沥青混合料低温性能评价指标
关于道路沥青及沥青混合料低温性能研究
沥青混合料 中所用沥青 与沥青性能试验所 采用的沥青相同。沥青的基本性质见表 １ 。 １ 基于沥青本构关系提出了采用 ０℃表观 ２ 粘度和由各温度下沥青实测粘度计算 的粘温指数 评价沥青低温条件下的沥青低温粘度。试验表明： 零剪切粘度与无穷大剪切粘度在评价沥青低温性 能时有反常现象 ， 故采用表观粘度来评价沥青的 低温路用性能。众多的研究表明， 沥青的粘度反映 了 沥青的品质。 与路面使用性能有较好的相关关 系。 低温粘度则反映了沥青的低温使用性能 ， 低温 粘度越小＇ ｉ 兑明该种沥青在低温下容易流动 ， 低温
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１ｌ沥青 陛能 ＿
异， 都会对试验的结果产生影响。 对于我国含蜡量 质 量掼先 ０∞ ｎ５ １ ０１ ０ ２ ０ １ ０ ０ ００ ２ 较多 的沥青来说 ， 其脆 虽低 ， 但冬天开裂情况仍 针入 度比 ％ ８ ５． ６７ ５． ６ ６ ９０ ５３ １ ９ ０ 随 ６ 相 当严重 ，因此弗拉斯瞻 失去了评价沥青低温 ｆ ℃ ５ ｉ７ ， ４ ５ ５ ５ ∞ ８ ５ ７ ５ ３ ３ ９ｉ ２４ Ｐ ． １６ ２ 延鹿 ｃ ＞０ ＞０ ＞０ ＞ ０ ７ ∞ ５ ｍ １０ １ ０ １ ０ １０ ６１ ６ ０ 抗裂性能的作用。 Ｐ值 Ｉ ０ 田 ｎ４ 一 ５ 一 ６ — － ｉ — ９ Ｌｌ ｎ１ ０７ ２ ０ｉ Ｌ５ 利用当量软化点的原理， 假设沥青在弗拉斯 表 ２“ 八五” 试验测得的沥青的 Ｔ ２ Ｐ 值 １ 、ｌ 脆点时的针入度为 １ ， ． 由沥青 的针入度对数温度 ２ 回归直线方程求取针入度为 １ ２时的温度 ， 为了区 沥青 克拉玛 欢 喜 辽河 茂名 单家寺 兰炼 胜利 依 岭 别传统的脆点 ， 称之为当量脆 Ｔ 其计算公式
沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响
收稿日期:2005204226基金项目:国家西部交通建设科技项目(200131800019)作者简介:张宜洛(19662),男,河南偃师人,副教授,博士研究生.第26卷 第4期2006年7月长安大学学报(自然科学版) Journal of Chang πan University (Natural Science Edition )Vol.26 No.4J ul.2006文章编号:167128879(2006)0420035205沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响张宜洛,郑南翔(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安710064)摘 要:沥青混合料的结构和参数决定了沥青路面的路用性能。
将沥青类型、级配、级配的4.75mm 、2.36mm 的通过率以及粉油比等作为沥青混合料的基本参数,从混合料的宏观特点出发,用试验的方法揭示各项基本参数对混合料高低温性能的影响及变化规律。
结果表明:沥青的变化和结构的调整对其温度稳定性影响相当大;随着4.75mm 通过率和2.36mm 通过率的增大,沥青混合料的高低温性能趋差;粉油比应在不同类型中加以综合考虑。
关键词:道路工程;沥青混合料;基本参数;高温稳定性;低温抗裂性能中图分类号:U414.75 文献标识码:A Influence of basic parameters on high and low temperatureperformances of bituminous mixtureZHAN G Y i 2luo ,ZH EN G Nan 2xiang(Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education ,Chang ’an University ,Xi ’an 710064,Shaanxi ,China )Abstract :The parameters and struct ure of bit uminous mixt ure determine t he performances of as 2p halt pavement.Taking t he types of asp halt ,t he grade of mixt ure ,t he 4.75mm passing percent 2age ,t he 2.35mm passing percentage ,and t he ratio of powder to oil as t he basic parameters ,a lot of test s are carried out to reveal t he influence of t ho se basic parameters on t he performances of as 2p halt pavement at low and high temperat ure.The result s show t hat t he types of asp halt and t he change of mixt ure st ruct ure have a great influence on t he performances of pavement.Wit h t he in 2crease of 4.75mm and 2.35mm passing percentage ,t he performances of bit uminous mixt ure will dicrease ;t he influence of t he ratio of powder to oil must be considered in different struct ure.1tab ,12figs ,6ref s.K ey w ords :road engineering ;bit umino us mixt ure ;basic parameters ;stability at high tempera 2t ure ;anti 2cracking ability at low temperat ure0 引 言沥青路面的路用性能是由沥青混合料内部的材料及其结构属性所决定的,由于某些因素的变化而出现不同的路用性能表现形式,形成了不同的沥青混合料类型[1]。
沥青混合料力学性能指标2
10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧10.2.1 沥青混合料的强度特性表征沥青混合料力学强度的参数是：抗压强度、抗剪强度和抗拉（包括抗弯拉）强度。
一般沥青混合料均具有较高的抗压强度，而抗剪和抗拉强度则较低。
因此，沥青路面的损坏，往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。
1、抗剪强度(shearing strength)沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。
材料在外力作用下如不产生剪切破坏，则应具备下列条件：τmax< σ tg φ+c （2-4）式中：τmax — 在外荷载作用下，某一点所产生最大的剪应力；σ — 在外荷载作用下，在同一剪切面上的正应力；c — 材料的粘结力；φ — 材料的内摩阻角；在沥青路面的最不利位置取一单元体，设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3，且σ1>σ2>σ3。
由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3，故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。
图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。
图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环；2-活塞；3-出水口；4-保温罩；5-进水口；6-接压力盒；7-试件；8-接水银压力计从图2-17可得： ()φσστcos 2131-=（2-5）()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= （2-6）将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得： ()()[]c≤+--φσσσσφsin cos 213131 （2-7a ） ()ctg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b)式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。
式左端称为活动剪应力，当活动剪应力等于粘结力c 时，材料处于极限平衡，若大于粘结力c ，材料出现塑性变形。
根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。
c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。
35 简述沥青混合料低温性能试验方法—— 收缩实验
、
④恒温后，将试件迅速，从水槽中取出，一手拔出收缩 仪千分表（位移计）测杆，一手将试件置于试件架的 左端紧靠测杆，里侧紧靠定位挡板，右手轻轻松开测 杆与测头接触，在无受力状态下读取千分表（或位移 剂）读数（ L0 ）作为收缩零点，准确至0.001mm。然后 迅速地将试件放回甲醇水溶液。从恒温水槽中取出试 件，至测出千分表读数的时间，不应超过5s。否则， L 应将试件放回水槽中保温10min左右后重测。 ⑤将试件放回水槽中原来位置，3个试件全部测量完后， 水槽开始降温，降温速率为5℃/h（或其它规定降温速 率），直至预定的终点温度-30℃，停止降温，并在此 条件下保温30min。重复④的测定，读取最终读数 L e ，准确至0.001mm。 ⑥为测定不同温度区间的收缩系数，可每降温10℃并恒 温30min后，按④测定各温度试件长度，再继续降温。
e
计算
降温区间的平均收缩应变及平均收缩系数按下两式计 算： L e − L 0 ε e = L 0
C
=
ε
e
∆ T
ε 式中： e ——平均收缩应变； L e ——-20℃时试件收缩后的长度（mm）； L0 ——+10℃时试件的原始长度（mm）； C ——沥青混合料的平均线收缩系数； ∆T ——温度区间，从起始温度（+10℃）至最终温 度（-20℃）的差，即30℃。
2、沥青混合料的低温收缩系数测定
国内外对沥青混合料收缩系数测定采用了不同的 测定方法。
测量变形的仪器的精度要高 试件框架对温度不敏感 做收缩试验的难点 试件支撑板面要光滑无摩阻力 降温速度的影响 来自（1）国外温缩系数测试方法
Osterkamp使用安装在可熔式石英玻璃腿 三角架上的LVDT和精密杠杆式膨胀仪。将试件置 于支撑金属板上，置于低温循环浴槽中，试件温 度由中心热敏电阻测定，从10℃初始温度起， 以7℃/h的速率降温至最终温度约-55℃，使试件 稳定与这一温度，然后以5℃/h的速率升温到初 始温度，并再使试件在这一温度平衡。如此作用 3~6个循环。（试件一般是从现场切割而制成的 梁，尺寸没有固定）
SBS改性沥青混合料低温性能试验分析与评价
公 路 与 汽 运
总 第 １ ４期 ２
Ｈｉｈ ｙ ｇ ｗａ ｓ＆ Ａｕ ｏ ｔｖ ｔｍｏ ｉ ｅ Ａｐｐ ｉａ ｉｎ ｌｃ ｔｏ ｓ
８ ３
Ｓ Ｓ改 性 沥 青 混合 料 低 温 性 能试 验 分 析 与 评 价 Ｂ
贾 钢
低 温性 能 ， 弯 曲试 验 、 曲蠕变试 验 、一积 分 试验 如 弯 Ｊ
等 。这 些指 标 是 降 温 过 程 中 混 合 料 响 应 的 间 接 指 标 ， 能很好 地模 拟 现 场条 件 ， 其 概 念 明确 ， 不 但 易于 操作， 可以较 为准确 地反 映混 合料 的低 温性 能 ， 因而 被 广泛采 用 。 改善 沥青 混 合 料 低 温 性 能 的方 法 很 多 ， ＨＲＰ Ｓ 研 究成果 证 明了沥青 性能对 低 温性 能 的直接 贡献 率 为 ８ ， ０ 而采 用 Ｓ Ｓ 苯 乙烯 一 丁二 烯 嵌 段共 聚物 ） Ｂ （ 进行 改性 就是其 中 的一 种 ， 近年 来 在 国 内外 的 应用 越来越 广泛 ， 且 成 为 应 用 最 多 的 改性 剂 品种 。本 并 文通过基 质 沥 青 和 Ｓ Ｓ改 性 沥青 混 合 料 的 低 温 试 Ｂ
１ 原 材 料 性 能
由于寒 冷 地 区 常采 用 高 标 号 沥青 ， 试验 选 取 壳 牌 ＡＨ— ｌ ０ １ 基 质 沥青 ， 改性 剂 掺 量 为 ５ ， 星 型 与 Ｓ Ｓ改性 沥 青 相 比 ， 型 Ｓ Ｓ改 性 沥青 制 作 方 便 、 Ｂ 线 Ｂ 稳 定 性 较 高 ， 用 较 多 。 因此 ， 文 采 用 燕 山线 型 应 本 １ ０ Ｓ Ｓ改 性剂 ， 室 内采用 高 速剪切 机加 工 ， 质 ３ １Ｂ 在 基 沥青在 １ ０℃左 右 与 Ｓ Ｓ共混 。经过 高 速剪 切 ， ６ Ｂ 使 得 改性 剂在 基质 沥青 中经过 溶涨 、 分散 磨 细 、 续发 继
沥青混合料低温弯曲试验破坏应变
在道路建设和维护领域，沥青混合料低温弯曲试验破坏应变是一个非常重要的主题。
通过对这个主题的深入探讨，我们可以更好地理解材料的性能特点，为道路建设和材料选择提供更科学的依据。
本文将从浅入深地探讨沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的相关概念、测试方法以及意义，帮助读者全面、深刻地理解这一主题。
# 概念解析1. 低温弯曲试验低温弯曲试验是用来评估沥青混合料在低温条件下的抗裂性能的一种试验方法。
通过施加一定的弯曲应力，观察材料在低温下的变形和破坏情况，从而评估其耐久性能。
2. 沥青混合料沥青混合料是由骨料、沥青和填料按一定比例混合而成的道路材料。
其性能直接影响着道路的使用寿命和安全性能。
3. 破坏应变破坏应变是指材料在受到外力作用下产生破坏时所达到的最大应变。
对于沥青混合料来说，破坏应变的大小直接关系着其在低温下的抗裂性能。
# 测试方法低温弯曲试验中的破坏应变是评价沥青混合料抗裂性能的重要指标之一。
一般来说，低温弯曲试验可以采用三点弯曲或四点弯曲的方法进行。
在试验过程中，通过施加一定的荷载，观察材料在低温下的变形情况，从而得到破坏应变的数据。
# 意义与应用破坏应变作为评价沥青混合料低温抗裂性能的参数，在道路材料选择和设计中具有重要的意义。
通过对破坏应变的研究和评价，可以为道路施工提供科学的指导，保障道路在低温条件下的使用安全性和耐久性。
在实际道路工程中，通过对沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的评价，可以选择具有良好低温抗裂性能的材料，提高道路的使用寿命和安全性能。
对破坏应变的研究也可以促进新材料的研发和应用，推动道路材料领域的技术创新和进步。
从个人的角度来看，对于沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的深入理解，可以帮助我们更好地把握道路材料的特性和性能，为道路建设和维护提供更科学的参考。
通过对破坏应变的研究，也可以促进我们对材料科学的学习和理解，为相关领域的发展做出贡献。
总结回顾通过本文的探讨，我们对沥青混合料低温弯曲试验破坏应变有了更深入的理解。
改性沥青混合料的低温性能试验
张波 周斌 （ 浙江浙交 有限 检测 公司）
１３ 加 入 ３ 、 ％ 、 ％ 、 ％的 聚 苯 乙烯 料粘 度 的测 定 。 ． ％ ５ ７ ９ 设定加入 ３ ％的聚苯乙烯料的改性沥青为 Ａ， 加入 ５ ％的聚苯 烯料 的改性沥 青为 Ｂ，加 入 ７ ％的聚苯 乙烯 料的改性沥青 为 Ｃ， ９
换算频率 ，ｒｄ Ｓ （ａ ・ ）
复数 柔 量 曲线
１ 加入 ３ ５ ７ ９ － ２ ％、 ％、 ％、 ％的聚苯 乙烯料耐撕裂能力的测定。 设定加入 ３ 的聚苯 乙烯 料的改性沥青 为 Ｂ ， ％ １ 加入 ５ ％的聚苯 试验结果分析 ：本试验研 究加入不 同量的聚苯 乙烯料后沥青混 得出以下结论 ： 乙烯 料的改性沥青为 Ｂ ， ２ 加入 ７ ％的聚苯 乙烯料的改性沥青 为 Ｂ ， 合料的低温性能 ， ３ ９ ％的聚苯 乙烯料的改性沥青为 Ｂ 。用同一个款式 的搅拌机将面积 ４ ①从 实验一结果可 以看 出，聚苯 乙烯料量为 ７ ％时对拉力 的抗 为 ５ ＊ ０ ５ ｃ 的 实 验 材 料 分 别 在 １ ｏ ０ 、 １ 。 一 ＯＣ、 性较低 。在低温环境下板的厚度变化较小 ，即沥青对拉 力的抗性较 Ｏ ５ ０ ｍ ０Ｃ、 ℃ 一 ０ｃ、 ２ ０ Ｏ ％的聚苯 乙烯料量抗撕裂 力最 ３ ℃搅拌 １个小时 ， Ｏ 测定被搅拌后 的 Ｂ 、 ２ Ｂ 、 ４的粉碎 系数 ， 强。② 实验二试验结果看出 １ ℃下 ３ １Ｂ 、 ３ Ｂ
一
在 。左右抗 撕裂能 力较 为稳定。 实验三结果表明聚苯 乙烯料 ③ 以此来测定不同温度下加入不同量的聚苯 乙烯 料的改性沥青的耐撕 强 ， Ｏｃ 裂能力。以下为不同温度下搅拌 １个４ Ｂ １ Ｂ 、 ３ Ｂ ￣，Ｂ 、 ２ Ｂ 、 ４的搅拌后 量越 多则沥青 的粘度越大。④试验所得结果基本验证 了理论上 的沥 Ｉ 青混合料低温性能。 的粉碎细数 ： ２ 实验二 ： 不同添加剂对沥青混合料低温性 能的影响 实验 目的 ： 加剂对改善沥青耐低温 的能 力起重要的作用 ， 添 研究 不同添加剂对改善沥青的性能影响。
沥青混合料低温抗裂性评价指标研究
沥青混合料低温抗裂性评价指标研究[摘要] 为了改善低温评价指标，本文在低温弯曲试验的基础上，采用单位体积破坏能来评价沥青混合料低温抗裂性能。
由于单位体积破坏能指标是混合料临界弯拉应变和弯拉强度两个指标的综合，因此，用它来评价沥青混合料的低温抗裂性能更加科学，该指标也成为低温研究领域的一个新的方法。
[关键词] 沥青混合料、评价指标、低温弯曲试验、破坏能1.低温弯曲试验本文从能量角度出发，用单位体积破坏能评价沥青混合料的低温性能。
由于单位体积破坏能指标是混合料临界弯拉应变和弯拉强度两个指标的综合，因此，用它来评价沥青混合料的低温抗裂性能可以规避使用单一指标带来的矛盾现象。
根据沥青混合料的破坏能的定义，可以将其单位体积的破坏能表示为：2.试验结果及分析针对两种不同的沥青混合料，进行-10℃、-20℃三个温度的低温弯曲试验，分析混合料的破坏时的抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量与温度的关系。
根据应力-应变关系，计算出破坏能，并以此作为评价沥青混合料低温性能的指标。
试件尺寸为：40mm×40mm×250mm小梁，跨距为200 mm，单点跨中加载，试验在MTS81O闭环液伺服试验机上进行，加载速率为50mm/min。
由低温弯曲试验，根据试验数据绘制的应力-应变图，可以回归出三项式拟合应力应变关系。
根据应力应变图拟合回归出的三项式，可以计算出沥青混合料在不同温度条件下的破坏能。
将AC-16沥青混合料以及AC-16外加剂沥青混合料在-10℃、-20℃的破坏弯拉应变，弯拉强度，弯曲劲度模量，单位体积破坏能以及弯曲系数列于表2和表3。
并且根据试验数据，以AC-16外加剂沥青混合料为例，绘制出其在三个温度条件下的应力应变图。
由试验数据可以看出：（1）随着温度的降低，沥青混合料的单位破坏能都相应的减少，例如AC-16外加剂沥青混合料当温度下降至-10℃时，混合料的破坏能减小到0.013239kj/m3，当温度降到-20℃，其破坏能减小到0.011419kj/m3。
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沥青混合料低温性能评价指标的研究摘要：我国沥青混合料低温抗裂性能的主要评价指标是低温弯曲试验的破坏弯拉应变和弯拉强度，但平行试验很可能出现破坏弯拉应变较接近而弯拉强度相差较大的矛盾结果。
本文基于低温弯曲试验，采用单位体积破坏能和弯曲系数来评价沥青混合料的低温性能，能避免使用单一指标破坏应变相差较大的情况，且能利用弯曲系数预测混合料抵抗低温的能力。
关键词：低温评价指标破坏能弯曲系数
0引言
目前，我国主要用低温弯曲试验评价沥青混合料的低温性能，在低温条件（-10℃）下对小梁施加跨中荷载直至断裂，得到荷载与跨中挠度关系曲线，以破坏弯拉应变作为评价指标，但采用单一评价指标很有可能出现平行试验中破坏弯拉应变较接近而弯拉强度相差较大的矛盾结果。
针对低温弯曲试验方法的不足，本文从能量的角度对沥青混合料进行了粘弹性分析，由低温弯曲试验得到的应力-应变曲线，回归出沥青混合料的单位体积破坏能，用破坏能和弯曲系数作为沥青混合料的低温抗裂性能评价指标。
1矿料级配
本文采用ac-16型沥青混合料，沥青为壳牌70#，集料采用石灰岩，各筛孔的通过率见表1。
表1 ac-16各粒径通过筛孔百分率
2基于低温弯曲试验的评价指标
试件尺寸：40mm×40mm×250mm小梁，跨距200mm，单点跨中加载，试验在mts810闭环液伺服试验机上进行，加载速率为50mm/min。
由弯曲试验的荷载-跨中挠度曲线可以得到弯曲破坏荷载、破坏时的挠度，计算出试件的抗弯拉强度、梁底破坏弯拉应变以及破坏时的弯曲劲度模量，并确定小梁试件在破坏时的单位体积破坏能。
2.1单位体积破坏能
不同沥青混合料具有不同的能量储存能力，称为破坏能。
沥青混合料试件达到破坏时所消耗的能量与其抗裂性能有较好的关联性，消耗的能量越大，抗裂性能就越好。
根据破坏能的定义，单位体积的破坏能可以表示为：
（2-1），其中表示破坏能；εc为应力达到峰值时的应变。
因此，可根据应变能（wε）是否大于材料的破坏能（）来判断沥青混合料是否发生低温开裂。
即当（2-2）时，混合料不产生开裂；而当应变能大于或等于破坏能时，混合料产生开裂。
分析应力-应变曲线发现，三次多项式能较好的拟合应力-应变关系的上升阶段。
即（2-3）。
式中，其中常数仅与材料类型有关。
由式3-3和3-1即可得到沥青混合料的单位体积破坏能：（2-4）
2.2弯曲系数
沥青混合料一般有3种破坏形式，如图1。
a曲线呈线性关系，为脆性破坏，当应力达到峰值时试件突然断裂，并丧失承载能力；c曲线为柔性破坏，当应力达到最大值时试件开始破坏，但仍具有承载能力；b曲线破坏形式介于a、c之间。
b型破坏的产生温度是一个关键性参数，在该温度范围内，混合料的低温破坏形式从柔性转化为脆性，该温度称为脆化点。
脆化点越低，沥青混合料破坏形态由柔性转化为脆性的温度越低，即低温抗裂性能也越好。
引入弯曲系数su，以描述混合料低温弯曲破坏形式及应力-应变曲线的属性，并预测混合料抵抗低温的能力。
su计算公式为：
（2-5）。
式中：为弯曲系数；rb为强度；dw/dv为弯曲破坏能密度；为最大弯拉应变。
2.3试验结果分析
由公式2-4可以得到混合料在不同温度下的破坏能，列于表2。
根据破坏能、破坏应变和破坏强度，利用公式2-5可以求得混合料的弯曲系数。
由上表回归出弯曲系数与温度的关系式，将其与相关系数列于表3。
并根据关系式求出弯曲系数为1时的温度，即脆化点温度。
性能趋势一致。
两种沥青混合料相比较，改性沥青混合料的破坏能较大、脆化点温度较低，低温抗裂性能要明显优于基质沥青混合料。
3结语
本论文通过对两种沥青混合料进行0℃、-10℃、-20℃的弯曲试验，得出混合料的应力-应变曲线，计算出混合料在每个温度下的单位体积破坏能和弯曲系数。
利用破坏能能够较好地评价混合料低温性能，利用弯曲系数能预测混合料的脆化点温度，即抵抗低温的能力。
综合两个评价指标，
能较全面的评价混合料的低温性能，避免了使用单一指标而使结果出现矛盾的现象。
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