沥青混合料蠕变特性试验研究_姚晨
沥青混合料高温蠕变变形行为及机理
１００７－９６２９（２０１２）０３－０４２２－０５沥青混合料高温蠕变变形行为及机理栗培龙张争奇王秉纲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：采用３种级配沥青混合料，在不同温度条件和应力水平下进行静态蠕变试验，根据应力应变关系得到了稳态蠕变速率，讨论了温度和荷载应力对沥青混合料稳态蠕变速率的影响，并通过稳态蠕变速率与温度、应力水平的量化关系获得了应力指数和蠕变激活能，并分析了沥青混合料的蠕变行为与机理．研究表明：虽然３种沥青混合料的稳态蠕变速率均随温度和应力水平的提高而逐渐增大，但它们的应力指数相差不大，均小于３，属于矿料界面位错机理控制的扩散蠕变；沥青混合料蠕变激活能与车辙动稳定度相关性较好，可以反映该混合料的高温稳定性，其中中型级配ＡＣ－１６沥青混合料的蠕变激活能最高；公称粒径大小不是影响沥青混合料高温性能的决定性因素．沥青混合料；蠕变行为；力学参数；应力指数；蠕变激活能Ｕ４１４Ａ１０． ３９６９／ｊ． ｉｓｓｎ． １００７－９６２９．２０１２．０３． ０２５Ｈｉｇｈ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｒｅｅｐ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｍｉｘｔｕｒｅ ＬＩ Ｐｅｉ－ｌｏｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ－ｑｉ ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇ－ｇａｎｇ ２０１１－０１－２０２０１１－０８－２９ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１００８０３１）；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２０１００２０５１２０００１）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（ＣＨＤ２０１２ＪＣ０２８）栗培龙（１９８０－），男，江苏邳州人，长安大学副教授，博士．Ｅ－ ｍａｉｌ： ｌｉｐｅｉｌｏｎｇ＠ｃｈｄ． ｅｄｕ．ｃｎ 万方数据万方数据万方数据万方数据＠＠［ １ ］ ＨＡＦＥＺ Ｉ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｕｓｅ ｉｎ ｓｕｐｅｒｐａｖｅ ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ［Ｄ］． Ｍａｒｙｌａｎｄ ： Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍａｒｙｌａｎｄ， １９９７．＠＠［２］ ＭＯＬＥＮＡＡＲＪ Ｍ Ｍ， ＶＥＲＢＵＲＧ Ｈ Ａ，ＷＥＳＴＥＲＡ， Ｇ Ｅ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｒｏａｄ Ｓａｆｅｔｙ ｉｎ Ｅｕｒｏｐ ａｎｄ Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ（ＳＨＲＰ）． Ｐｒａｇｕｅ：Ｓｗｅｄｉｓｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｏａｄ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉ ｔｕｔｅ，１９９５．＠＠［３］周晓青，李宇峙，应荣华，等．基于蠕变试验分析沥青路面车辙 的能量方法［Ｊ］．公路交通科技，２００５，２２（９）：６２－６５．ＺＨＯＵ Ｘｉａｏ－ｑｉｎｇ， ＬＩ Ｙｕ－ｚｈｉ， ＹＩＮＧ Ｒｏｎｇ－ｈｕａ， ｅｔ ａｌ． Ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｒｕｔｔｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｒｅｅｐ ｔｅｓｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２００５，２２（９） ：６２－６５． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）＠＠［４］侯航舰，胡霞光．沥青玛蹄脂粘弹性特性静态蠕变试验研究 ［Ｊ］．建筑材料学报，２００８，１１（３）：２９２－２９８．ＨＯＵ Ｈａｎｇ－ｊｉａｎ， ＨＵ Ｘｉａ－ｇｕａｎｇ． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｔａｔｉｃ ｃｒｅｅｐ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｍａｓｔｉｃ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｕｉｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２００８，１１ （３） ： ２９２－２９８． （ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）＠＠［５］朱云升，郭忠印，王景．高温重载条件下沥青混合料的蠕变试 验研究［Ｊ］．建筑材料学报，２００８，１１（５）：５４５－５４９．ＺＨＵ Ｙｕｎ－ｓｈｅｎｇ， ＧＵＯ Ｚｈｏｎｇ－ｙｉｎ， ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ． Ｃｒｅｅｐ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｕｉｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００８，１１（５）：５４５－５４９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）＠＠［６］樊统江，何兆益．沥青混合料蠕变劲度模量的静态和动态响应 ［Ｊ］．建筑材料学报，２００８，１１（６）：７３６－７４０．ＦＡＮ Ｔｏｎｇ－ｊｉａｎｇ， ＨＥ Ｚｈａｏ－ｙｉ． Ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｃｒｅｅｐ ｓｔｉｆｆｈｅｓｓ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｕｉｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００８，１１（６） ：７３６－７４０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）＠＠［７］张俊善．材料的高温变形与断裂［Ｍ］．北京：科学出版社， ２００７：１－１５．ＺＨＡＮＧ Ｊｕｎ－ｓｈａｎ． Ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｍ］． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ， ２００７：１－１５． （ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）＠＠［８］傅晓伟，杨王玥，张来启．原位合成ＭｏＳｉ２－３０％ ＳｉＣ复合材料 的高温蠕变行为［Ｊ］．金属学报，２００２，３８（７）：７３１－７３３． ＦＵ Ｘｉａｏ－ｗｅｉ， ＹＡＮＧ Ｗａｎｇ－ｙｕｅ， ＺＨＡＮＧ Ｌａｉ－ｑｉ． Ｈｉｇｈ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒｅｅｐ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｉｎ ｓｉｔｕｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ＭｏＳｉ２－３０％ＳｉＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［ Ｊ ］． Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ， ２００２， ３８ （７） ： ７３１－ ７３３． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）＠＠［ ９ ］ ＦＲＯＳＴ Ｈ Ｊ，ＡＳＨＢＹ Ｍ Ｆ． Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｍａｐｓ Ｔｈｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｃｒｅｅｐ ｏｆ ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｍ］． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ： Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ， １９８２ ： １ －１６６．＠＠［１０］李闯民，李宇峙．浅析重复荷载作用下的沥青路面车辙因素 ［Ｊ］．公路交通科技，１９９９，１６（３）：６－９．ＬＩ Ｃｈｕａｎｇ－ｍｉｎ，ＬＩ Ｙｕ－ｚｈｉ． Ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｎ ｒｕｔｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１９９９，１６（３） ：６－９． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）万方数据沥青混合料高温蠕变变形行为及机理作者：栗培龙， 张争奇， 王秉纲， LI Pei-long， ZHANG Zheng-qi， WANG Bing-gang 作者单位：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刊名：建筑材料学报英文刊名：Journal of Building Materials年，卷(期)：2012,15(3)本文链接：/Periodical_jzclxb201203025.aspx。
基于动态蠕变试验的沥青混合料永久变形研究
Ｅｖ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｍａ ｅ ｅ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｔ ａ ｕ ｔｏ ｆ ｐ ｒ ｎ ｎｔｄ ｆ ｒ ｔｏ ｆ ａ ｐｈ ｌ
ｍ ｉ ｔ ｒ ｓ ｕ ｉ ｇ ｄ ｎ ｍ ｉ ｒ ｅ ｅ ｔ ｘ ｕ ｅ ｓ ｎ ｙ ａ ｃ ｃ ｅ ｐ ｔ ｓ
第 ２卷 第 １ ７ 期 ２ １ １ 年 ３月 ０
交
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通
科
学
与
工
程
Ｖｏ． ＮＯ １ ２７ ．１
Ｍ ａ． ｒ ２ １ ０１
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＲＡＮＳ ＰＯＲＴ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
文 章 编 号 ：６ ４ ５ ９ ２ １ ） １ ０ ３ － ０ １ ７ — ９ Ｘ（ ０ １ ０ － ０ ７ ４
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｄｙ ｍｉ ｒ ｅ ｅ ｔｗａ ｏ ｄｕ ｔ ｄ ｏ ｎｍｏｄｆｅ ｎｄ ｆｂ ｒ ｍｏｄ ｆｅ ａ ｎａ ｃ ｃ ｅ ｐ ｔ ｓ ｓ ｃ ｎ ｃ ｅ ｎ ｕ ｉｉ ｄ ａ ｉ ｅ ｉｉ ｄ ｓ ｍｐｌ ｓ， ｅ
ｕ ｉ ｇ Ｕ Ｔ Ｍ 一 ａ ｈｉ ． Ｄｕｒｎ ｈｉ ｏ ｋ，ｉ ａ ｔ ｅ ｐｔ ｄ ｔ ｏ ｐａ ｅ ｔ ｅ ｍ ａ ｅ ｓｎ ２５ ｍ ｃ ｎｅ ｉｇ ｔ ｓｗ ｒ ｔｗ ｓａ ｔ ｍ ｅ ｏ ｃ ｍ ｒ ｈｅ ｐ ｒ ｎ ｎｔ
基 于动 态 蠕变 试 验 的沥 青混 合 料 永 久变 形 研 究
李 雪连 ，陈宇 亮 ，周 志刚
（． １ 公路 工程 省 部 共 建教 育部 重 点 实验 室 （ 沙理 工 大 学） 湖 南 长 沙 长 ， ２华 东交通大学， 木建筑学院， 西 南 昌 ３０ １） ． 土 江 ３ ０ ３ ４００ ； １ ０ ４
SBR改性沥青混合料低温抗裂性能蠕变试验研究
１ 试 验材 料
现在 国 内外对 于 沥青混合 料低 温抗裂 性 能的试 验 研究方 法 主要 有 ： 应 变加 荷 载 的破 坏 试 验 （ 等 间
接拉伸试验、 低温弯 曲、 压缩试验 ） 直接拉伸试验、 、 弯 曲 拉 伸 蠕 变 试 验 、 限 试 件 温 度 应 力 试 验 受
ｔ ａ ｅ ｎ ｄ ｌａ ｄ ｃ ｍｂｎ ｄ ｗ ｔ ｅ ｔｒｓｏ ｉｃ ｅａｔ ｉ ，ｓ ｃ ｓｔ ｅ ｅａｕ ｅ， ｈ ｎｔ ｅｅ ｎｓｄ — ｏｐ ｖ ｍｅ ｔ ｍｏ ｅ ｎ ｏ ｉｅ ｉ ｆａｕ ｅ ｆ ｓｏ ｌｓ ｃｔ ｈ ｖ ｉｙ ｕ ｈａ ｉ ｔｍｐ ｒｔｒ ｔｅｆ ｉ ｌｍｅ ｔ ｙ ｍｅ ｉ ｅ
早 破坏 ， 过来 又影 响到 面层 ， 成 恶 性循 环 ， 大 反 形 极 地 影响着 公路 的运 营效 果 。
曲蠕变试验的弯曲蠕变速率作为评价指标来评价沥 青 混合料低 温 性能是 适 宜 的。 本 研 究 选 择 在 ０Ｃ、一ｌ ℃ 、一２ ℃ 条 件 下 对 ￣ Ｏ ０ Ｓ Ｒ改性 沥青 混合料 和基 质沥 青混合 料 的低 温性能 Ｂ
ｎ ｍｉ ｄ ｌ ｆ ａ ｅ ｎ ｓ ｂ ｉ ｅ ａ ｃ ｍｏ ｅ ｖ ｍｅ ｔ Ｓｅ ｔ ｌ ｈ ｄ．ａ ｄ ｔ Ｕ ｒ ｖｄ ｓｍｅｌ ｄ ｎ ａ ｉ ｔ ｄ ｉｃ ｕ ｌｓｉ ｃ ａ ｉｓｒ — ｏ ｐ ｉ ａ ｓ ｎ Ｓｐ ｏ ｉ ｅ ￡ｏ ｓａ ｄ ｂ ｓ ｔ ｓｕ ｙ ｖ ｓ ｏ ｓｅａ ｔ ｍｅ ｈ ｃ ｅ ｈ １ ｓｏ ｃ ｎ ｓ ｏ ｓ ｎ ｌ ｓ ｆａ ｐ ａｔ ｏ ｃ ｅ ｅ ｐ ｖ ｍｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ａ ｔ ｎ ｏ ｖｎ ａ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｌａ ． ｐ ｎ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｓ ｈ ｎ ｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｄ ｒｔ ｃｉ ｆ ｓ ｌ ｃ ｕ ｈ ｏ ｍｏ ｉｇ ｌ ｄ ａ ｄ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｏ ｄ ｏ
沥青混合料低温性能弯曲蠕变实验分析
2019.06科学技术创新-135-沥青混合料低温性能弯曲蠕变实验分析吉鑫（重庆交通大学土木工程学院，重庆400041）摘要：对沥青混合料的低温抗裂性能的研究已经取得了很大的发展，最常用的试验手段为0咒弯曲蠕变试验，该试验方法采用蠕变速率为主要评价指标。
在研究过程中，该实验内容被不断完善和补充，新参数被引入，以判别混合料低温破坏类型，不仅能够对沥青混合料的低温抗裂性能进行分析，而且能够预估其承受更低温度的能力。
可利用Burgers模型研究低温条件对沥青混合料粘弹性的影响，以及造成的低温抗裂性变化。
关键词：弯曲蠕变；蠕变速率;低温性能;粘弹性中图分类号:U414文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）06-0135-02低温开裂是沥青路面使用中最常见的病害之一，也是沥青混合料路面更加广泛应用中需要改善的使用性能之一。
美国公路战略研究计划（SHRP）曾经提出4中研究沥青混合料低温性能的主要方法，包括温度应力试验、收缩系数试验、断裂力学J-积分和C''-线性积分;经过大量试验，最终认为温度应力试验在该四种方法中模拟沥青路面在低温下的收缩过程的效果最好，因此筛选出该方法作为判断沥青混合料的低温性能的最佳选择。
在“八五”科技攻关“道路沥青与沥青混合料的路用性能”专题研究中，我国提出了“0T弯曲蠕变试验”以及以沥青混合料的“蠕变速率”作为沥青混合料的低温抗裂性能评价指标。
相比较下，低温弯曲蠕变试验的可行性更高，模拟变形与实际情况更为相符。
但在进行0T弯曲蠕变试验时，恒定应力水平（01, IMPa）不具有普遍适用性,采用的应力水平应在该应力水平的基础上根据级配类型和沥青品种进行适当调整，否则会得到错误的结论。
1弯曲蠕变试验沥青混合料是一种粘弹性材料，蠕变是其一种基本变形性质，是关于时间和应力、应变的关系。
大量研究表明，沥青混合料的流动与应力、应变和时间相关，可将其规律归纳为三者的关系函数。
沥青混合料高温蠕变特性试验研究
永 久变形 相关性 不好 ， 因此 ， 种方法 只能作 为一种 这 确 定沥青 用量 的经 验方 法而不 能用 来评定 沥青 混合
料 的高 温稳定 性 。轮 辙 模 拟试 验 包 括 车辙 试 验 、 大 型环道试 验等 。大 型环道 试验 周期 长 ， 资大 ， 适 投 仅 用 于科学 研究 。室 内小 型往 复 式 轮 辙试 验 ， 备 简 设
摘
要 ：在 对 比和 分 析 沥 青 混合 料 高 温 稳 定 性 各 种 评 价 方 法 的 基 础 上 ， 用 ＭＴＳ １ 采 ８Ｏ型 电 液
伺 服 材 料 试 验 系统 对 ＡＣ １ 一 ３基质 沥青 混合 料 和 Ｓ Ｓ改性 沥青 混 合 料 在 ４种 温度 和 ４种荷 栽 水 平 Ｂ 下进 行 了 大量 的 高 温单 轴 静 载 蠕 变试 验 ， 据 试 验 得 到 的 蠕 变 曲线 分 析 了温 度 和 荷 栽 对 沥 青 混 合 根
单、 原理 直观 ， 被许 多 国家 接受 ， 车辙 试 验仅 是 一 但 种 工程模 拟 ， 评 价指 标 动稳 定度 是 一 个 经验 性 指 其 标 ， 不能 作 为力 学 计 算 、 而 车辙 预 估 。另外 ， 车辙 试
验 的标准 不统 一 ， 指标 意义 不 够 明确 。以 变形 曲线 ４ ｎ和 ６ ｎ之 间 的斜 率 为依 据 的动稳 定度 ， ５ｍｉ ０ｍｉ 虽
公 路 与 汽 运
总 第 １ ８期 ２
Ｈｉ ｈ ｙ ｇ ｗａ ｓ＆ Ａｕ ｏ ｔｖ ｐｌ ａ ｉｎ ｔｍｏｉ ｅＡｐ ｉ ｔｏ ｓ ｃ
７ ３
沥青 混 合 料 高温 蠕 变特 性 试 验 研 究
韦 昌永 ，农 正 定 ，魏 密
（ 西壮 族 自治 区桂 西 公 路 管 理 局 ， 西 南 宁 ５ ０ ０ ） 广 广 ３ ０ １
基于经验模型的沥青混合料蠕变特性评价方法研究
线性增 大 ，因 此可 以用 线 性 模 型 表 示 ，如 式
（ ） 所示 。 ３
＝ 氏＋Ｃ（ ｓ Ｎ— ）
（） ３
式中： 。 —— 为永久 应变 ；
口 —— 截距 ，表示 Ｎ＝１时 的永久应 变 ；
为 了研究 在经 验模 型下混 合料蠕 变特 性 ，分 别 进行 了 Ｓｐ０ Ｃ ０ 两 种 混合 料 不 同条 件 下 ｕ２ 、Ａ ２ Ｓ
第 一阶段 可 以用 （ ） 式幂 函数进行 描述 ： １
收 稿 日期 ：２０ ０ ０ ９— ６—１ 。 ２
作 者 简介 ：向晋 源 （９ ４一） １８ ，男 ，四川 巴 中 人 ，硕 士 ，主
Ｎ
要从事路基路 面研究工作 。 基金 项 目：交 通 部 科技 项 目 （ 目编 号：２ ０ １ ０ 项 ０ ６ ３８ ００ ０） ４ ；江苏省 交通 科 学研 究计 划 项 目 （ 目编 号：Ｎ ． ８ 项 ｏ０
究 ，提 出了基 于经 验 、线 弹性 、粘弹性 、弹塑性
模型的混合料蠕变方程 ，这些模型各有优缺点。
典 型沥青 混合 料三 阶段变形 曲线 及相应 的永
久应 变率 曲线 如 图 １ 、２所 示 。其 中 的永久 应
变率是 通 过 计 算 永 久 应 变 ｓ 。对 荷 载 作 用 次 数
件 ，大 多采 用重 复荷 载试 验 。试 验 的荷载 波形 采 用 间歇 半正 矢波 ，加 载 ０ １Ｓ ． ，间歇 ０ ９Ｓ ． ，试验
关键词 蠕 变特 性 经验 模 型 截距 斜 率 围压 偏应 力
沥 青混合 料是 一种依赖 时 间温度 的粘 弹性 材
料 ，在 高温重 载条 件下容 易产生 永久 变形 ，使 路
沥青混合料高温蠕变变形行为及机理
Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ，Ｘｉ ｎ ７ ０ ６ ｉｅ ｓｔ ｙ ’ １ ０ ４，Ｃｈ ｎ ） ａ ｉ ａ
ｌ 试 验 材 料 及 试 验 方 法
利 用 Ｓ Ｓ改性 沥 青 拌 制 了 ＡＣ １ ， 一６ ＡＣ Ｂ 一３ ＡＣ １ ， 一 ２ Ｏ这 ３种 级 配 的沥 青 混 合 料 ， 不 同温 度 ℃ ） 在 （ 及 应 力水 平 （ ａ 下 采 用 ＭＴ １ ＭＰ ） Ｓ８ ０材料 试验 机进 行 了单 轴静 态 蠕变 试验 ， 了减 少离 散性 ， 为 同时进 行 了
ｖ ｔｏ ｎｅ ｇｙ ｈａ ｌ ｅ ｒ ｌ ｔｏ ｉｈ ｄｙ ｍ ｉ ｔ ｂｉｉｙ，ｗ ｈ ｃ ｅ ｌ ｃ ｓ ｈ ｇｈ ｔ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｏ ｓ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ ｓ ｃｏｓ ｅ ａ ｉ ｎ ｗ ｔ ｎａ ｃｓ ａ ｌｔ ｉ ｈ ｒ ｆｅ ｔ ｉ ｅ ｒ ｔ ｒ ｒｏ ｍ ｎｃ ｆａ ～ ｐｈａ ｔｍ ｉ ｕ ｅ ｌ ｘｔ ｒ ．
第 ３期
栗 培 龙 ， ： 青 混 合 料 高 温 蠕 变 变 形 行 为 及 机 理 等 沥
＼Ｉ 扫∞ Ｉ一 日
０ ／ ＩＪｓ ／ ｕ Ｂ ｌ ０
４３ ２
受 力状 态 和 变 形 行 为 ． ｆｚ Ｍｏｅ ａ ｒ Ｈａｅ＿ 和 】 ｌｎ ａ 等 采 用 无侧 限 蠕变 试 验对 沥青 混 合 料 性 能 进 行 了研 究 ； 周 晓青 等［ 朝通过 沥青 混合料 的五级 单轴 压缩 蠕 变 试
沥青混合料损伤蠕变模型试验研究
武
汉
科
技
大
学
学
报
Ｖｏ ．３ Ｎｏ １ ４。 ．５
Ｊ ｕｒ ｌｏ ｕ ｎ ｏ ｎａ ｆＷ ｈａ Ｕｎｉｅ ｓｔ ｆＳｃｅ ｅａ ｃ ｏ ｏ ｙ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｉｎｃ ｎｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ
ｏｃ ． ｔ ２０１ １
间。
模型 物理 意义 明确 ， 未考 虑损伤 的影 响 。 但
本文 在沥青 混 合 料单 轴 蠕 变 实验 的基 础 上 ， 考 虑 三 元 件 模 型 参 数 随 时 间 劣 化 的 特 性 ， 过 耦 通 合 一 个 连 续 性 蠕 变 损 伤 因 子 ， 简 单 的 元 件 组 合 以
特 性 。 通 过 沥 青 混 合 料 在 不 同 应 力 水 平 下 的 单 轴 压 缩 蠕 变 实 验 ， 制 非 线 性 拟 合 程 序 ， 到 模 型 参 数 和 损 伤 编 得
演 化 曲线 。将 不 同应 力 条件 下模 型预 测 值 与 实验 结果 进 行 对 比 ， 果表 明 ， 模 型 能 准 确反 映 不 同 应 力 水 平 结 该
筛孔孔径／ ｍｍ
通过率／
１ ． ６０
１０ ０
１ ． ３２
９ ． ７７
９５ ．
７ ． ７６
４７ ．５
５． ０２
２ ３ ．６
３ ． ６６
筛孔 径／ Ｌ ｍｍ
１１ ．８
０６ ．
０３ ．
０１ ．５
００５ ．７
实验 的基础 上 ， Ｂ ｒ ｅｓ 型 做 了进 一 步 的研 对 ｕｇ ｒ 模
沥青 混 合 料 是 应 用 广 泛 的 一 种 路 面 工 程 材 料， 在承受 载荷 以 前其 内部 已存 在 许 多 微 裂纹 和 微缺 陷 。在损 伤本 构 模 型 的建 立 过 程 中 ， 物体 内
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蠕变参数 A m n 90 号沥青 3． 16E － 07 0． 708 511 786 0． 220 446 859
不同沥青混合料的非线性蠕变参数
混合沥青 9． 09E － 11 1． 328 943 0． 202 778 温拌沥青 1． 73E － 10 0． 656 475 0． 147 987 SBS 8． 95E － 09 0． 551 883 0． 483 743 SBR 2． 94E － 12 1． 648 687 0． 111 23
2
三轴重复加载永久变形试验
根据 AASHTO320 试验规程， 对三轴压缩试验单次极限加载 利用通用材料试验系统（ UTM ） 进行重复剪切加 的方式进行改进， 载， 进行三轴重复加载永久变形试验 。 试件选用高 150 mm、 直径 100 mm 的圆柱形试件（ 100 mm ˑ H150 mm） ， 试验温度为 60 ħ ， 加载围压为 138 kPa。偏应力为 0． 3 MPa /0． 5 MPa /0． 7 MPa 或者 0． 5 MPa /0． 7 MPa /0． 9 MPa， 具体根据试验过程中的数据确定， 首 先做 0． 5 MPa 与 0． 7 MPa 偏 应 力 的 试 验， 而后再确定是采用 0． 3 MPa 还是 0． 9 MPa 进行试验。加载波形为加载 1 s、 卸载 1 s 的方波。以加载 5 000 次或者试件完全发生剪切破坏 、 剪切应变 不再增加作为试验结束条件 。
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引言
我国沥青路面发展至今， 总里程数已跃居世界第一， 然而高 ［1-4 ］ 。 为了解决沥青路面高温 温车辙病害始终存在于沥青路面中 SBR、 各类沥青改性剂， 如 SBS， 岩沥青等材料被广 永久变形问题， 。 泛应用 而沥青路面的永久变形与沥青混合料的蠕变性能相关， SBS 改性沥青、 SBR 改性沥青、 本文以基质沥青、 掺入煤沥青的混 合沥青以及温拌改性沥青等 5 类沥青结合料形成的沥青混合料 为研究对象， 模拟荷载作用下沥青路面永久变形行为， 采用三轴 剪切疲劳试验研究了沥青混合料的剪切蠕变规律； 基于时间硬化 模型获取材料的蠕变参数， 研究结果对沥青路面结构永久变形预 估提供了可靠的材料参数， 并得出了沥青混合料的蠕变性能机理。
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结语
Performance evaluation of creep characteristic of asphalt mixes ★
Yao Chen1 Ma Zhixin2 Yang Zhifeng3 （ 1 ． Changsha University of Science ＆ Technology，Changsha 410004 ，China； 2 ． Yecheng Department，Road Administration of Xinjiang Province，Kashi 844900 ，China； 3 ． Jiangxi Transport Construction Company，Nanchang 330025 ，China） Abstract ： For different types of asphalt pavement structures combined with five asphalt mixes，the repeated triaxial shear tests were conducted to obtain the rheological characteristics of the five pavement materials firstly． And then，the creep parameters of pavement materials were fitted with nonlinear multiregression based on BaileyNorton model． The research findings provide technologies foundation for high temperature performance design of pavement structures and materials of steel deck pavement． Key words： asphalt mixture，repeated triaxial shear test，creep，parameter
评价了混合料的高温剪切性能， 而后对试验数据进行非线性回归 分析， 得到了材料高温蠕变参数 。主要结论如下： 1 ） 沥青混合料在重复荷载作 用 下， 会出现迁徙期（ 迅速压 密） 、 稳定期（ 变形线性增大） 和破坏期 （ 变形迅速发展） 三阶段 变形。 2 ） 在五类沥青混合料中， 对于提高路面整体结构的高温抗车 性能最优的为 SBS 改性混合沥青混合料， 余下依次 辙能力方面， 为温拌混合沥青混合料 ＞ 混合沥青混合料 ＞ SBR 改性混合沥青 混合料 ＞ 90 号石油沥青混合料。 3 ） 利用 BaileyNorton 蠕变模型， 回归得出五类沥青混合料的 蠕变参数， 为沥青路面结构永久变形预估提供了基础参数 。 参考文献： ［ 1］ T． F． Fwa，H． R． G． P． Ong． Critical Rut Depth for pavement maintenance based on vehicle skidding and hydroplaning consideration［ J］ ． Journal of Transportation Engineering， 2011 ， 12 （ 20 ） ： 128． ［ 2］ X． Shu，B． Huang，X． Chen，et al． Effect of coarse aggregate angularity on rutting performance of HMA［J］ ． Pavement Mechanics and Performance， 2006 ， 12 （ 4 ） ： 126133． ［ 3］ J． Hua，T． White． A Study of Nonlinear Tire Contact Pressure Effects on HMA Rutting［ J］ ． The International Journal of Geomechanics， 2002 ， 2 （ 3 ） ： 353376． ［ 4］ Zhang Qisen， Chen Yu， Li Xuelian． Rutting in Asphalt Pavement under Heavy Load and High Temperature［ J］ ． GeoHunan International Conference， 2009 （ 88 ） ： 39-48． ［ 5］ 杨 军， 丛 菱， 朱浩然， 等． 钢桥面沥青混合料铺装车辙有 J］ ． 工程力学， 2009 ， 26 （ 5 ） ： 110115． 限元分析［ ［ 6］ 杨 军， ， ， ． 崔 娟 万 军 等 基于结构层贡献率的沥青路面 ． 东 南 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版） ， 2007 ， 37 抗车辙 措 施［J］ （ 2 ） ： 350354． ［ 7］ 杨 军， 朱浩然， 崔 娟． 钢桥面铺装混合料三轴重复加载 J］ ． 交通运输工程学报， 2008 ， 8 （ 6 ） ： 2428． 试验变形特性［ ［ 8］ He Guiping，Wong Winggun． Laboratory study on permanent deformation of foamed asphalt mix incorporating reclaimed asphalt pavement materials［ J］ ． Construction and Building Materials， 2007 （ 21 ） ： 18091819． ［ 9］ Zhao Yongli， Zhang Jiupeng． A Mechanical Model for Threephase Permanent Deformation of Asphalt Mixture under Repeated Load［ J］ ． Journal of Wuhan University of Technology （ Materials Sciences Edition） ， 2009 ， 24 （ 6 ） ： 10011003．
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试验结果分析
27 ★： 江西省交通厅科技项目（ 项目编号： 2011C0063 ） 收稿日期： 2015-02作者简介： 姚 晨（ 1985- ） ， 男， 在读工程硕士
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针对五类沥青混合料， 采用三轴重复荷载永久变形试验分别
第 41 卷 第 13 期 2 0 1 5 年 5 月 文章编号： 1009-6825 （ 2015 ） 13-0121-02
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Vol． 41 No． 13 May． 2015
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沥 青 混 合 料 蠕 变 特 性 试 验 研 究★
姚
（ 1． 长沙理工大学， 湖南 长沙 410004；
晨
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马志新2Βιβλιοθήκη 杨志峰32． 新疆维吾尔自治区公路管理局叶城管理局， 新疆 喀什 844900；
3． 江西交通咨询公司， 江西 南昌 330025）
摘
要： 针对五种沥青混合料组成的沥青路面结构 ， 采用三轴重复加载永久变形试验对沥青混合料的流变特性进行了试验研究 ，
Norton 模型的沥青混合料的高温蠕变参数 ， 根据试验结果， 利用多元非线性回归方式获得基于 Bailey研究结果为沥青路面结构与 材料的高温变形设计提供理论支撑 。 关键词： 沥青混合料， 三轴重复加载试验， 蠕变， 参数 ： U414． 1 中图分类号 DOI:10.13719/14-1279/tu.2015.13.063 文献标识码： A