沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素
纤维沥青混合料的疲劳性能探究
纤维沥青混合料的疲劳性能探究摘要：本文在对纤维作用机理分析的基础上，通过掺加不同的纤维类型，对比分析了沥青混合料的疲劳性能，试验发现，可发现在不同的应力幅度下，掺入两种纤维后混合料的疲劳寿命均较普通沥青混合料有所增加，聚酯纤维的疲劳性能较木质纤维好。
关键词：沥青路面；纤维沥青；疲劳性能中图分类号：文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02- 由于纤维沥青路面结构具有路面性能优良，施工工艺较易实现等优点其在国内得到越来越多的应用和研究，但是由于国内对纤维沥青路面的应用时间较晚，其还存在很多的问题需要深入研究。
其中沥青混合料的疲劳性能是后续研究的重点。
沥青路面在环境荷载和行车荷载作用下，受到轮胎的驶入驶离，其路面受力状态为长期处于应力应变交替。
导致路面材料出现了疲劳变化。
而当行车荷载超过一定次数，沥青混合料的材料也发生了老化变硬，在荷载作用下，路面材料内部的应力积累超过了材料本身的强度，路面编号出现裂纹，最终会产生了疲劳断裂破坏。
疲劳破坏已经是当前沥青路面破坏的主要形式之一。
本文对纤维沥青混合料的疲劳性能进行了分析和研究。
1.纤维沥青混合料的制备1.1原材料室内试验采用克拉玛依90#沥青。
用于纤维沥青混合料粗细集料和矿粉质量应满足现行规范的相关规定，对粗集料的要求应具有良好的颗粒形状，质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，并且有足够的强度、耐磨耗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性。
为了研究不同纤维对沥青混合料疲劳性能影响，本文分别采用了不掺纤维、0.3%的木质素纤维好0.3%的聚酯纤维。
1.2 级配设计纤维沥青的级配选择为悬浮密实类的ac-131级配。
级配设计时，为了保证级配设计良好，其矿料全部采取经水洗烘干后的单一粒径集料配制而成.纤维沥青混合料的配合比设计需要考虑到纤维的类型和掺量，在所用材料和矿料级配确定后，选择若干种纤维掺量，按马歇尔设计方法确定不同纤维掺量下的最佳沥青用量，然后在各自的最佳沥青用量下进行水稳定性、低温抗裂性能和高温稳定性试验，分别得出纤维掺量与残留稳定度、抗弯拉强度、最大弯拉应变和动稳定度的关系曲线，由此关系曲线得出纤维最佳掺量和满足规范指标要求的经济掺量也就是最小纤维掺量，最后综合高温性能、耐水性能和经济性，确定工程使用合适的纤维掺量。
沥青混合料疲劳寿命预估模型
沥青混合料疲劳寿命预估模型
沥青混合料的疲劳寿命预估模型是根据材料疲劳性能和加载条件等因素建立的数学模型，可以用于预测沥青混合料在实际使用过程中的疲劳寿命。
该模型通常包括以下几个方面的内容：
1.沥青混合料的基本性质：包括沥青的黏度、弹性模量、极限弯曲应力等；骨料的尺寸、形状、强度等；混合料的孔隙率、密度等。
2.疲劳荷载条件：包括加载频率、幅值、工作温度等。
这些参数对沥青混合料的疲劳寿命具有显著影响。
3.疲劳损伤累积模型：这是建立疲劳寿命预估模型的关键。
通常采用的是一些经验模型，如S-N曲线模型、P-M模型、LS模型等。
4.模型参数的确定：疲劳寿命预估模型中的一些参数需要通过实验或经验确定，例如材料的疲劳极限、疲劳强度系数等。
根据以上内容建立的沥青混合料疲劳寿命预估模型可以用于评估不同材料、不同荷载条件下的疲劳寿命，并为工程实践提供科学依据。
沥青、沥青混合料性能、现场检测培训
软化点试验仪
钢球、试样环、定位环
• 四、试验步骤：
•
1、将隔离剂拌合均匀涂于试样底板与钢球定位环外侧，将试样缓缓注
入试样环内至高出环面为止。
•
2、试件在室温中冷却30min，用刮刀刮去环面上的试样，使其与环面齐
平。
•
3、试样软化点小于80℃，将试样环，钢球、定位环等置于5℃±0.5℃
水的恒温槽中至少15min；软化点大于80℃时，将试样环，钢球、定位环等
• 四、计算： •
分计筛余百分率
: Pi
mi m0
100
式中：
Pi 第i级试样的分计筛余量（%）； mi 第i级筛上颗粒的质量（g）； m0 全部矿料质量（g）。
累计筛余百分率：该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛的各
号筛上的分计筛余百分率之和，准确至0.1%。
通过筛分百分率：用100减去该号筛上的累计筛余百分率，准确
Pa 沥青混合料的沥青含量（%）。
同一沥青混合料试样至少平行试验两次，取平均值作为试验结果，两 次试验结果的差值应小于0.3%，当大于0.3%小于0.5%时，应补充一次 试验，三次试验最大值与最小值不得大于0.5%。
沥青混合料的矿质级配检验方法
•一、目的与适用范围： • 本方法适用于测定沥青路面施工过程中沥青混合料的矿料级配，以 评定沥青路面施工质量时使用。 •二、主要仪具与材料：标准筛、摇筛机、天平、烘箱。 •
•
在规定形态的沥青式样，在规定温度下以一定速度受拉伸至
断开的长度，以cm计。延度主要表征沥青的延性。
• 二、标准试验条件：
•
试验温度：25℃、15℃ 、10℃、 5℃；拉伸速度：5cm/min
• 三、主要仪具与材料：延度仪、试模与试模底板、隔离剂。
道路沥青的路用性能
备DSR列入Superpave的沥青路用性能规范
整理ppt
4
沥青结合料的抗疲劳性能
➢ Superpave沥青胶结料
性能规范要求
τmax
施 加 的 剪 应 力
时间t
τmin
γmax Δt
产
生
的
剪
应
时间t
变
γmin
整理ppt
5
沥青结合料的抗疲劳性能
➢SHRP相关指标
2T r3
虚 轴
•r h
G max min max min
过滤洗涤
35
沥青的化学组成与沥青性能的关系
➢ 沥青组分分析概述
在我国，广泛使用四组分析法(SARA分析法）
• 饱和分（S）
• 芳香分（Ar
）
• 胶质（R）
• 沥青质（A）
五组分分析(化学沉淀法）
• 沥青质（At)
• 氮基（N)
• 第一酸性成分（A1)
• 第二酸性成分（A2)
• 链烷分（P）
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➢ 对指标的评价
G*·sinδ值越小，表示疲劳性能越 好。
G*·sinδ实际上包括了复数剪切劲 1
度模量及相位角两个因素。
总之，对检验沥青样品，低温下 2
其G*越小，δ越大的样品，其耐 疲劳性能越好。
G
* 1
G
* 2
1 2 E1 E2
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8
沥青结合料的抗疲劳性能
试验要求
试验温度
• 中等路面温度，大体相当于最高设计温度计最低设计温度平 均值以上4℃，在年最不利季节时期的路面温度状态下，相 当于纯融时期的温度条件。
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32
沥青中蜡对路用性能的影响
沥青混合料路用性能影响因素
广西南友公路沥青混合料路用性能的影响因素与试验分析二航局四公司汪继平摘要：据南友高速公路沿线的气候、水文地质等情况分析影响沥青混合料路用性能的主要因素，根据矿料级配试验研究的成果，提出采取的级配范围。
关键词：沥青混合料路用性能影响因素改善措施级配试验1工程概况国道主干线衡阳-昆明公路支线南宁至友谊关公路主线全长179.19km，联线长41.848km，为广西首条采用全沥青路面的高速公路，工程于2003年底开工，要求2005年10月1日前竣工通车。
南友公路位于北回归线以南，属亚热带季风气候，年平均降雨量1400mm以上，年平均日照1700h以上，年平均气温21~22.1℃，年无霜期352d，年平均蒸发量1350mm。
根据沿线的气象条件，按文献[1]，南友路属于东南湿热区中的华南沿海台风区（VI7）；按照文献[2]附录A的沥青路面施工气候分区，广西属于热区，最低月平均气温＞0℃，另外根据广西南宁地区的降雨量＞1000mm，属于多雨潮湿地区。
根据文献[3]的沥青路用性能气候分区，广西南宁地区属夏炎热冬温区1-4区。
在这样的气候条件下，高温、降雨以及重车渠化等将是影响沥青混合料路用性能的主要因素，沥青混合料需着重考虑高温稳定性、水稳性、耐久性以及面层的抗滑性能。
下面就影响沥青混合料路用性能的主要因素结合南友公路的特点作出级配的试验研究，并提出一些建议和改善措施，为沥青面层的施工提供参考。
2 沥青混合料路用性能的影响因素2.1沥青混合料沥青混合料是用具有一定粘度和适当用量的沥青材料与一定级配的矿质集料经过充分拌和而形成的混合物。
其路用性能主要有：高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能、耐久性、低温抗开裂性能、表面特性。
影响沥青混合料路用性能的因素是多方面的，其中矿料的级配组成较为关键，从使用性能上来说，骨架密实结构是最理想的级配组成。
2.2.影响沥青混合料路用性能的主要因素2.2.1集料级配沥青混合料高温稳定性的形成机理来源于沥青结合料的高温粘性和矿料级配的嵌挤作用，提高矿料的嵌挤作用是改善沥青混合料高温稳定性的主要途径。
不同工艺对浇筑式沥青混合料疲劳性能的影响
随着 中 国公 路 建 设 的高 速 发 展 ， 桥 梁 建 设 也 呈现 高 速发 展趋 势． 其 中： 大跨径 桥 梁建 设 是 桥 梁 建设 中的重 中之 重 ， 并 且 大跨 径 钢桥 面铺 装 技 术
也 发展 到瓶 颈 阶 段 ， 出现 了难 题 ． 在珠三角地 区，
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ４ ０ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＧＭ Ａ ａ ｎ ｄ Ｍ Ａ ，ｔ ＷＯ ｍｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｇ ｕ ｓ ｓ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｍｉ ｘ — ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ，ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｔ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ —
不 同工 艺对 浇筑 式 沥 青 混 合 料 疲 劳 性 能 的 影 响
聂 文 ，张 肖宁 ， 吴志勇
（ 华 南理 工 大 学 土 木 与 交通 学 院 ， 广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ）
摘
要： 通 过 使 用 ＧＭＡ 和 ＭＡ 两 种 成 型 工 艺 的 浇 筑 式 沥 青 混 合 料 ， 并 对 其 进 行 室 内冲 击 韧性 试 验 ， 获
沥青路面力学性能影响因素分析综述肖楠轩
沥青路面力学性能影响因素分析综述肖楠轩发布时间：2023-05-09T04:18:45.111Z 来源：《建筑实践》2023年5期作者：肖楠轩[导读] 沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。
但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。
而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。
最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望重庆交通大学土木工程学院摘要：沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。
但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。
而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。
最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望。
关键词：道路工程；路面力学；力学性能0 引言随着我国国民经济和公路交通运输事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超限的现象十分普遍。
沥青路面在运营过程中遭受到车辆重复碾压、水热光（气候）耦合、地质条件等因素叠加的作用，加之路基路面施工质量存在一定的不确定性，同一路段使用的原材料是否保持一致，以及现行路面设计层间接触假设的不足，最终导致路面结构实际工作状态，无论是力学模型或是材料性质都与设计理论有着一定程度的差距[1-3]。
1 国内外研究状况早在1962年，关于层间接触状态对沥青路面结构稳定性的影响便被提出，此后多年不断涌现出关键性文章对层间接触状态的影响做进一步诠释。
先是H.Hertz首次系统地阐述了弹性接触问题，并提出了经典的Hertz弹性接触理论。
浅谈沥青混凝土路面的疲劳性能研究
验． 以美 国的 Ａ Ａ Ｓ ＨＯ 试 验路 为典 型代 表 ； 第二 类 是采 用 足尺 路 面结 构模 拟 汽 力 ； 当车 辆直 接作 用 时 ， 沥青 混凝 土 主要是 承受 压应 力 ， 这 样 一拉 一 压就 是一 个疲 劳作 用循 环 。在沥 青混 凝土 路 面 的使 用 过程 中 ， 要 承受 百万 次 这种 疲 劳
囵囝四｛ 圜
路桥建设
浅谈沥青混凝 土路面 的疲 劳性 能研 究
摘要 ： 随着惠州经济的不断发展， 市政道路交通量也在不断地增大， 沥青道路的建设不断增加， 沥青混凝土路面所要承受的荷
载也 越来 越 大。 由于 车辆 的速度 、 重量 等 因车 而异 ， 并 且作 用 次数达 到 十万 甚 至百 万次 ， 这 时汽 车荷 载作 用于 沥青 混凝 土 路面 时 ， 相 当于在 沥青 混凝 土路 面作 用 了循环 的疲 劳荷 载 。 在这 样 疲 劳荷 载的作 用 下 ， 沥青 混凝 土则 会发 生疲 劳破 坏 。 通 过对 沥青 混凝 土 的疲
前 两 类方 法都 能较 好 地反 映路 面实 际 疲劳性 能 ， 但 耗 资 巨大 、 周期长， 且 试验 结果 受 当地 环境 及 所选 用 的路 面 结 构影 响 较 大 ， 开 展 并不 普 遍 ， 因此 大 量采 用 的还是 周 期短 、 费用少 的室 内小 型试件 疲 劳试 验 。
强了矿料间的粘结 力， 提高了混合料的强度和稳定性 ， 使路面的使用质量的 耐久 性 都得 到 提高 。与水 泥 混凝 土 路 面相 比 ， 沥青 路 面具 有 表 面平 整 、 无接 缝、 行 车舒 适 、 噪 音低 、 耐 磨 性好 、 振动 小 、 施 工期 短 、 养 护 维修 方便 、 适 宜 于分 期修 建 等优 点 。 因而 获得 越来 越广 泛 的应 用 。 但 是 在汽 车荷 载 的作用 下 ， 沥 青 混 凝 土路 面要 承 受反 复 的拉 压 循环 作 用 ， 经过 一 定 的循 环 次数 ， 沥 青混 凝 土 就会 发生疲 劳破 坏 ， 疲 劳破 坏也 是 沥青 混凝 土 的主要 破 坏形 式 之一 。只有 通 过 研究 沥青 混凝 土 的疲 劳 眭能 ， 才 能更好 地 预 防疲劳 破 坏的 发生 。
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沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素
作者：林敏
来源：《装备维修技术》2020年第07期
摘要：近年来，随着我国经济和科技的不断进步，人们对日常生活水平的质量要求越来越高。
建筑作为人们日常生活和工作必不可少的一部分，人们对其质量要求也存在着定的关注。
为了更好地保证沥青混合材料在使用中的抗疲劳性能，逼着对相关的沥青混合料进行了分析。
分析研究发现，不同类型的沥青混合料疲劳寿命是与其应力之间有一定的联系。
应力比增加，那么滤镜混合材料疲劳寿命就会随之减少。
除此之外，还有一系列的研究发现，都有了一定的结果。
关键词：沥青混合料;疲劳性能;影響因素
在一些桥梁路面的基础施工过程中，沥青材料的使用是必不可少的。
但是近年随着行车荷载力等方面的因素，很多沥青路面的强度与以前相比发生了明显的变化。
不仅容易出现疲劳破坏，还导致路面的使用寿命及使用性能都得到了破坏。
因此，对于我国相关企业和管理部门而言，研究影响沥青混合料疲劳性能的因素，并解决其疲劳寿命带来的影响是一项迫在眉睫的任务。
笔者通过研究资料和实际情况，对多种沥青混合料的疲劳性能进行了相应的研究，通过研究认为ARAC—13在自愈合作用后疲劳寿命是最长的。
此外，笔者还针对不同的行车荷载和温度作用下沥青路面的疲劳性能，并也对此进行了分析和整理。
本次分析和整理主要的目的是为了提高今后沥青混合料在使用中的疲劳性和使用寿命，研究结果仅供参考。
一、原材料和混合料配合比
1、原材料技术性质
（1）沥青
根据实际情况，选取了一项路面工程进行研究。
在研究中，选取70号沥青和SBS改性沥青进行加护性质的相关测定。
研究结束后我们发现，70号沥青技术性质，无论是在针入度、延度、软化点还是闪点方面均符合相关的规定和标准值。
而SBS改性沥青技术在这些方面也与70号沥青技术并无太大的区别。
这也叫从一定程度上证明70号沥青在工程建筑使用阶段是符合相关规定和标准的。
（2）粗集料
所谓的粗集料指的是采用玄武岩的材料，这种材料的公称粒径分为两种，分别是5～10和10～15。
经过研究分析粗集料的技术性质发现，5～10的针片状测试值与10～15的针片状测
试值之间存在较大的差异。
但就其他方面而言，无论是表现相对密度或是吸水率还是压碎值、洛杉矶磨耗损失等，两者之间并无太大的区别。
（3）细集料
在细集料中通常选用机制砂。
细集料的技术性质不像粗集料一样复杂，粗集料的分类也不像初集料一样细。
但经研究证明，细集料技术性质无论是在表现相对密度或是坚固性还是含泥量、砂当量、亚甲蓝值、棱角性等各个方面都符合相关的规定及标准。
2、配合比设计
配合比的设计，对沥青混合料的疲劳性能也有着一定的影响。
AC-13和SMA-13是沥青混合材料中较为常见的配合比设计。
但这两种材料有着不同的尺寸和标准。
经过细致的研究和分析发现，不论筛孔尺寸是多少，两者之间的通过质量百分比都是相似的，并无太大的区别和区分。
二、实验内容
1、实验方案
经过结合相关企业的施工现场中的路面结构受力的特点，相关的研究技术人员通过采用控制应力模式、研究应力比和加载频率、沥青种类等对AC—13和SMA—13的疲劳性能展开了研究。
研究发现，采用疲劳寿命评价沥青混合料疲劳性能，疲劳寿命最长的路面，抗疲劳性能越好。
但如果疲劳寿命最短的路面，相应的抗疲劳性能也就越差。
这不仅仅是一个研究发现，相关企业在建筑施工过程中也可以参考这个研究的结果，对路面疲劳性展开更深层次的研究。
（1）应力比取值
研究队伍根据沥青路面受力的实际情况，拟用了五个不同的应力比。
（2）加强频率取值
在路面施工的过程中，现场道路的沥青使用寿命与现场道路的行车速度和行车频率之间也有着相应的关系。
加强频率取值能够控制好相应的应力比。
2、试验方法
（1）制备小梁试件
根据我国相关规定制备一些试件，试件的尺寸及大小都要依据相关规定和实际情况选择。
只有这样才能保证在实验的过程中符合一定的标准，通常来说，尺寸大小也会根据不同的实际情况进行选择。
在这个期间，相关工作人员就需注意，尺寸的选择不仅影响到实验的结果，更会影响到实验的进展。
（2）室内弯曲疲劳试验
疲劳试验对沥青的使用寿命也有着一定的影响，室内的弯曲疲劳试验是符合相关实验规定和标准的。
室内实验的目的主要是为了防止天气及温度给沥青带来的不良影响。
三、疲劳试验结果分析
1、应力比
经过研究发现，不同结构类型的沥青混合料会随着应力比的增加而减少寿命。
2、加载频率
在同样的条件和情况下，沥青混合料疲劳寿命的增加会随着加载频率的增加而增加。
也就是说，加载频率与沥青混合料，疲劳寿命的使用之间存在正比关系。
3、沥青种类
众所周知，沥青的种类对沥青的使用有着一定的影响，不仅会影响到路面建设的质量，还会影响到其使用寿命。
四、结束语
综上所述，经过相关的研究应力比、加载频率和沥青种类对沥青混合料疲劳性的影响，我们不难得出不同结构类型的沥青混合料，疲劳寿命会随着应力比的增加而逐渐减小。
除此之外，在相同的应力比条件中，沥青混合料疲劳寿命还会随着加载频率的增加而逐渐增加，也就是说，疲劳寿命与加载频率是成正比变化的。
最后，在同样的情况和条件下，SBS改性沥青对沥青路面的耐久性能有着更好的作用。
参考文献：
[1]张雷，刘全涛，吴少鹏，等.自愈合胶囊对沥青混合料的性能影响研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2018，
[2]周志刚，王习进，沙晓鹏.水作用对沥青混合料疲劳性能影响试验[J].长沙理工大学学报（自然科学版），2014，11（2）：1-8.。