嵌擠， 在混合料中發揮“支撐、支架、分散、分力”的功能。如果SMA路面結構只有一層，車輛垂直荷 載作用于表面的粗集料上，然后通過SMA的粗集料顆粒本身的固體強度可直接將荷載傳遞到 下面結構。因此，對于這種只有一層粗集料形成的SMA路面結構，由于粗集料的存在，構成了 穩固的傳力、受力骨架。但這種厚度的路面只能作為路面的功能層使用（如抗滑、耐磨等），不 能起到路面結構層作用，它把車輛荷載大小幾乎不變地傳遞到下面層次，而沒有起到分散荷載 應力的作用，從應力大小來講，下面層次等同于直接接受車輛荷載。

隨著路面厚度的增加,SMA路面結構中粗集料的層次由一層增加為二層、三層，粗集料的 骨架結構作用應該有個漸變過程——既不會因為粗集料層數的增加而消失，也不會再與只有 一層粗集料時的“頂天立地”一樣的骨架結構那么強大。粗集料層數增加后所形成的骨架“支 架”高度將不斷增加,根據材料力學中的壓桿失穩破壞現象可知，對于同樣材料的受壓構件，隨 著構件高度增加,構件的穩定性、臨界壓力將大大降低。因此，可以認為粗集料骨架的穩定性 也會隨著結構層厚度增加而降低，粗骨架的支撐作用也會逐漸減弱（這或許也是各國規定 SMA結構路面厚度不能過大的理論原因之一。在歐洲氣候相對炎熱的葡萄牙的SMA路面鋪 裝層厚度就要求特別薄，都不超過3.0cm）。同時粗集料粒徑的減小，會增加骨架“支架”的長 細比（柔度），從而增加骨架的不穩定性，降低臨界壓力，反之，使用較大粒徑的粗集料,可增加 粗集料的骨架作用。因此，人們為增加瀝青混合料的高溫穩定性，有使用較粗粒徑的趨勢。

根據壓桿失穩理論，為增加構件的抗壓強度和穩定性，在材料已經選定前提下，最主要的 措施是增強對構件的約束，約束越強，構件的長度系數值就越小,臨界壓力、抗壓強度就越大。 而在瀝青混合料結構組成中，對粗集料骨架的約束作用主要源自于瀝青和膠泥的凝聚力，由此 可見，增大瀝青和膠泥的凝聚力，不但可以增強混合料的強度參數——凝聚力G還可大大增 加粗集料的骨架作用，增強骨架傳遞壓力的效率。

由此而得知，在由多層粗集料構成的SMA混合料結構中，如果僅有粗集料的骨架存在而 沒有膠泥的約束作用，粗集料骨架是很容易發生“失穩”破壞的。因此，在SMA混合較高的膠 泥勁度，才能使SMA充分發揮其結構特點，得到強度較高的SMA混合料。當然，細集料的用 量也不能過多，過多細集料將不能形成骨架結構。瀝青混合料中的骨架結構能分擔傳遞壓力， 減少顆粒間的剪切應力，增強抵抗外力作用能力。在SMA混合料中粗集料骨架分擔傳遞壓力 作用提高。

由于SMA瀝青混合料屬于非均質材料，在材料內部的某截面上，應力分布是不均勻，混合 料中由于粗集料顆粒的模量遠大于膠泥勁度，在變形相同條件下（八exE）,粗集料所受的應 力也會遠大于膠泥;另外,粗集料接觸點、面上力的方向與接觸狀況有關,而與截面方向無關。截面上的粗集料就把革輪垂直壓力傳遞到了下面的顆粒，根據豎向力的平衡方程, 這相當于減少了作用在被考察體上的垂直壓力［如圖4-1 ,c）所示］，從而減少了平行于截面的 剪切應力，故而最終效果是增加了混合料的抗壓強度。

SMA粗集料骨架在下列情況下會發生失穩:粗集料形成的結構太厚，外力作用過大，粗集料組合排列的穩定性差。一旦粗集料骨架失穩，將大大削弱骨架的支撐作用,SMA混合料的傳力受力作用將不再主要由固體顆粒本身擔當，而是由固體顆粒之間的摩擦聯系來完成，此時的SMA混合料的力學強度表現與粗集料顆粒間摩擦性質和瀝青膠結料對集料的約束大小直即使對于形成了骨架的SMA混合料，最可能的破壞形式也不是粗集料骨架的壓縮變形， 而是骨架顆粒之間的相對位移、滑動，且破壞變形不是突然的大變形，而是長期的骨架結構相 對位移調整。粗集料顆粒間所發生的相對滑移與骨架顆粒之間的抗剪強度較小有關。

僅考察粗集料的力學行為時，可把瀝青膠泥對粗集料的約束作用看作是施加在粗集料上、 的外力。因此，對無內聚力的純粹粗集料而言,顆?？辜魪姸萺 = ax tg們其中：3反映顆粒間 摩擦性質，垂直應力。則主要與瀝青膠泥的約束能力相聯系，因為在散體材料中顆料間最危 險的地方不是受垂直壓力/V最大的接觸面，而是那些受垂直壓力7V很?。丛撁嫔系恼龖?。過?。┯謺a生較大剪切應力的接觸面,而這種接觸面上的垂直應力b主要與瀝青膠泥的約 束能力相聯系（在這種截面上所能提供的垂直應力＜7與膠泥的凝聚力C成正比）。因此隨著 粗集料層數的增加，粗集料骨架的抗剪強度不僅僅只依靠粗骨架的內部摩擦力,還在相當程度 上依檢瀝青材料的膠結力大小。對于SMA瀝青混合料而言，要想大幅度增加混合料的摩阻角 。值是不現實，尤其對于選定的集料。有實驗數據表明，對同一種集料變化粒徑大小和級配形 式所增加的摩阻角6值是有限的——對粗粒式AC、中粒式AC和細粒式AC,摩阻角0值分別 為34.40。33.83和33.47。；而級配型式從連續型密級配、連續型開級配到間斷型密級配，其摩 阻角＜9值也僅僅從34.38。增加到37.41。和37.70。;而瀝青混合料的凝聚力。值則有較大變化， 油石比改變、礦粉增加、瀝青針人度減小都對C值產生巨大影響。所以對SMA來說，為增加混 合料強度,增強結構抗變形能力，在優選了集料品種基礎上，使粗集料形成骨架以后，應該主要 考慮如何增加SMA混合料的凝聚力C值（比如使用改性瀝青、增加礦粉用量、提高纖維含量、 適當減少瀝青比例等等爲

參數CS基本上反映了瀝青混合料的粘性性質和非粘性性質，對于具有明顯粘彈塑性性 質的SMA瀝青混合料而言,永久變形車撤和低溫開裂都主要由材料的粘性性質引起（車轍主 要是由于高溫條件下SMA混合料的蠕變速率過快，導致變形積累;低溫開裂則是因為SMA混 合料在低溫環境中蠕變速率太小,造成材料變形能力小，應力松弛速率慢，溫度應力積累過大 而開裂），因此應該針對要解決的混合料主要病害，對SMA的粘性性質參數C進行改善——對 車轍病害應主要致力于增加混合料高溫條件下的C值,對開裂病害則著重降低材料低溫的C 值。

由上可知,SMA的粗集料骨架在混合料強度組成中有重要作用，同時瀝青膠泥的凝聚力對SMA的強度發揮也起著同樣重要的作用，兩者相輔相成，互相增強，缺一不可。瀝青膠泥的 凝聚力約束增強了粗集料在SMA中的骨架支撐作用，也增強了骨架的抗剪切能力;粗集料骨 架的存在則增加了混合料的剪切面迂回面積,使膠泥的凝聚力發揮了最大作用。