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道路建筑材料-第四章沥青混合料技术性质-修改.ppt

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1、2024/5/11周六1道路建筑材料道路建筑材料ROAD CONSTRUCTION MATERIALS沥青混合料交通科学与工程学院 道路材料教研室 2024/5/11周六2第四章第四章 沥青混合料沥青混合料沥青混合料简介沥青混合料的组成结构和强度形成原理沥青混合料路用性能2024/5/11周六31、沥青混合料简介、沥青混合料简介沥青混合料的定义沥青混合料的定义沥青混合料的分类沥青混合料的分类沥青混合料的基本特点沥青混合料的基本特点2024/5/11周六4(一)定义(一)定义沥青混合料由一定粘度和适当用量的沥青结合料沥青结合料与一定级配的矿料矿料拌和而成的混合料总称。粗集料骨架作用沥青+细集料填

2、充与粘结作用1、沥青混合料简介、沥青混合料简介粗集料骨架 Stones 矿粉 +砂 +沥青+纤维+Mastic 用玛蹄脂填充的粗集料骨架=Stone Mastic Asphalt2024/5/11周六5(二)沥青混合料分类(二)沥青混合料分类(1)按矿料最大粒径分类(2)按矿料级配类型分类(3)按矿料级配组成及压实空隙率大小分类(4)按混合料拌合及铺筑温度划分1、沥青混合料简介、沥青混合料简介2024/5/11周六6p最大粒径:P=100%时的最小标准筛筛孔尺寸;p公称最大粒径:P90%(或ai31.5mm135242024/5/11周六8按矿质集料按矿质集料级配类型级配类型连续级配沥青混合料

3、连续级配沥青混合料间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料(二)沥青混合料分类(二)沥青混合料分类2024/5/11周六9按密实按密实度分类度分类F型、型、C型型空隙率空隙率6%-12%空隙率空隙率18%密级配沥密级配沥青混合料青混合料半开级配沥半开级配沥青混合料青混合料开级配沥开级配沥青混合料青混合料(二)沥青混合料分类(二)沥青混合料分类沥青混凝土沥青混凝土 AC沥青稳定碎石沥青稳定碎石ATB沥青碎石沥青碎石AMOGFC空隙率空隙率3%-6%2024/5/11周六10粗型和粗型和细细型密型密级级配配沥沥青混凝土的关青混凝土的关键键性性筛筛孔通孔通过过率率混合料类型公称最大粒径(mm)用以分类的

4、关键性筛孔(mm)粗型密级配细型密级配名称关键性筛孔通过率()名称关键性筛孔通过率()AC-2526.54.75AC-25C40AC-20194.75AC-20C45AC-16162.36AC-16C38AC-1313.22.36AC-13C40AC-109.52.36AC-10C45(二)沥青混合料分类(二)沥青混合料分类2024/5/11周六11混合料类型密级配开级配半开级配公称最大粒径(mm)最大粒径(mm)连续级配间断级配间断级配沥青稳定碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层特粗式ATB-40-ATPB-4037.553.0粗粒式ATB-30-ATP

5、B-3031.537.5AC-25ATB-25-ATPB-2526.531.5中粒式AC-20SMA-20-AM-2019.026.5AC-16SMA-16OGFC-16-AM-1616.019.0细粒式AC-13SMA-13OGFC-13-AM-1313.216.0AC-10SMA-10OGFC-10-AM-109.513.2砂粒式AC-5-AM-54.759.5设计空隙率()3536341818612(二)沥青混合料分类(二)沥青混合料分类2024/5/11周六12按施工温度按施工温度热拌沥青混合料热拌沥青混合料中温沥青混合料中温沥青混合料(二)沥青混合料分类(二)沥青混合料分类冷拌沥青混

6、合料冷拌沥青混合料2024/5/11周六13沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的分类分类不同结构的不同结构的沥青路面沥青路面 不同类型沥青不同类型沥青不同组成的不同组成的矿质集料矿质集料5.5.沥青碎石路面沥青碎石路面沥青碎石路面沥青碎石路面AMAM 2.2.沥青马蹄脂碎石混合料路面沥青马蹄脂碎石混合料路面沥青马蹄脂碎石混合料路面沥青马蹄脂碎石混合料路面SMASMA3.3.多孔隙沥青混合料路面多孔隙沥青混合料路面多孔隙沥青混合料路面多孔隙沥青混合料路面OGFCOGFC 4.4.乳化沥青碎石路面乳化沥青碎石路面乳化沥青碎石路面乳化沥青碎石路面1.1.沥青混凝土路面沥青混凝土路面沥青混

7、凝土路面沥青混凝土路面ACAC2024/5/11周六141.沥青混凝土路面 沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的概述概述概述概述是由适当比例的是由适当比例的粗集料粗集料、细集料细集料及及填料填料按按连续级配连续级配的原则组成的原则组成符合规定级配的矿质混合料,符合规定级配的矿质混合料,与与沥青沥青在在较高温度较高温度下拌和而成沥下拌和而成沥青混合料青混合料,简称沥青混凝土(简称沥青混凝土(Asphalt Concrete,以以AC表示)表示)沥青混凝土沥青混凝土混合料混合料室室内内拌拌和和室室内内成成型型施工现场拌和站施工现场拌和站AC-13路面路面空隙率较小空隙率较小高温稳定性差

8、高温稳定性差密实耐久密实耐久抗滑性较差抗滑性较差沥青混合料沥青混合料2024/5/11周六152.沥青碎石路面 沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的概述概述概述概述是由适当比例的是由适当比例的粗集料粗集料、细集料细集料及及少量填料(或无填料)少量填料(或无填料)与与沥青沥青在在较高温度较高温度下拌和而成下拌和而成,称为沥青碎石混合料(称为沥青碎石混合料(Asphalt Macadam,以以AM表示)表示)沥青碎石沥青碎石混合料混合料AM-30空隙率较大空隙率较大抗滑性好抗滑性好高温稳定性好高温稳定性好易渗水,耐久性差易渗水,耐久性差室室内内拌拌和和室室内内成成型型2024/5/11

9、周六16密实骨架结构密实骨架结构3.沥青马蹄脂碎石混合料路面 沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的概述概述概述概述是由适当比例的是由适当比例的粗集料粗集料(多多)、矿粉矿粉(多多)、沥青沥青(多多)、中间粒径颗中间粒径颗粒粒(少少)组成的组成的骨架密实结构型骨架密实结构型沥青混合料,此外,沥青改性剂沥青混合料,此外,沥青改性剂和纤维也是重要组成成分。(和纤维也是重要组成成分。(Stone Mastic Asphalt,简称简称SMA)沥青马蹄脂沥青马蹄脂碎石混合料碎石混合料密实耐久密实耐久抗疲劳好抗疲劳好抗高温车辙抗高温车辙好好抗滑耐磨抗滑耐磨2024/5/11周六174.多孔隙沥

10、青混合料路面 沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的概述概述概述概述是指由大空隙率的沥青混合料经热拌热铺形成的路面结构,是指由大空隙率的沥青混合料经热拌热铺形成的路面结构,能迅速从面层内部排走路表面水,具有防滑、降低噪音等功能迅速从面层内部排走路表面水,具有防滑、降低噪音等功能。(能。(OGFC)多孔隙沥青多孔隙沥青混合料路面混合料路面多孔隙彩色铺装多孔隙彩色铺装骨架空隙结构骨架空隙结构2024/5/11周六185.乳化沥青碎石路面 沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的沥青混合料的概述概述概述概述是使用乳化沥青作为结合料与粗集料、细集料及少量填料是使用乳化沥青作为结合料与粗集料、细集

11、料及少量填料(或不加填料),按照适当比例配制,满足级配要求的矿(或不加填料),按照适当比例配制,满足级配要求的矿质集料拌和而成的沥青混合料,通常冷拌冷铺。质集料拌和而成的沥青混合料,通常冷拌冷铺。乳化沥青乳化沥青碎石碎石减少环境污染减少环境污染改善施工条件改善施工条件抗高温车辙抗高温车辙好好延长施工季节延长施工季节乳化沥青质量不稳定乳化沥青质量不稳定热拌热铺热拌热铺冷拌冷铺冷拌冷铺2024/5/11周六19典型路面类型对比路面类型路面类型级配特点级配特点沥青类型沥青类型施工温度施工温度空隙率空隙率结构类型结构类型路用性能路用性能沥青混凝沥青混凝土土 36%密实耐久密实耐久高温稳定性差高温稳定性

12、差抗滑性差抗滑性差沥青碎石沥青碎石612%耐久性差耐久性差高温稳定性好高温稳定性好抗滑性好抗滑性好沥青马蹄沥青马蹄脂碎石脂碎石 6%密实耐久密实耐久高温稳定性好高温稳定性好抗滑性好抗滑性好抗疲劳抗疲劳多孔隙沥多孔隙沥青碎石青碎石 18%耐久性差耐久性差高温稳定性好高温稳定性好抗滑性好抗滑性好乳化沥青乳化沥青碎石碎石 10%耐久性差耐久性差高温稳定性好高温稳定性好抗滑性好抗滑性好粗粗、细集料、细集料填料填料少量或无填料少量或无填料粗粗、细集料、细集料多粗料多粗料、少细、少细料料多填料多填料改性改性沥青沥青乳化乳化沥青沥青热拌热铺热拌热铺热拌热铺热拌热铺热拌热铺热拌热铺热拌热铺热拌热铺常温常温少量

13、或无填料少量或无填料少量或无填料少量或无填料粗粗、细集料、细集料密实密实悬浮悬浮骨架骨架空隙空隙密实密实骨架骨架骨架骨架空隙空隙骨架骨架空隙空隙2024/5/11周六20建议选择的路面类型公路等级公路等级路面等级路面等级面层类型面层类型设计年限内累计设计年限内累计标准轴次标准轴次(万次/车道)高速公路高速公路一级公路一级公路高级路面高级路面沥青混凝土、沥青马蹄脂碎石混合料、多孔隙沥青混合料400二级公路二级公路高级路面高级路面沥青混凝土、沥青马蹄脂碎石混合料、多孔隙沥青混合料200次高级路面次高级路面热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式100200三级公路三级公路次高级路面次高级路面乳化沥青碎石混合

14、料、沥青表面处治101002024/5/11周六21(三)沥青混合料的基本特点(三)沥青混合料的基本特点(1)粘弹性材料:具有良好的力学性质(高温稳定性和低温柔韧性),路面平整无接缝,减震吸声,行车舒适;(2)行车安全:路面平整且粗糙,无强烈反光;(3)施工方便:能及时开放通车;(4)便于分期修建和再生利用。2024/5/11周六222 2、HMAHMA组成结构和强度原理组成结构和强度原理3HMAHMA强度理论强度理论强度理论强度理论 4影响影响影响影响HMAHMA强度的因素强度的因素强度的因素强度的因素 1HMA组成结构理论组成结构理论2HMA组成结构类型组成结构类型2024/5/11周六2

15、32.1沥青混合料组成结构理论沥青混合料组成结构理论沥青混合料的结构影响其性能:1)矿物颗粒的大小及不同的粒径分布,即级配2)矿物颗粒的空间分布情况3)沥青在沥青混合料中的特征和矿物颗粒上的沥青层的性质4)空隙率及其分布、闭合空隙与连通空隙量的比值。沥青混合料结构组成:1)沥青结构2)矿物骨架结构3)沥青-矿粉分散系统结构2024/5/11周六242.1沥青混合料组成结构理论沥青混合料组成结构理论1)表面理论)表面理论沥青混合料中的矿质骨架由稠度较稀的沥青结合料分布其表面,而将它们胶结成为一个具有强度的整体2024/5/11周六252)胶浆理论)胶浆理论(细分散系)分散介质沥青胶浆分散介质沥青

16、(微分散系)沥青混合料分散相粗集料分散相细集料分散相填料分散介质砂浆(粗分散系)2.1 沥青混合料组成结构理论沥青混合料组成结构理论特点:填料与沥青的相互作用、填料的性质采用高稠度沥青,大的沥青用量,骨架嵌挤的级配2024/5/11周六26悬浮悬浮-密实型:密实型:矿料由大到小形成连续型密实混合料矿料由大到小形成连续型密实混合料 大颗粒悬浮于小颗粒之间大颗粒悬浮于小颗粒之间2.2沥青混合料的组成结构类型沥青混合料的组成结构类型连续型密级配连续型密级配连续型开级配连续型开级配间断型断级配间断型断级配2024/5/11周六272.2沥青混合料的组成结构类型沥青混合料的组成结构类型结构特点:粗集料细

17、集料骨架结构密实路用性能:空隙率粘聚力 内摩阻力稳定性悬浮悬浮密实:密实:连续密级配连续密级配+沥青沥青 耐久性代表:AC2024/5/11周六28骨架骨架-空隙型:空隙型:大石料多,小石料少,不足以填充空隙大石料多,小石料少,不足以填充空隙2.2 沥青混合料的组成结构类型沥青混合料的组成结构类型连续型密级配连续型密级配连续型开级配连续型开级配间断型断级配间断型断级配2024/5/11周六29骨架骨架空隙:空隙:连续开级配连续开级配+沥青沥青结构特点:粗集料细集料骨架结构密实 骨架-空隙型2.2 沥青混合料的组成结构类型沥青混合料的组成结构类型路用性能:空隙率粘聚力 内摩阻力稳定性 耐久性代表

18、:沥青碎石,OGFC2024/5/11周六30骨架骨架-密实型密实型:粗集料形成骨架,细集料填充:粗集料形成骨架,细集料填充2.2 沥青混合料的组成结构类型沥青混合料的组成结构类型连续型密级配连续型密级配连续型开级配连续型开级配间断型断级配间断型断级配2024/5/11周六31骨架骨架密实:密实:间断型密级配间断型密级配+沥青沥青结构特点:粗集料细集料骨架结构密实路用性能:空隙率内摩阻力 稳定性施工和易性2.2 沥青混合料的组成结构类型沥青混合料的组成结构类型 骨架-密实型粘聚力代表:SMA 耐久性2024/5/11周六322.3 沥青混合料的强度理论沥青混合料的强度理论沥青的粘结力不足沥青的

19、粘结力不足沥青的粘结力不足沥青的粘结力不足集料没有充分嵌挤集料没有充分嵌挤2024/5/11周六332024/5/11周六342.3 摩尔摩尔-库仑定律库仑定律破坏面上的切应破坏面上的切应力力 是为该面上法向应力是为该面上法向应力 的函数的函数 c 3 1 =c+=c+(tan(tan 2024/5/11周六352.3 2.3 HMA强度理论强度理论 =c+(tan 抗车辙能力抗车辙能力抗车辙能力抗车辙能力沥青粘结沥青粘结沥青粘结沥青粘结集料嵌挤集料嵌挤集料嵌挤集料嵌挤沥青性质交互作用集料性质c 2024/5/11周六36内因:内因:沥青沥青 集料集料 集料集料/沥青交互作用沥青交互作用外因:

20、外因:温度温度T、时间、时间t2.4 影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素2024/5/11周六37A.沥青沥青2.4 影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素2024/5/11周六38B.集料集料2.4 影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素颗粒形状颗粒形状:粗糙程度粗糙程度:级配类型:骨架级配类型:骨架-密实密实 悬浮悬浮-密实密实骨架骨架-空隙空隙2024/5/11周六39(b)自由沥青自由沥青(a)结构沥青结构沥青C.矿料矿料/沥青的交互作用沥青的交互作用2.4 影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素扩散溶剂化膜扩散溶剂化膜2024/5/11周六

21、40C-1沥青的用量沥青的用量2.4 影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素2024/5/11周六41 沥青与矿料相互作用与沥青、矿粉的性质有关。沥青与矿料相互作用与沥青、矿粉的性质有关。在不同性质矿粉表面形成不同组成结构和厚度的吸附溶在不同性质矿粉表面形成不同组成结构和厚度的吸附溶剂化膜,石灰石粉表面形成发育较好的吸附溶化膜,石英剂化膜,石灰石粉表面形成发育较好的吸附溶化膜,石英石粉表面则形成发育较差的吸附溶剂化膜。石粉表面则形成发育较差的吸附溶剂化膜。在沥青混合料中,采用在沥青混合料中,采用石灰石矿粉石灰石矿粉时,矿粉之间更有时,矿粉之间更有可能通过结构沥青来联结,因而可能通过结

22、构沥青来联结,因而具有较高的粘聚力具有较高的粘聚力。C-2矿料的化学性质矿料的化学性质2.4 影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素2024/5/11周六42 沥青用量相同时,矿料表面积愈大,沥青膜愈薄,在沥青沥青用量相同时,矿料表面积愈大,沥青膜愈薄,在沥青中结构沥青所占的比率愈大,沥青混合料的粘聚力也愈高。中结构沥青所占的比率愈大,沥青混合料的粘聚力也愈高。矿粉用量虽只占矿粉用量虽只占7%,但其面积却占矿料总表面积的,但其面积却占矿料总表面积的80%,矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度影响很大。矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度影响很大。矿粉细度:矿粉细度:0.075mm

23、的矿粉不宜过少;的矿粉不宜过少;应力来不及松弛应力来不及松弛应力来不及松弛应力来不及松弛2024/5/11周六593.实验方法实验方法 弯曲蠕变实验弯曲蠕变实验弯曲蠕变实验弯曲蠕变实验 收缩系数实验收缩系数实验收缩系数实验收缩系数实验冻断应力实验冻断应力实验冻断应力实验冻断应力实验劈裂实验劈裂实验劈裂实验劈裂实验 断裂温度试验断裂温度试验断裂温度试验断裂温度试验小梁弯曲实验小梁弯曲实验小梁弯曲实验小梁弯曲实验实验方法实验方法实验方法实验方法2024/5/11周六60(1)小梁弯曲试验(-10,50mm/min)尺寸:35mm*30mm*250mm弯拉强度RB、梁底最大拉应变B:PBd3.试验方

24、法试验方法2024/5/11周六614.影响因素沥青的性质感温性感温性劲度劲度粘度粘度 延度延度老化老化含蜡量含蜡量沥青含量集料类型级配类型 空隙率 混合料性质n n路面宽度路面宽度n n路面厚度路面厚度n n层间粘结层间粘结路面结构n n路面温度路面温度n n降温速率降温速率环境因素2024/5/11周六62水损害3.3 水稳定性水稳定性p耐久性:沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力2024/5/11周六63水损害是常见的一种病害与沥青、集料性能有关3.3 水稳定性水稳定性水稳定性定义:沥青混合料抵抗由于水侵蚀而逐渐产生沥青膜剥离、松散、坑槽等破坏的能力2024/5/1

25、1周六64水损害的机理水损害的机理2024/5/11周六65浸水马歇尔试验冻融劈裂试验3.水稳定性试验方法2024/5/11周六66(1 1)浸水马歇尔试验)浸水马歇尔试验试件:马歇尔试件常规马歇尔试验:60、40min 浸水马歇尔试验:60、48h 残留稳定度=S1/S0*100%3.水稳定性试验方法2024/5/11周六67采用马歇尔试件,空隙率为7%试件条件:一组:25浸水2h,测劈裂强度R1二组:真空饱水15min,放置0.5h;-1816h;60水中24h;252h后测定其冻融劈裂强度R2.规范要求:公路改性沥青路面施工技术规范规定,“采用沥青混合料冻融劈裂试验方法测定的劈裂强度比应

26、不小于80%。(2)(2)冻融劈裂试验(冻融劈裂试验(ASSHTO T283)残留强度=R2/R1*100%2024/5/11周六68(1)组成材料性质A.集料性质:表面化学性质(如Ca、Fe含量等);集料颗粒的表面物理特性;集料表面的洁净程度。B.沥青的性质粘度酸值C.混合料类型空隙率、沥青与矿料交互作用能力等4.影响因素2024/5/11周六69SMA与AC水稳定性比较编号集料E与不同沥青、抗剥落剂的组合AC-13SMA-13规范要求1E+90号+液体抗剥落剂A75.0484.82802E+90号+“干法”石灰96.5397.723E+SBS82.7291.434E+SBS+液体抗剥落剂A

27、83.5295.515E+SBS+“干法”石灰95.9798.24AC-13型级配沥青膜厚6.329m,SMA-13沥青膜厚11.091m2024/5/11周六70(2)沥青混合料施工条件与施工质量施工温度、湿度摊铺均匀程度、压实度路面排水能力(3)自然因素冻融循环频繁地区4.影响因素2024/5/11周六71(1)集料:80%剥离来自于集料,选用孔隙率小,粗糙,洁净的碱性集料;(2)沥青:粘度大,酸值大的沥青(3)掺加抗剥离剂消石灰液体抗剥离剂(4)混合料类型:密实骨架(5)路面结构防水(6)严格控制施工质量5.提高水稳定性的措施2024/5/11周六723.4 抗滑性抗滑性沥青路面应具有足

28、够的抗滑能力保证在最不利的情况下(路面潮湿时)车辆能够高速安全行驶,而且在外界因素作用下其抗滑能力不致很快降低。2024/5/11周六731.纹理宏观纹理:宏观纹理:集料颗粒之间的空隙和排水能力,水平方向0.550mm,垂直方向0.210mm构造,影响高速行车的抗滑性、减少水漂、溅水、反光及降噪等作用;微观纹理:微观纹理:集料表面水平方向00.5mm,垂直方向00.2mm的微小构造低速和高速抗滑性坚硬、粗糙、耐磨、抗冲击性、耐磨光性酸性石料2024/5/11周六74A.A.铺砂法铺砂法铺砂法铺砂法纹理深度2.检测方法TD=4000V/D22024/5/11周六75B.摆式仪测摩擦系数摆式仪测摩

29、擦系数摆式仪测摩擦系数摆式仪测摩擦系数2.检测方法SRV值2024/5/11周六763.影响因素集料的耐冲击性、耐磨性混合料的级配:SMA、OGFC、AC混合料的沥青用量混合料的空隙率:空隙率大纹理深2024/5/11周六773.5 施工和易性施工和易性影响因素:级配 间断级配分层 细料少分布不均匀;细料多拌合困难 比例/质量:沥青用量多或矿粉质量差结团、不易摊铺 。沥青用量少或矿粉多压不实3.6 疲劳性能疲劳性能沥青路面在使用期间经受车轮荷载的反复作用,长期处于应力应变交迭变化状态,致使路面结构强度下降,当载荷重复作用超过一定次数以后,在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力

30、,使路面出现裂纹,产生疲劳破坏。疲劳3.6 疲劳性能疲劳性能1、疲劳的产生路面面层在车轮下的受力状态B点应力随时间的变化路面疲劳设计大多数以面层底部拉应力或拉应变作为控制指标路面疲劳设计大多数以面层底部拉应力或拉应变作为控制指标3.6 疲劳性能疲劳性能2、疲劳性能研究的目的通过室内试验找出沥青混合料疲劳规律,并分析其影响因素结合室内试验与实际路面的使用性能,预估沥青路面的疲劳寿命通过疲劳寿命分析指导路面的结构设计和材料组成设计3.6 疲劳性能疲劳性能3、疲劳性能试验研究方法三分点弯曲试验中心弯曲试验悬臂梁试验单轴试验间接拉伸3.6 疲劳性能疲劳性能4、疲劳试验参数载荷施加控制方式加载频率试验温

31、度输入荷载波形疲劳破坏标准应力水平3.6 疲劳性能疲劳性能4.1载荷施加控制方式应力控制:重复加载过程中,应力保持不变应变控制:重复加载过程中,应变保持不变差别:初始应力-应变相当的条件下,应力控制下疲劳寿命要小于应变控制下的疲劳寿命控制方式的不同,试验得到的材料因素对混合料疲劳寿命的影响规律可能是相反的3.6 疲劳性能疲劳性能4.2加载频率在较低的频率下,沥青混合料在加载过程中的应力松弛(应变控制模式)及蠕变(应力控制模式)的流变特性表现的更为明显,在较高的频率下,沥青混合料更多的表现为弹性固体的变形特性。加载频率的选择:一是要考虑沥青混合料本身的粘弹性材料特性;二是要考虑实际路面在行车动载

32、荷作用下的加载频率。同时兼顾沥青混合料的粘弹性特性及实际行车载荷频率的条件下,选择合适的频率才能正确的反应实际沥青路面的疲劳特性。(加载频率为10Hz,相当于实际路面行车速度在6065km/h之间所产生的加载频率)3.6 疲劳性能疲劳性能4.3试验温度沥青混合料具有明显的粘弹性特征,其力学行为与环境温度密切相关,因此试验必须在一定的温度下进行,同时在做不同应力水平及同一应力水平下的重复试验时,必须保证试验温度的一致性。3.6 疲劳性能疲劳性能4.4输入荷载波形疲劳试验在输入幅值一定的条件下,根据需确定输入载荷随时间变化的波形:正弦波、半正弦波、方波等。波形模式:拉-压、压-压等3.6 疲劳性能

33、疲劳性能4.5疲劳破坏标准应变控制模式:一般情况下,试件不会出现明显的破坏,通常采用弯拉劲度模量下降为初始值的50%时的载荷作用次数作为疲劳寿命。应力控制模式:在常温条件下,沥青混合料表现为显著的粘弹性质,随着温度的降低,沥青混合料表现为越来越明显的弹性性质。随着荷载作用次数增加,试件变形增大,材料的劲度逐渐减小,裂缝不断发展,最终完全裂开。所以在控制应力的方式下通常是以试件的完全断裂作为疲劳破坏标准。3.6 疲劳性能疲劳性能4.6应力水平应力水平对试件的疲劳寿命有显著的影响,通过变化不同应力水平下的疲劳试验,可以研究材料的疲劳寿命与应力水平之间的确定关系3.6 疲劳性能疲劳性能5、沥青混合料疲劳性能的影响因素材料因素:沥青硬度:常应力条件下的试验,硬质沥青的疲劳寿命较长,而对常应变条件下的试验,软质沥青疲劳寿命较长集料棱角:表面精糙,棱角性好的集料通常难于压实,同时会形成较多的初始裂纹,降低寿命;另一方面,表面精糙,棱角性好的集料也会增加混合料的劲度模量,而增加疲劳寿命。级配类型:密级配混合料密度较小,劲度模量较小,通常情况下,疲劳寿命较大沥青用量:应力控制模式下,存在一个最佳沥青用量;应变控制模式下,沥青用量越大,疲劳寿命越大。(厚沥青层路面,符合常应力模式;薄沥青层路面,适合于常应变模式)试验方法及试验参数加载模式、波形、加载频率、试验温度等

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