沥青混合料抗剪强度影响因素评价指标研究_袁峻
沥青混合料抗剪强度影响因素评价指标研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｓ ｈ ｌ ｍｉ ｔ ｒ ｓ ｗｉｈ ｈ ｇ ｈ ａ ｔ ｅ ｇ ｈ ｈ ｖ ｒ ａ ａ ａ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓｓ ｅ ｐ ｔ ａ ｅ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｕ ｄ ｒ ｓｒ ｃ ： ｐ ａ ｔ ｘ ｕ ｅ ｔ ｉ ｈ ｓ ｅ ｒ ｓ ｒ ｎ ｔ ａ ｅ ｇ ｅ ｔ ｃ ｐ ｂ ｌ ｙ ｔ ｅ ｉ ｔｐ ｒ ｅ ｕ ｌ ｆ ｒ ｔ ｎ ｅ ｉ ｄ ｏ ｈ ｇ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓ Ｗ ｅ ｓ ｄ ｓｎ ｌ ｐ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ｎ ｌ ｚ ｔ ｅ ｉ ｈ ｅ ｅａ ｕ ｅ ． ｕ ｅ ａ ｉ ｇ ｅ ｅ ｅ ｒ ｔｏ ｔ ｓ ｔ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｍａ ｅ ｉｌ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｅ ｆ ｒ ｉ ｈ ｔ ｒ ｄ ｓｇ ｉ ｄ ｘ ｓ ｏ ｈ ｇ ａ
袁 峻 州 大 学 建筑 科学 与工 程 学 院 ，江 苏 扬 州 ２ ５０ ，． 济 大 学 道 路 与交 通 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ， １扬 ２０９２同 上海
摘 要 ： 高 的 抗 剪 强度 可 以 保 证 沥 青 混 合 料 在 高 温 下 具 有 良好 的 抵 抗 永 久 变 形 的 能 力 。 主 要 采 用 单 轴 较
Ｒｏ ｄ ａ ｄ Ｔｒ ｆｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇｏ ｈ ｎｓｒ ｆＥ ｕ ａｉｎ，Ｔｏ ￣ｉＵｎｖ ｒｉｙ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２，Ｐ．Ｒ．Ｃ ｉａ ａ ｎ ａｆｃ ｎ ｉｅｒｎ ｆｔｅＭｉｉｔｙｏ ｄ ｃｔｏ ｎ ｉｅｓｔ ，Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ ｈｎ）
ＹＵＡＮ ｕ ＵＮ Ｌ － ｎ Ｊ ｎ ，Ｓ ｉｕ ｊ
（ ． ｕｌｉｇ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｏｌｇ ，Ｙａ ｇ ｈ ｕＵｎｖ ｒｉ １ Ｂ ｉ ｎ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ｌ ｅ ｄ ｅ ｎ ｚ ｏ ｉｅｓｔ ｙ，Ｙａ ｇ ｈ ｕ ２ ５ ０ Ｊａ ｇ ｕ ． Ｒ．Ｃｈｎ ；２ Ｋｅ ｂ ｒｔｒ ｆ ｎ ｚ ｏ ２ ０ ９，ｉｎ ｓ ，Ｐ ｉａ ． ｙＬａ ｏ ａｏ ｙｏ
沥青路面层间抗剪强度影响因素研究
沥青、 Ｓ Ｂ Ｓ 改性沥青和 Ｇ Ｍ Ｒ溶剂型粘结剂 ， 粘结 材
料 用量 均为 ０ ． ５ ｋ ｇ ／ ｍ 。
本次试验采用 Ａ Ｃ一１ ３与 Ａ Ｃ一 ２ ０路面结构组 合， 两结构层均为 ５ ｅ ａ。为真实模 拟路 面的实际情 ｒ 况， 采用双车辙板取芯 的方法制作试件。首先在模 具 中成型下层结构 ， 自然情况下静置 ２ ４ ｈ 后脱模 ， 用
切截面积 ， ０ 【 取４ ０ ， 试验 过程 严格 依照 有关 规
定 。
１ ． ３ 试 验结 果分 析 同一 种路 面结 构涂 有 ４种不 同的粘结 材料 的抗 剪 强度试 验见 表 １ 。
粘结材料对层 间抗剪强度影响较大 ， 为对 比粘
结 材料 对层 间抗 剪 强度 的影 响 ， 本 次 试 验 采 用 的粘
型的沥青混合料之间使用一定量 的粘结材料 ， 可以 使沥青面层形成稳定的整体 ， 提高其层 间的抗剪强 度 Ｊ 。沥青材料对温度 比较敏感 ， 因此温度对层间 抗剪强度也具有一定影 响。本文将就粘结材料、 温 度、 层间污染程度及路面结构组合类型对沥青路面 层间抗剪强度的影响展开室内试验研究 。
●
表 ３ 粘结材料用量为 ０ ． ５ ｋ ０ ／ ｍ 时
不 同温度下的抗剪强度
Ｉ ． Ｉ ． ｜ ＿ Ｉ ． ／
。
由表 ２ 、 表３ 可以看出当温度升高时， 沥青路面
层 间抗 剪强 度不 断降低 ， 并 且随 着温度 升高 ， 抗 剪 强
度下降的越快 。抗剪强 度较 ２ ０ ￣ Ｃ时不论粘 结材料
粘结材料 ， 当乳化沥青完全破乳后 ， 将其放入模具 中 制作上层。在试件成型后静置 ２ ４ ｈ ， 然后脱模 钻取 试验所用的试件。
浅析试验参数对沥青混合料抗剪性能的影响
关键词 ： 沥青混合料 ， 剪强度 ， 抗 直接剪切试验 ， 无侧 限抗压试验
中图 分 类 号 ： Ｕ５ ２ Ｔ ０ 文献标识码 ： Ａ
１ 概 述
随着我 国高速公路里程与 日俱 增 ， 由于交通量 、 重载 、 载的 超
２ 直 接剪切 仪 器及 抗剪 参数 Ｃ。 值 的计算 方法
本研究开发 了一种原 理简单 的直接剪切 仪器 （ 图 １ ， 见 ） 其试
增加以及交通的渠化 ， 多高 速公路 在通 车 １ ～２年 甚至通 车 验参数 可以改变 ， 许 年 该设备可 以在 ＭＴ Ｓ上进行操作 。 仅几个月就发生 了严重的车辙现象 ， 不得不进行养护维修 。
车辙可 以看作是剪应 力作用下 沥青混合料塑性 流动的结果 。 在轮载作用下 ， 其非 均 布荷 载将 在 路面 面层 内产生 较 大 的剪 应 力， 而沥青混合料在 设计过 程 中并未 考虑其 抗剪 性能 ， 是路 面 这
少了 ２ ％ ， ０ 并且使 主梁截面可 以采用 同一高度而不需加大 中支点 处 的梁 高。通过避免变化 的腹板 厚度 ， 避免 了成 本高 的纵向腹板
栓接 。
跨度。ＨＰ Ｓ韧性高 ， 以应 用 于严寒地 区 的结构 ， 可 而不 会发生 突
然性的脆性断裂 。Ｈ Ｓ耐 腐蚀性 好 ， Ｐ 减小 了钢桥 二期维 护成本 ，
பைடு நூலகம்出现 车 辙 的 根 本 原 因 所 在 。
直接剪切试验能 够实现近似 的纯剪切应力状态 ， 比较符 合路 面 的实际应力状态 ， 特别适用 于考察沥青混合 料 的抗剪 切流 动变 形 。所 以本 文利 用直接剪 切试 验结合 无侧 限抗 压试 验和劈 裂试 验对沥青混合 料的抗 剪性 能进行研究 。
沥青混合料抗剪强度的影响因素
沥青混合料抗剪强度的影响因素作者：李党刚来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第02期摘要：随着我国国民经济的飞速发展，我国公路建设迅猛发展，尤其是高速公路的建设取得了引人瞩目的成就，其中大部分为沥青路面，但由于重载、超载以及渠化交通等因素的影响，很多新建的高速公路路面在夏季高温作用下都发生了不同程度的车辙、推移、拥包等早期病害。
为了解决沥青路面的早期病害，我们从影响路面抗剪强度的各个因素进行试验分析，但目前沥青混合料的高温抗剪特性在我国乃至其他大部分国家沥青混合料和路面结构的設计方法中很少涉及。
因此，如何从根本上提高沥青混合料高温抗剪能力成为目前道路界关注的问题。
基于此，本文主要对沥青混合料抗剪强度的影响因素进行分析探讨。
关键词：沥青混合料；抗剪强度；影响因素1、前言由于剪应力主要分布在上面层和中面层，特别是上面层容易在剪应力作用下出现车辙、推移、拥包等早期病害。
现就以沥青路面的典型结构 AC-13 类型级配的上面层进行抗剪强度研究分析。
2、抗剪强度影响因素研究2.1不同最大粒径不同结构类型混合料对抗剪强度参数的影响剪应力主要分布在上面层和中面层，下面层的剪应力相对小了很多。
现在沥青混凝土路面的典型结构是上面层AC-13和AC-16，中面层一般是AC-20和AC-25，SMA应用较少。
其中AC-13、AC-16和AC-20均为悬浮密实结构，SMA-16为骨架密实结构。
沥青结合料统一采用SBS改性KLM90号沥青，集料类型为砂岩，SMA混合料外掺剂采用博尼维聚酯纤维。
抗剪强度试验采用50mm/min的加载速率。
（1）当集料、沥青种类不变时，AC-20的最大抗剪强度远大于其他类型的级配。
这说明集料公称尺寸越大，沥青混合料的抗剪强度越大。
（2）由于SMA是骨架密实结构，主要是内摩阻角起作用。
很显然，其内摩阻角大于同粒径的级配，黏聚力和同粒径的没有明显变化。
（3）减小沥青混合料级配的最大公称粒径，则抗剪强度减小。
论沥青三大指标的影响因素及其对沥青混合料性能的影响
论沥青三大指标的影响因素及其对沥青混合料性能的影响摘要：沥青路面因其具有表面平整、噪音低、行车舒适、易于修复等一系列优点，成为当今应用最广的路面之一，同时沥青作为一种感温性材料，夏季高温时易出现高温稳定性不足，产生车辙病害，严重影响行车的安全性与舒适性。
为提高沥青的高温稳定性，国内外专家学者提出了一系列沥青改性措施，如SBS改性沥青、掺加抗车辙剂、橡胶粉、纤维等改性剂以及改进沥青混合料级配、采用低标号沥青等方法，取得了一些成果，但由于技术、成本、工艺等因素，车辙问题依然没有得到完全地解决。
本文通过沥青三大指标试验，研究沥青的针入度、延度和软化点三大指标对沥青混合料性能的影响，为保证路面施工质量提供一定的技术支撑。
关键词：沥青；沥青混合料；针入度；延度；软化点一、沥青三大指标概述沥青在混合料结构中起稳定及粘结作用，对沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性都有重要影响作用。
在通常情况下，矿料级配的贡献率占到60%，沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。
尤其是对许多密实型的密级配沥青混凝土来说，粗集料是呈悬浮型结构状态，相互嵌挤作用相当有限，沥青结合料的高温劲度就起到更为重要的作用。
沥青路面的低温开裂有两种型式：一种是由于气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超进沥青混凝土抗拉强度而造成开裂。
另一种形式是温度疲劳裂缝。
温度反复升降导致温度应力疲劳使混合料的极限拉伸应变变小，又加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，故可能在比一次性降温开裂温度高的温度下开裂。
沥青路面的低温收缩裂缝与沥青结合料的低温品质及沥青混合料的温度收缩性能有关。
由于开裂表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏，然后再导致集料的破裂。
因此沥青路面的低温抗裂性能主要取决于沥青结合料的低温拉伸变形性能，沥青结合料的性能起到特别重要的作用，其贡献率达到90%。
这时候的混合料非常坚硬，混合料的矿料级配对抵抗收缩变形导致的开裂无能为力，其贡献率充其量只有10%。
沥青三大指标对沥青混合料性能的影响
沥青三大指标对沥青混合料性能的影响沥青三大指标对沥青混合料性能的影响周华莲,王珏(南昌市公路勘察设计院,江西南昌330075)摘要:本文通过沥青三大指标试验,研究沥青的针入度,延度和软化点三大指标对沥青混合料性能的影响,为保证路面施工质量提供一定的技术支撑.关键词:沥青沥青混合料针入度延度软化点马歇尔试验1概述沥青在混合料结构中起稳定及粘结作用,对沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性都有重要影响作用.在通常情况下,矿料级配的贡献率占到60%,沥青结合料则提供40%的抗车辙能力….尤其是对许多密实型的密级配沥青混凝土来说,粗集料是呈悬浮型结构状态,相互嵌挤作用相当有限,沥青结合料的高温劲度就起到更为重要的作用.沥青路面的低温开裂有两种型式:一种是由于气温骤降造成面层温度收缩,在有约束的沥青层内产生的温度应力超进沥青混凝土抗拉强度而造成开裂.另一种形式是温度疲劳裂缝.温度反复升降导致温度应力疲劳使混合料的极限拉伸应变变小,又加上沥青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性能降低,故可能在比一次性降温开裂温度高的温度下开裂.沥青路面的低温收缩裂缝与沥青结合料的低温品质及沥青混合料的温度收缩陛能有关.由于开裂表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏,然后再导致集料的破裂.因此沥青路面的低温抗裂陛能主要取决于沥青结合料的低温拉伸变形性能,沥青结合料的性能起到特别重要的作用,其贡献率达到90%.这时候的混合料非常坚硬,混合料的矿料级配对抵抗收缩变形导致的开裂无能为力,其贡献率充其量只有10%.本文通过试验,研究沥青的针人度,延度和软化点三大指标对沥青混合料性能的影响,为保证路面施工质量提供一定的技术支撑.2沥青三大指标对马歇尔指标的影响2.1普通重交沥青为便于分析,首先将普通重交沥青(韩国sK公司AH一70#)检测的针入度,软化点数据分组.沥青针入度测值按69(0.1mm),71(0.1mm)为分界线,将针入度(P)数据分为三组,A1组P<69(0.1mm),B1组P在69～71(0.1mm)之间,C1组P>71(0.1mm),分析普通重交沥青针入度指标对沥青混合料性质的影响.表1中列出当沥青的针人度不同时,其室内成型马歇尔试件的力学指标(稳定度,流值)及成型路段的压实度指标.试验数据显示,沥青针入度越小,沥青混合料试件力学强度越大(稳定度数值越大).A1,B1,C1组沥青混合料试件稳定度均值分别为:15.7KN,15.65KN,14.9KN.针入度对沥青混合料试件流值影响较小,A1,B1,c1组沥青混合料试件流值的平均值分别为:27.6(0.1mm),28.0(0.1nun),27.5(0.1mm),数据较为接近.表1针入度对沥青混合料性质的影响(普通沥青AH一70#) -—-——259...——如何提高路面平整度许祥云,许友青(1.赣西公路工程监理有限公司,江西宜春336000;2.宜春市公路管理局高安分局,江西宜春330800)摘要:本文分析路基和基层的施工对路面平整度可能会产生的影响因素,并提出了在公路施工全过程中应加强质量的控制,采取相关技术措施,可保证路面有优秀的平整度.关键词:路面施工方法平整度;1路基施工质量对路面平整度的影响及解决措施(1)不良地质路基未采用相应的技术处理措施,并且路基的排水工程和防护工程设计不完善,未采取有针对性的技术措施,通车一段时间后在土体自重和行车荷载的影响下,以及外界雨水,雪水和地下水的侵蚀下,路基出现不均匀沉降,从而影响面平整度.(2)半填半挖路基结合部以及旧路拓宽改造路基新旧结合部位处理不当.施工中不按设计和规范要求进行清表,挖台阶和碾压,导致结合部沉降不均匀甚至产生裂缝.将沥青软化点(R)检测数据分为四组,a1组R<50℃,b1组R在(50～51)℃之间,c1组R在(51～52)℃之间,d1组R值大于52cI=.分析整理马歇尔试验数据.四组稳定度平均值分别为:4.75KN,15.38KN,15.7KN,15.5KN,流值均值为:28.85(0.1mm),27.58(0.01mm),27.88(0.01mm),26.55(0.01mm).可以看出马歇尔稳定度随着沥青软化点的升高而增大,流值则随软化点的升高而减小.2.2改性沥青对于改性沥青(韩国SK公司),参照普通沥青的分析方法将针入度数据分组,A2组P<68(0.1mm),B2组P在68—70(0.1mm)之间,C2组P>70(0.1mm),分析改性沥青针人度指标对沥青混合料性质的影响.改性沥青针入度指标同沥青混合料性能的关系见表2.根据试验数据,可总结出如下规律:(1)改性沥青针入度指标对沥青混合料性能有明显影响,改性沥青针入度较小时,其沥青混合料马歇尔试件的稳定度较高,A2,B2,c2三组沥青混合料试件稳定度均值分别为:18.5KN,16.9KN,16.3KN;(2)改性沥青针人度指标对流值影响较小,三组沥青混合料流值指标较为接近,但改性沥青混合料流值比...——260...——普通沥青混合料流值要大得多;(3)分析软化点指标同马歇尔稳定度,流值的关系,无明显规律.表2针入度对沥青混合料性质的影响(改性沥青)3结语通过以上分析,可以看出沥青稠度对马歇尔稳定度值影响较大,规律明显.而软化点,延度指标则无规律性.这也说明马歇尔指标对改性沥青混合料高温性能, 低温性能均无明显表征意义.。
沥青混合料抗剪性能的影响因素分析(图文).
沥青混合料抗剪性能的影响因素分析(图文)论文导读：沥青混合料的剪切破坏主要是沥青混合料的高温稳定性不足，在荷载作用下产生变形和剪切推移，致使路面出现过大的车辙和拥包等现象。
沥青混合料高温抗剪强度取决于沥青混合料的粘聚力c与内摩阻角Φ。
关键词：沥青混合料，抗剪强度，剪切性能，影响因素分析1、沥青路面产生破坏的主要原因（1）夏季高温时因抗剪强度不足或塑性变形过大而引起的高温破坏；（2）冬季低温时抗拉强度不足或应力松弛模量降低太慢而抵抗变形能力较差，引起的温度开裂；（3）沥青路面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，致使疲劳损伤不断累积，当荷载重复作用超过一定的次数以后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降的结构抗力，使路面产生疲劳破坏。
2、沥青混合料的剪切破坏主要是沥青混合料的高温稳定性不足，在荷载作用下产生变形和剪切推移，致使路面出现过大的车辙和拥包等现象。
因此，多年来，对于沥青混合料的抗剪性能的研究也主要着眼于材料的高温稳定性。
3、试验参数对剪切试验的影响分析沥青混合料高温抗剪强度取决于沥青混合料的粘聚力c与内摩阻角Φ。
沥青混合料的内摩阻角主要决定于沥青混合料的矿料级配、颗粒形状、表面特征及沥青膜厚度等,而粘聚力主要取决于沥青的性能及沥青与矿料的相互作用。
同时影响沥青路面高温抗剪强度的因素主要包括矿质集料特性、级配、沥青胶结料性能、沥青与矿料之间的相互作用及路面结构与气候条件。
为此,通过大量室内剪切试验,分析沥青混合料的级配类型、级配走向、油石比、压实度与沥青种类等因素对其抗剪强度指标c、Φ值的影响,找出其中的相关影响规律,为沥青混合料设计、施工控制提供技术依据。
(1)沥青混合料的级配类型对抗剪指标c、Φ值的影响采用SBS 改性沥青,对级配1~级配3这3种不同级配在最佳油石比下成型试件,进行剪切试验,试验结果见图1.1、图1.2。
图1.1 不同级配类型沥青混合料c值图1.2不同级配类型沥青混合料Φ值图1.1、图1.2的试验结果表明,随着矿料粒径的增大,沥青混合料的粘聚力c值呈下降趋势,级配1的c值要大于级配2和级配3的。
沥青混合料抗剪性能试验方法及影响因素研究
沥青混合料抗剪性能试验方法及影响因素研究李强;侯睿;马翔;李国芬【摘要】Shear properties of four types of asphalt mixtures were evaluated using different testing methods.The sensitivity analysis of factors on shear properties was conducted based on statistical meth-ods.It is found that there is no significant difference among different testing methods.The combination of the uniaxial compression test and indirect tension test is finally recommended for practice due to its sim-plicity.Testing conditions and mix types have significant effects on shear strength parameters of asphalt mixtures.Temperature and loading rate have the greatest effects on the cohesion,followed by the passing rate of the key sieves and binder properties.The most important factor for the angle of internal friction is the passing rate of the key sieves.%通过不同类型室内试验方法对4种沥青混合料的抗剪性能进行了评价；并采用统计学方法对沥青混合料抗剪性能的主要影响因素进行了敏感性分析。
沥青混合料抗剪强度的影响因素.
关键 词 ：沥青混合 料 ； 强度 ； 剪 影响 因素 ； 轴贯 入试 验 单
维普资讯
第３ ７卷 第 ２期
２０ ０ ７年 ３月
东 南 大 学 学 报 （自然科学版 ）
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Ｐ ｎ ｏ ｇ Ｓ ｎＬｊｎ Ｓ ｉ ｏ ｇｉ ＷａｇＹ ａｑｎ ｅ ｇＹ ｎ ｕ ｉ ｈ ｎｊ ｕ Ｙ ｕ ｎ ｕｎ ｉｇ
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不同沥青类型对混合料抗剪强度的影响因素分析
不同沥青类型对混合料抗剪强度的影响因素分析摘要：文章选用基质沥青、SBR改性沥青、SBS改性沥青三种不同沥青类型，采用单轴贯入试验对比三种沥青混合料的高温抗剪切性能，结果表明，沥青的软化点与高温抗剪指标有一定关联性，SBS改性沥青的高温抗剪性能最好。
关键词：沥青混合料抗剪强度SBS1引言高温稳定性是指沥青混合料在高温下抗荷载变形能力，对于高等级公路来说，应注重考虑抗车辙能力；对于低等级公路来说，应考虑抗推移、拥包等。
高温性能的影响因素包括原材料、级配、混合料等方面，沥青类型是原材料中影响高温稳定性的最为显著的因素之一。
剪切破坏是沥青混合料的高温稳定性不足的重要表现，在荷载作用下产生永久变形和剪切推移，致使路面出现车辙和拥包等现象。
抗剪性能的评价方法和指标主要有三轴压缩试验、单轴蠕变试验、间接拉伸试验、轮辙试验等方法。
三轴试验是测定混合料的C和内摩阻角两项指标，以此计算混合料的抗剪强度。
该方法采用闭式三轴试验，其受力模式模拟路面材料在荷载作用的受力状态。
单轴蠕变试验：采用圆柱形试件，施加一定的荷载，则试件将产生压缩变形，以变形速率评价沥青混合料抵抗流动变形的能力；间接拉伸试验是沿圆柱试件的直径方向施加垂直压缩荷载，在垂直压缩荷载作用下，沿垂直于荷载作用方向产生间接拉应力，试件在径向荷载作用下呈二维受力状态，其受力状态与现场路面状态比较符合；轮辙试验则模拟实际路面的受力状态，采用试件变形1mm 车轮行走次数即动稳定度值评价沥青混合料抵抗永久变形的能力。
评价沥青混合料高温性能的试验方法众多，本研究参照同济大学、长安大学等学校的单轴贯入试验方法评价混合料的抗剪强度。
2试验方法及原材料2.1试验方法单轴试验方法，其试件内的剪切应力分布与实际路面车辆荷载的剪应力分布相似，能校准确的模拟沥青路面实际的破损状况。
压头直径采用25.2mm，试件尺寸为φ100×60mm的沥青混合料试件，沥青混合料试件采用轮碾仪成型板钻心取得，贯入仪加载速率取50mm/min，试验温度采用60℃。
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有实验结果表明 A S TM D3398 (粗集料颗粒形状 和表面纹理指数) 及 AA S H TO TP56 (粗集料未压实 孔隙率) 这两个指标与沥青混合料抗永久变形性能之 间有较好的相关性 。不仅如此 ,两个指标自身也具有 较高的相关性 ,相关系数 R2 = 0. 94[324 ] 。这两个指标 都同时受到集料颗粒形状 、棱角性和表面纹理的影响 , 具有较高颗粒指数值或者未压实空隙率值的粗集料能 够提高混合料抗车辙性能 。 1. 1. 2 细集料 不仅是粗集料 ,细集料的性能也影响 着沥青混合料抗永久变形能力 。在我国规范中有细集 料棱角性试验 (包括间隙率法和流动时间法) ,但并没 有提出具体的技术指标要求 。
试验计划中先采用 AC13 级配 ,粗 、细集料均为辉 绿岩 ;使用马歇尔设计方法确定混合料最佳油石比 ,具
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
3 收稿日期 :2008206212
基金项目 :国家杰出青年科学基金项目 (50325825) 作者简介 :袁峻 (19792) ,女 ,扬州大学 ,博士 ,主要从事道路材料 、结构性能研究 。( E2mail) t uyuanjun @163. com
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1 抗剪强度影响因素介绍
1. 1 集料 在沥青混合料中 , 矿物集料占总体积的 80 %～
90 % ,以及质量的 94 %～95 %。集料的形状 ,棱角性 和表面纹理被认为是影响集料结构强度乃至混合料抗 剪强度的主要因素 。由于这一原因 ,提高集料的性能 对于确保合理的道路性能是十分重要的 。 1. 1. 1 粗集料 用作沥青路面的粗集料应清洁 、干 燥 、无风化 、无杂质 ,具有足够的强度和耐磨性 。粗集 料的颗粒应成立方形 ,且富有棱角 。在我国通常采用 针片状含量 、压碎值和磨耗值指标来控制粗集料的质
YU AN J un1 , SU N Li2jun2
(1. Building Science and Engineering College , Yangzho u University , Yangzhou 225009 ,Jiangsu , P. R. China ; 2. Key Labo ratory of Road and Traffic Engineering of t he Minist ry of Education , Tongji U niversity , Shanghai 200092 , P. R. China)
摘要 :较高的抗剪强度可以保证沥青混合料在高温下具有良好的抵抗永久变形的能力 。主要采用单轴
贯入试验 ,就如何选择高性能沥青混合料的材料设计参数指标进行了研究 。研究结果表明 ,除了沥青的 性能外 ,粗集料 、特别是细集料的性能对沥青混合料抗剪性能也有极大的影响 。在进行沥青混合料设计 时 ,采用高棱角性指标的粗 、细集料以及高粘度的沥青来提高沥青混合料的整体抗剪强度 。并且在施工 时控制混合料的压实度以确保沥青路面的长期性能 。
以马歇尔方法设计的混合料 , Mo nismit h 等建议 将混合料的空隙率维持在 4 %的水平 ,以使混合料具 有较高的结构强度 , 同时混合料的空隙率应不低于 3 % ,以使混合料维持良好的热稳定性 , 避免形成 泛油[10 ] 。
2 试验仪器和材料
为了研究各种影响因素对沥青混合料抗剪强度的 影响 ,采用单轴贯入试验仪器[11] 进行一系列测试 。单 轴贯入试验其原理就是在试件上施加小于试件直径的 钢压头进行加载以模拟路面中的实际受力状态 ,以获 得沥青混合料的抗剪强度值 。单轴贯入试验中采用直 径为 28. 5 mm 的压头 ,试件尺寸为 Φ100 ×100 mm , 加载速率选取 1 mm/ min 。采用单轴贯入试验方法来 评价沥青混合料的抗剪强度一方面其受力模式与路面 一致 ,另一方面其试验方法易操作 ,设备简单 ,适合工 程应用 。
沥青路面在高温时易产生剪切流动变形从而形成 车辙损坏 。根据沥青混合料强度和稳定性理论 ,较高 的抗剪强度可以保证沥青混合料在高温下具有良好的 抵抗永久变形的能力 。其中材料性能是影响沥青混合 料抗剪强度大小的一个主要方面 。而通过何种评价指 标在设计的初期选择优质的材料来提高沥青混合料的 整体性能 ,这是有待研究的一个问题 。为此 ,本文主要 就影响沥青混合料抗剪性能的材料因素中的三个主要 方面 ———集料 、结合料 、混合料体积性质的评价指标进 行了试验研究 。
空隙率是沥青混合料设计的关键指标 ,在我国现 行规范中悬浮密实结构混合料的设计空隙率在 3 %～ 6 % ,当考虑 97 %的压实度时 ,路面现场初始空隙率实 际上在 6 %～9 %。
美国西部环道 West rack 足尺试验中 ,选用粗 、中 、 细三种不同的级配混合料 ,分析车辙与初始空隙率的 关系 。不同级配试验路段的结果均表明 :现场初始空 隙率较大 ,车辙深度相应较大 ,车辙深度随着空隙率的 增大而加深[829 ] 。
Kandhal 和 Parker[4] 认为 FAA 值越大 ,沥青混合 料抗车辙性能越好 。对于粗级配的沥青混合料 ,其研 究结果显示当使 用 A PA 、Co uch Wheel Tracker 和 SS T 试验仪器不能测量 FAA 值对沥青混合料的影 响[5] 。然而 ,当使用 A P T , Pur Wheel 和三轴试验发现
Abstract :A sp halt mixt ures wit h high shear st rengt h have great capabilit y to resist perpet ual deformatio n under high temperat ures. We used a single penet ratio n test to analyze t he material design indexes for high performance asp halt mixt ures. The test result s show t hat t he perfo rmance of t he asp halt binder and t he performance of t he coar se aggregate , especially t he fine aggregate , greatly affect t he shear st rengt h of asp halt mixt ures. We al so suggest t hat t he coar se aggregate wit h a high aggregate particle index , fine aggregate wit h high angularit y , and asp halt wit h high visco sit y can increase sharply t he shear st rengt h of an asp halt mixt ure. Furt hermore , t he degree of co mpactio n of an asp halt mixt ure sho uld be co nt rolled to guarantee excellent lo ng2 term performance of asp halt pavement . Key words : shear st rengt h ; coar se aggregate particle index ; fine aggregate angularit y ; visco sit y ; air void
国内外的沥青规范基本上有两种 :一是针入度级 规范 ,即以沥青 25 ℃时的针入度作为分级依据 ,例如 我国就是采用针入度进行分级的 ;二是粘度级规范 :其 中以原样沥青 60 ℃粘度作为分级标准的称为 AC 级 , 如美国沥青协会 。通常认为粘稠度高的沥青 ,软化点 高 ,温度稳定性好 ,在高温下仍能保持足够的粘滞性 , 使混合料具有一定的强度和劲度 ,因而不致于出现过 大的剪切变形 。 1. 3 体积指标
关键词 :抗剪强度 ;粗集料棱角性 ;细集料棱角性 ;粘度 ;空隙率 中图分类号 :U414 文献标志码 :A 文章编号 :100627329 (2008) 0620140206
Index of Factors Influencing the Shear Strength of Asphalt Mixtures
邵显智就针片状含量对沥青混合料抗剪性能影响 进行研究 。首先将一种石料人为地分成不同针片状含 量的试样进行测试 ,结果发现 ,随着粗集料针片状含量 的增加 ,沥青混合料的抗剪强度降低 。对于由不同石 料构成的沥青混合料 ,虽然其针片状含量也不相同 ,但 实验结果显示粗集料针片状含量与沥青混合料抗剪强 度参数之间并没有良好的关系[1] 。
粗级配沥青混合料 FAA 值和沥青混合料抗车辙性能 有很好的相关性[627 ] 。 1. 2 沥青
在汽车荷载剪切力的作用下 ,沥青混合料内部既 存在矿质颗粒之间的相互位移和错位 ,又有裹附在颗 粒表面的沥青膜之间的粘滞阻力 ;因此 ,沥青混合料的 抗剪强度不仅同集料的性状有关 ,也同所采用沥青的 性能有关 。
第 30 卷 第 6 期 2008 年 12 月
重庆建筑大学学报 J o urnal of Cho ngqing J ianzhu U niver sit y