35 简述沥青混合料低温性能试验方法—— 收缩实验
沥青结合料的低温性能
关于延度的部分理论
1. Saal，Pfeiffer等都认为延度反映了沥青的感温性; 2. Traxel证明，延度与沥青的感时性有关系; 3. Welborm, Kandhal, Wenger等认为不同油源的各种沥青在7℃和 15℃时的延度和剪切敏感性之间有很好的联系; 4. Barth指出，延度用于评价沥青胶体结构体系中的物理化学状态 是很有价值的; 5. Halstead指出，沥青承受拉伸的能力不仅是影响耐久性的因素， 且延度试验的结果反映了沥青各组成部分的内在联系，是决定 沥青使用性能的重要支柱; 6. 据sigmann所述，从不同的原油得到的相同针人度的沥青，其延 度值有很大差别，且可与PI值建立相关关系。
沥青结合料的劲度模量还可从Van der Poer诺漠图求出它取 决于沥青的针人度指数PI、软化点及荷载作用时间，当为w 级沥青(蜡含量高时)PI要从不同温度的针入度回归求出，软 化点要用当量软化点T800代替。 当沥青的粘度已经测定时，沥青的劲度模量S可以简单地由 下式求得:
式中： б和ε—拉伸状态下的应力和应变; ω—应变速率; λ—拉伸粘度，它与通常的剪切粘度η存在三倍法则λ=3η， 也就是说沥青的劲度相当于时间为3s时的粘度。
当量脆点，其计算式为:
采用前面公式(2-1-9 }，由几个温度的针人度回归，计算沥 青针人度指数PIF 假定沥青在弗拉斯脆点温度时的针人度为1.2，由式(2-1-1) 沥青针人度温度回归方捍式求取回归系数A及K 直接按式(2-2-5)相关课题所用的七种代表性沥青的弗拉斯脆点 测定值及计算的当量脆点T1.2的结果 当量脆点T1.2来衡量几种沥青的低温抗裂性，则与沥青路用
图中针入度P与贯人时间t具有相当 好的直线关系
• 式中回归系数即直线的斜率B
沥青混合料低温稳定性试验方案
沥青混合料低温稳定性实验方案一、实验方法选择对于沥青混合料低温性能的评价有多种方法 ,常见的有劲度模量法、低温收缩系数法、低温蠕变速率法、美国 SHRP计划采用的J 积分试验法及直接冻断试验方法等1、劈裂试验S T =P T(0. 27 + 1.0μ)/ h X Tμ = (0.135A - 1. 794)/ (- 0. 5A - 0.031 4)X T = Y T (0.135 + 0.5μ)/ (1.794 - 0.031 4μ)X T = Y T(0.135 + 0.5 )/ (1.794 - 0.031 4 )式中: S T为破坏劲度模量;μ为泊松比; Y T为试件相应于最大破坏荷载时的垂直方向总变形 ,mm; A 为试件垂直变形与水平变形的比值(A = Y T / X T) ;h为试件高度 ,mm.从上述S T的计算公式可以看出 ,其值大小实际反映的是应力与应变的比值 ,是反映材料刚度大小的指标.而沥青混合料在抵御开裂时 ,应力水平和应变水平是同时反应抗开裂性能的指标 ,用其比值衡量抗开裂性能显然是不恰当的 ,目前这种方法已不常采用。
2、沥青混合料弯曲蠕变试验(现规范推荐方法)沥青混合料弯曲蠕变试验用于评价沥青混合料低温下的变形能力和松弛能力。
但在低温弯曲蠕变试验中应力水平的选择非常重要, 对于使用原状沥青及空隙率小的混合料可以采用“八五”攻关提出的 0℃、1M Pa 应力水平的试验条件, 但对于改性沥青及空隙率大的混合料使用这一应力水平，采用0. 1σf的应变水平。
应该注意的是由于沥青在加热及路面使用过程中必然发生老化 , 并影响混合料的低温柔性 , 所以该指标仅适用于配制的新拌沥青混凝土配合比检验。
3、低温收缩试验该指标实际反映的是在无约束条件下混合料试件自由伸缩 ,应变随温度梯度变化的情况 ,反映了混合料受温度影响在形变方面的性能 ,当受到约束时其抵御形变应力的能力没有得到反映.因此以温度收缩率的大小来判定混合料的抗开裂性能 ,是不够全面的。
沥青混合料低温性能及其改良
沥青混合料低温性能及其改良摘要：沥青路面使用期开裂是世界各国普遍存在的问题, 沥青路面在温度骤降或温差较大地区, 会由于温度应力的作用而产生裂缝, 低温缩裂在我国北方地区是十分普遍的, 它的产生严重危害道路的使用寿命和质量, 是沥青路面主要破坏形式之一，为此研究沥青混合料低温抗裂性能的评价方法是很有必要的。
本文简单介绍了沥青低温抗裂性的评价指标及改良措施。
关键词：破坏机理评价指标影响因素改良措施裂缝作为我国高等级沥青路面的主要病害之一，不仅会影响行车的舒适性，而且水会沿着裂缝进入沥青路面体内，引起路面结构性的破坏。
沥青混合料低温抗裂性能与沥青路面裂缝病害直接相关，为了提高路面的抗裂能力，必须提高沥青混合料的低温抗裂性能。
自20世纪60年代以来,加拿大、美国、日本等国家重点对沥青混合料低温开裂与材料低温性能指标进行了系统调查和研究,并铺筑了许多试路,提出了沥青及沥青混合料低温抗裂的不同评价指标,但是这些指标都是针对本国具体实验进行的研究尚缺乏验证,尤其是沥青及沥青混合料性能指标与路用性能的相关关系。
因此，提高沥青路面的抗裂性能仍是沥青路面的重要研究内容。
一、破坏机理沥青路面的低温开裂是路面破坏的主要形式之一。
一般认为沥青路面的低温开裂有3种形式：一是面层低温开裂，是由气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂；二是温度疲劳裂缝，是由于沥青混凝土经过长时间的温度循环，使沥青混凝土的极限拉伸应变变小，应力松弛性能降低，将在温度应力小于其抗拉强度时开裂；三是反射裂缝，是指低温状态下基层产生横向开裂，在荷载和温度共同作用下，裂缝逐渐向沥青面层的横向开裂。
沥青路面裂缝会导致路面承载力下降，影响行车舒适性，并缩短路面使用寿命。
因此，提高路面抗裂性是道路领域研究的重要课题。
二、评价方法1、间接拉伸试验(劈裂试验)该试验方法是通过加载Φ101.6mm×63.5mm的沥青混凝土试件进行加载, 从而通过传感器和LVDT来获得沥青混合料的劈裂强度及垂直和水平变形。
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）
沥青混合料低温性能
2、沥青用量影响分析
由试验结果可知，不论 AC-13沥青混合料还是AC-16沥青混合料， 沥青用量对混合料降温收缩特性均有明显影响，且存在特性最好 2016/6/15 的最佳沥青用量。
3、集料种类影响分析
河北集料为石灰岩，陕西集料为角闪岩，陕西集料的表面粗糙程 度和棱角性好于河北集料。试验得出，集料种类对沥青混合料的 降温收缩断裂特性的影响较小，2种集料配制的沥青混合料的各 项指标差异不大，陕西集料组成的混合料的性能略优于河北集料。
沥青混合料低温开裂及影响因素
鄢然
目录 CONTENT
01
低温开裂
02
试验材料 和方法
03
影响因素
04
环氧沥青
沥青路பைடு நூலகம்低温开裂是寒冷地区沥青路面的主要破坏形式之一， 不仅影响沥青路面的整体性与连续性，且容易诱发其他病害， 导致沥青路面使用性能降低，使用寿命缩短。
目前高速公路沥青路面面层沥青混合料均采用改性沥青， 其中SBS改性沥青应用较多。本研究选择2种常用的不同针 入度的SBS改性沥青，即SBS和SBS粗集料分别为陕西产角 闪岩碎石和河北产石灰岩碎石，细集料分别为陕西产石屑 和河北产石屑，均应用于高速公路。填料为陕西产石灰岩 磨细矿粉。
2016/6/15
在试件的四面不同高度处，用橡皮泥将温度传感器粘到 试件上，试验过程中取4 个温度传感器的平均值为试件 温度以控制降温速率。试验从初始温度2℃ 开始降温， 降温速率为10℃ /h。当试件遇冷后产生收缩变形，计算 机控制每收缩变形0. 0025mm 后自动加载1 次，将试件 拉伸到原来长度。最后，当荷载超过材料强度时，试件 即断裂。 沥青混合料降温收缩断裂试验确定的断裂强度表示沥青 混合料破坏时的最大应力，断裂温度反映了沥青混合料 可以承受的最低温度，转折点温度反映沥青混合料在冷 却温度下的应力松弛能力，温度应力曲线斜率绝对值表 征沥青混合料在冷却温度状态下的流变特性。
沥青及其混合料试验步骤
沥青试样数量和试样准备方法一、沥青常规检测试样数量黏稠沥青或固体沥青不少于4kg，液体沥青不少于1L，沥青乳化液不少于4L。
二、试验方法及步骤（1）将装有试样的盛样皿带盖一同放入烘箱中，当石油沥青试样含有水时，烘箱温度为80℃左右，加热至沥青全部熔化后供脱水用。
当沥青中无水时，烘箱温度宜为软化点温度以上90℃，通常为135℃。
（2）当石油沥青含有水分时，将盛样皿放在可控温砂浴，油浴，电热套上加热脱水，不得采用电炉，煤气灶等加热，脱水时必须放石棉垫，时间不得超过30min，并用玻璃棒轻轻搅拌，在沥青温度不超过100℃的条件下脱水，最后沥青温度不宜超过软化点以上100℃。
（3）将盛样皿中的沥青通过0.6mm的过滤筛，不等冷却立即一次灌入各项试验模具中，（4）灌模过程中如果沥青温度下降，可放入烘箱中适当加热，反复加热次数不得超过2次。
沥青针入度试验一、沥青黏滞性、针入度含义，及两者之间关系。
黏度：是指沥青试样在规定条件下流动时形成的抵抗力或内部阻力的度量，也称黏滞性。
针入度：是在规定温度及时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥青试样的深度，是表征黏稠沥青条件黏度的一种指标。
（通常在25℃时测针入度）两者之间关系：均可以表现沥青黏度，二、沥青针入度试验方法1、目的、范围其标准试验条件为温度25℃，荷重100g，贯入时间5s，以0.01mm计。
2、仪具、材料技术要求①针入度仪：针和针连杆组合件总质量为50g±0.05g，另附50g±0.05g砝码一只。
针及针杆总质量为2.5g±0.05g，②盛样皿、恒温水槽、平底玻璃皿、温度计、计时器、盛样皿盖、溶剂（三氯乙烯）、电炉或砂浴、石棉网、金属锅、坩埚。
3、步骤：（1）准备工作：①按沥青试样准备方法准备试样；②按试验要求将恒温水槽调节到要求试验温度，保持稳定；③将试样注入盛样皿，试样高度超出预计针入度10mm，并盖上试样皿，盛有试样的盛样皿在10℃～30℃室温中冷却不少于1.5h（小盛样皿）、2h（大盛样皿）、3h（特殊盛样皿）后移入规定温度的恒温水槽中保温不少于1.5h（小盛样皿）、2h（大盛样皿）、2.5h（特殊盛样皿）；④调整针入度仪，使之水平，用三氯乙烯擦拭标准针。
沥青混凝土低温线收缩系数试验
沥青混凝土低温线收缩系数试验本文结合实际工程，对沥青商品混凝土进行低温段线收缩系数的试验研究。
试验内容主要包括沥青品种、沥青含量、以及不同温度段中沥青商品混凝土线收缩系数的测试。
试验结果表明：沥青品种对沥青商品混凝土的线收缩系数的影响较大，沥青商品混凝土在不同温度段的线收缩系数相差很大，而沥青含量（变化范围±0．3 %）、升温或降温过程对其的影响较小。
0引言采用沥青商品混凝土面板防渗的水工建筑物，为了具有良好的防渗性能，在设计沥青商品混凝土时主要考虑的因素有：（1）沥青商品混凝土在高温工作时是否流淌；（2）沥青商品混凝土在低温下工作时是否因温度应力而开裂。
沥青商品混凝土低温段的线收缩系数对其低温性能影响很大，它是计算沥青商品混凝土面板温度应力必不可少的重要参数。
沥青商品混凝土面板温度应力的计算公式为：式中：σ1、σ2———温度应力；E ———松弛模量；α———沥青商品混凝土的线收缩系数；θ———温度差；μ———泊松比。
由公式（1）可以看出，沥青商品混凝土温度应力与线收缩系数（α）成正比。
本文结合沥青商品混凝土面板工程，对沥青商品混凝土线收缩系数进行试验研究，主要包括沥青品种和沥青含量对沥青商品混凝土线收缩系数的影响，不同温度段沥青商品混凝土线收缩系数的变化，试验结果将为实际工程沥青商品混凝土面板温度应力的计算提供资料。
1 试验原理及方法1.1试验方案的确定某工程为抽水蓄能电站，其上、下库均采用沥青商品混凝土面板防渗。
库区气温温差大，上水库极端最高气温为36．2 ℃，极端最低气温为- 34．5 ℃，一月份平均气温为- 18．4 ℃。
结合该工程，本次试验方案为：（1）研究不同沥青品种对沥青商品混凝土低温段线收缩系数的影响。
根据其他性能试验的结果，对推荐工程拟使用三种沥青配成的沥青商品混凝土进行线收缩系数试验。
（2）研究不同沥青含量对沥青商品混凝土低温段线收缩系数的影响。
沥青含量选用性能试验推荐的两种，即7.8 %和8.1 %。
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。
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指导老师：樊统江 学生：赵望胜 周金成
沥青混合料低温性能收缩试验 1、沥青混合料的低温收缩系数的意义
沥青的低温收缩系数可以反映沥青在降温过程 中温度应力的影响程度。沥青路面开裂的一个重要 因素就是沥青（沥青混合料）的收缩因其应力集中， 当沥青（沥青混合料）的收缩变形大于沥青（沥青 混合料）自身的松弛应变，或累积的温度应力大于 沥青的粘接强度，沥青路面就会开裂。因此，测定 沥青（沥青混合料）的收缩系数，可用作为评价沥 青（沥青混合料）的抗开裂能力。但沥青混合料是 一个复杂的物理参数，它不仅随材料的组成比例及 沥青性质不同而不同，还与降温速率及所处的温度 条件、约束条件有关。
由表可见，国产沥青SJS、HXL的混合料收缩系数均比 进口的SHL、ALB的小尤其以HXL的最小，但差别均不大。
谢 谢！
准备工作
①按本规程T0704沥青混合料试件制作方法用轮碾法 成型制作300mm*300mm*50mm的板块状试件。然后 用锯石机顺序切割成20mm*20mm*200mm棱柱形试件 ，一组试件不应少于3个。 ②用卡尺量测试件的尺寸，长度为对面两次测定的 平均值（L）、高度（h）与宽度（b）为两端及中 间3处不同方向的平均值，准确至0.1mm。切割的 试件与试件标准尺寸之差，长度不应超过±2mm， 高度及宽度不应超过±1mm。 ③按本规程T0703方法(轮碾法)测定沥青混合料的密 度及空隙率等各项物理指标。
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
（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）
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℃。
试验步骤
①将试件两端正中央粘上金属头，与千分表接触的 一端为平头形测头，另一端为半球形测头，用502 粘结剂粘好，并用手稍加压力待其固化粘牢。主 要以，测头应准确粘在试件两端的中轴线上，测 头平面应与轴线垂直。粘结好测头的试件，置于 玻璃板上。 ②在恒温水槽中注入甲醇水溶液作冷媒，深度应在 试件上方20mm以上，并将水槽的温度控制至试验 开始温度（＋10℃）保温。 ③将玻璃板及试件（一组3个）移置在恒温水槽中， 玻璃板的架空高度距底面不少于30mm，各试件之 间的距离不少于10mm。在整个试验过程中，试件 的上下位置不得颠倒。在开始试验温度的水浴中 恒温30min。
、
如分温度区间测定时，可按上两式的办法计算各温度 区间的收缩系数。以该区间的温度中值为代表温度，由此 得出不同温度的收缩系数变化曲线。
试验结果
采用完全相同的矿料配比，测定+20℃∽-30℃区间收 缩变形曲线如下图。与沥青的收缩情况一样，随温度的降 低，混合料收缩趋于缓和，收缩系数变小。20℃至-30℃ 不同温度范围区间计算的收缩系数如下表：
、
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。
（2）国内温缩系数测试方法 仪具与材料
①收缩仪：殷钢制，如图下图所示，一端为球形测 头，另一端装置千分表或位移计，也可采用能快 速准确测定变形的其他仪器。
、
②高低温循环恒温水槽：装有自动温度控制器，精 度为±0.1℃，降温速率精度±1℃/h。内部尺寸 不小于30cm、宽20cm及深15cm。 ③金属测头：长约15mm，直径约5mm，接在试件一端 的端部为半球形，接在试件另一端的端部为平面 ④冷媒：1:1甲醇水溶液或防冻液。 ⑤温度计：分度为0.1℃。 ⑥卡尺：量程250mm。 ⑦其它：天平、铁盘、玻璃板、502粘结剂等。