沥青混合料低温蠕变性能研究沥青混合料低温蠕变性能研究.pdfVIP

沥青混合料低温蠕变性能研究 王逸仓王秉纲田康斌杨晓明 王亚军刘永祥李延华 (内蒙古交通设计院010000) (西安公路交通大学公路工程学院710064) 摘要本文主要对沥青混合料低温开裂的国内外研究现状进行了分析，进行了不同温度、不同 混合料组成的沥青混凝土小架低温弯曲囊变试验，根据试验结果分析研究了沥青混台料 的低温性能．探讨了影响沥青混合料低温性能的因素。 关t锕沥青混合料低温性能低沮弯曲蠕变低沮开裂 低温裂缝是寒冷地区沥青路面的常见病害之一。其开裂形式有两种，一种是低温收缩裂 缝，另一种是温度疲劳裂缝。裂缝的出现是路况恶化的开始，随着雨、雪、冰的入侵及反复的低 温作用，从裂缝中不断进入的水分使基层甚至路基软化导致路面的承载力下降，影响行车舒适 性并使路面寿命降低，严重时道路会失去使用功能。因此研究路面低温开裂规律已成为国内 外沥青路面的重要研究内容之一。 长期以来沥青面层低温缩裂被认为是材料问题，而沥青混合料的劲度兔是可以反映沥青 路面低温性能的一个基本指标，加拿大的学者迈克劳特提出把沥青混合料的劲度限制在一定 较低范围内便可消除横向裂缝，这种方法有一定的科学性，但只适用于一定经验范围内。 1966年加拿大的Hm和蹦∞根据温度应力与抗拉强度的平衡提出预估破裂温度法。随 温度下降，当面层的收缩应力d(T)累计达到极限强度[“]时，沥青路面出现横向裂缝，此时的 温度称为低温破裂温度。虽然它能对沥青混合料低温开裂的温度做出预测，但大量现场数据 证明，难以完全反映沥青路面产生低温开裂的程度。 近年来，应用松弛理论预测沥青面层低温开裂的方法，得到了普遍认可。通常假设面层温 度均匀分布，将路面低温缩裂条件描述为： J u‘ 巾∽=C椰珥(fI)掣dt 0 这一理论表明，温度应力口积累依赖于路面材料的收缩系数。、松弛弹性模量占，以及降 温速度。当累积应力一或应变e超过材料容许应力[一，]或应变[e．]时，面层将开裂，因而收缩 特性和梧弛能力是评价沥青混合料低温抗裂性能的熏要指标。 预估破裂温度法和松弛理论都以低温收缩应力小于容许应力为根据，上述判断仅考虑了 面层自身的收缩特性和粘弹性行为，具有较大的局限性。而能量法是将路面结构整体的热物 理性能和力学行为作为一个系统，依据粘弹性理论，用一维温度应力场有限元计算模式，按照 能量翔断沥青路面相对低温缩裂率的计算方法。它克服了预估破裂温度法和松弛理论的缺 263 ——]盯虿五蕊罚瓯垂r。_■ 点，具有广泛的应用前景。 在具体试验方面，美国s}Ⅱ啦研究计划中曾以温度应力试验、收缩系数试验、断裂力学J 一积分和c’—线积分试验4种试验作为研究沥青路面低温开裂问题的主要手段，，最后从众 多试验方法中筛选出温度应力试验作为评价沥青混合料低温抗裂性能的试验方法。 我国在“八五”攻关专题中，提出了沥青混合料低温抗裂性能的评价指标，沥青混合料以 O℃时的弯曲蠕变速率评价低温抗裂性能，并推荐了不同气候区的蠕变速率标准(表1)，而且 采用国内自行研制的试验设备，进行温度应力试验。 “八五”专曩t识的两青混台料低置指标 表1 一37 一21．5—一37 一21．5一一37 )一9 年掇嗣量蚝气基(℃) 冬严搴区 冬寒区 冬冷区 枣置区 弯曲■变建辜 lO。6