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沥青混合料的路用性能

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性沥青路面高温稳定性习惯上是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。

稳定性不足的问题,一般出现在高温、低加荷速率以及抗剪切能力不足时,也即沥青路面的劲度较低情况下。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性其常见的损坏形式主要有:泛油:是由于交通荷载作用使混合料内集料不断挤紧、空隙率减小,最终将沥青挤压到道路表面的现象。

如果沥青含量太高或者空隙率太小这种情况会加剧。

沥青移向道路表面令路面光滑,溜光的路面在潮湿气候时抗滑能力很差。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性其常见的损坏形式主要有:推移、拥包、搓板等类:损坏主要是由于沥青路面在水平荷载作用下抗剪强度不足所引起的,它大量发生在表处、贯入、路拌等次高级沥青路面的交叉口和变坡路段。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性其常见的损坏形式主要有:车辙:对于渠化交通的沥青混凝土路面来说,高温稳定性主要表现为车辙。

车辙致使路表过量的变形,影响了路面的平整度;轮迹处沥青层厚度减薄,削弱了面层及路面结构的整体强度,从而易于诱发其它病害;雨天路表排水不畅,降低了路面的抗滑能力,甚至会由于车辙内积水而导致车辆飘滑,影响了高速行车的安全;车辆在超车或更换车道时方向失控,影响了车辆操纵的稳定性。

可见由于车辙的产生,严重影响了路面的使用寿命和服务质量。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性1.车辙的主要成因根据车辙形成原因不同,可将其分为四大类型:①失稳型车辙这类车辙是目前研究的主要对象。

它是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下,其内部材料的流动产生横向位移而产生。

通常发生在轮迹处。

当沥青混合料的高温稳定性不足时,在外力的作用下就会产生这种车辙。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性1.车辙的主要成因根据车辙形成原因不同,可将其分为四大类型:②结构型车辙这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成。

这种变形主要由于路基变形传递到面层而产生。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性1.车辙的主要成因根据车辙形成原因不同,可将其分为四大类型:③磨耗型车辙由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下持续不断地损失形成,尤其是汽车使用了防滑链和突钉轮胎后,这种车辙更容易发生。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性1.车辙的主要成因根据车辙形成原因不同,可将其分为四大类型:④水损害型车辙由于沥青路面的中下面层产生明显的水损害,而失去了沥青膜的粘结作用,从而在荷载的作用下出现变形累积而形成的车辙。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性1.车辙的主要成因根据车辙形成原因不同,可将其分为四大类型:⑤再压实型车辙由于沥青混合料的压实度未达到规定要求,在行车荷载的反复作用下,混合料局部的压实度进一步增加,从而产生压缩变形,形成车辙。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性1.车辙的主要成因纵观车辙形成过程可简单地分为三个阶段:①开始阶段的压密过程②沥青混合料的流动③矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏据测量车辙开始形成时,轮胎下的下沉体积一般要大于两侧隆起的体积,说明车载的初期主要是再压实造成的;这以后,两部分体积逐渐相等,说明再压实已经完成,车辙主要是由流动变形产生的。

根据AASHO试验路的测定,车辙量随沥青层厚度的增加而增加,到25cm时达到稳定状态,沥青层厚度增加而车辙深度不再增加。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性2.车辙的主要影响因素影响沥青路面车辙的因素主要有集料、混合料、混合料类型、荷载、环境等通常情况下,为提高混合料的抗车辙性能可采取以下技术途径:①使用高粘度沥青②使用棱角性好的集料③降低沥青用量④增加VMA⑤降低环境温度⑥缩短荷载作用时间⑦降低轴载沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性2.车辙的主要影响因素影响沥青路面车辙的因素主要有集料、混合料、混合料类型、荷载、环境等沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性2.车辙的主要影响因素影响沥青路面车辙的因素主要有集料、混合料、混合料类型、荷载、环境等沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法可用于沥青混合料高温稳定性评价的试验方法有多种,目前主要可分为两类,一类是简单力学试验,如:单轴加载试验、三轴加载试验径向加载试验、弯曲蠕变试验、扭转剪切试验、简单剪切试验等。

另一类是模拟试验,如:车辙试验、环道试验、直道试验、野外现场试验等。

马歇尔稳定度与流值蠕变试验v单轴静载、三轴静载、单轴重复加载和三轴重复加载。

v压缩蠕变、弯曲蠕变和劈裂蠕变试验。

蠕变试验无侧限静态蠕变试验重复剪切荷载试验(SST)有侧限动模量试验剪切动模量试验剪切动模量试验沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验车辙试验方法最初由英国道路研究所(TRRL)开发的,由于试验方法本身比较简单,试验结果直观而且与实际沥青路面的车辙相关性甚好,因此在日本、欧洲、北美、澳大利亚等国得到了广泛应用。

路面分析仪APA旋转加载车辙仪RLWT经验试验—汉堡轮迹试验机沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验车辙试验是用负有一定荷载的轮子,在规定的高温下对沥青混合料板状试件在同一轨迹上作一定时间的反复碾压,形成辙槽,以辙槽深度RD和动稳定度DS来评价沥青混合料抗车辙能力的一种试验方法,也有通过一定作用次数产生的形变来评价的。

沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验01234567890102030405060时间(min )车辙深度(m m )AC-30ATB-25ATB-30LSM-30A21456042)4560(C C D D DS ××−×−=沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验30.27954.95.99824.615.715194.3AK-16C13.86854.98.68854.618.98924.3SAC-1645.57195.413.25035.118.712114.8AC-16I9.77414.917.79654.611.915984.3AK -16A变异系数(%)平均值油石比(%)级配类型沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验8.86682AC-302.743000ATB-25 1.645115ATB-30 2.872858OGFC-16 2.054630LSM-30A 总变形量(mm )动稳定度(次/mm )级配沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验20040060080010001200140016001800油石比动稳定度(次/m m )AK —16A AC —16I SAC —16AK —16COAC-0.3 OAC OAC+0.3沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验23953317565.5中粒式364457.0细粒式45160713509127.507.508.962596198515345.105.666.534564.5粗粒式52249630411.2813.6420.52146711578036.698.7010.174565.5中粒式5585163609.859.8314.051913122710766.197.057.714565.5细粒式60DS Δh(mm)DS Δh(mm)单-90单-70厚度(cm )沥青用量(℃)混合料种类试验温度(℃)沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验100020003000400050006000沥青用量动稳定度(次/m m )6cm 8cmOAC+0.3OAC-0.3OAC沥青混合料的路用性能一、沥青混合料的高温稳定性3.沥青混合料高温稳定性的评价方法车辙试验沥青混合料的路用性能二、沥青路面的低温抗裂性沥青路面开裂可以分为两类:荷载型裂缝和非和荷载型裂缝。

沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝,温度裂缝又有两种,一种是低温收缩裂缝或者简称低温裂缝,由于一般道路沥青面层的宽度都不很大,横向收缩所受到的约束较小,所以低温开裂主要是横向的。

另一种是温度疲劳裂缝,温度疲劳开裂可能发生在冬季,也可能发生在别的季节,北方冰冻地区可能发生这种裂缝,南方非冰冻地区也可以发生这种裂缝。

初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能并没有明显的影响,只是有损美观。

但是随着表面雨水和雪水的进入,导致裂缝两侧的路面结构层,特别是裂缝附近土基的含水量增大,甚至饱和。

其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载的反复作用下,产生冲刷和唧浆现象,从而使裂缝发展成为网裂、龟裂而使路面很快产生结构破坏。

沥青混合料的路用性能二、沥青路面的低温抗裂性沥青混合料的路用性能二、沥青路面的低温抗裂性0510152025300204060803%I 3%II 5%I 5%II沥青混合料的路用性能二、沥青路面的低温抗裂性沥青混合料的路用性能二、沥青路面的低温抗裂性试验方法v温度应力试验、收缩系数试验、直接拉伸试验或间接拉伸试验、应力松弛试验、劲度模量试验、低温性能J-积分、低温弯曲、低温蠕变试验。

间接拉伸(劈裂试验)约束试件的温度应力试验(TSRST)试验方法国外主要研究机构测定性质模拟现场条件试验结果在力学模式中的应用对老化和水化的适应性对大粒径集料的适用性操作性设备成本及通用性备注①间接拉伸试验佛罗里达大学阿尔贝诺大学低温拉伸应力应变特性,拉伸强度不可接用于低温开裂模式中高易中等通用证明步骤完善,在专业应用之前很重要②等速拉伸的直接拉伸试验滑铁卢大学沥青协会,布朗斯切维克技术大学拉伸应力应变特性,拉伸强度不同上中高易中等通用证明步骤完善,在专业应用之前很重要③拉伸蠕变滑铁卢大学,安大略运输省拉伸应力应变特性,拉伸强度不同上中高易中等通用专业上未大量应用④简支梁的弯曲试验威斯康复大学、北海道大学应力应变特性,拉伸强度、应力松弛性能不同上低高易中等通用专业上未大量应用试验方法国外主要研究机构测定性质模拟现场条件试验结果在力学模式中的应用对老化和水化的适应性对大粒径集料的适用性操作性设备成本及通用性备注⑤约束试件温度应力试验加州大学贝莱分校,英国石油协会,北海道大学,USACR-REL犹他州运输部,布郎斯切维克技术大学低温温度应力特性,拉伸破坏温度是直接用于低温开裂和疲劳中高易中等不通用证明步骤完善在专业应用之前很重要⑥受约束梁的三点弯曲试验德克萨斯A&M大学临界能释放速率不间接应用低低难中等通用证明步骤完善但不能应用到大集料混合料⑦C*线积分试验CLT实验室俄亥俄州立大学能量释放速率线积分不间接应用中中中中等通用证明步骤完善⑧温度胀缩系数犹他州运输部阿拉斯加运输部温度胀缩系数是间接应用,连同应力应变特性使用中高易低成本,不通用证明步骤完善试验方法主要研究机构测定指标可操作性应用程度试验规程①劈裂试验“七五”、“八五”公关破坏应力、应变及劲度脆化点易生产常用T 0716②压缩试验“七五”公关破坏强度、破坏应变劲度模量易较少T 0713T 0714③弯曲(或劈裂)蠕变试验“八五”公关部公路所哈建大蠕变速率蠕变劲度模量中等中等T 0728④约束试件温度应力试验(TSRST)陕西理工大学长沙交通学院温度应力特性拉伸破坏温度难研究用无⑤弯曲试验“七五”公关项目极限弯曲应变、强度劲度模量易生产常用T 0715⑥直接拉伸试验西安公路交通大学拉伸强度难研究用无⑦线收缩系数试验部公路所温度胀缩系数易常用T 0720⑧应力松弛试验东南大学哈建工剩余应力比、松弛模量难研究用无⑨低频疲劳试验哈建大部公路所温度应力疲劳寿命中等中等无⑩切口小梁弯曲部公路所可用于收缩反射裂缝评价中等中等无沥青混合料的路用性能三、沥青混合料的抗疲劳性能随着公路交通量日益增长,汽车轴重不断增大,汽车对路面的破坏作用变得越来越明显。

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