收稿日期:2005204226
基金项目:国家西部交通建设科技项目(200131800019)作者简介:张宜洛(19662),男,河南偃师人,副教授,博士研究生.
第26卷 第4期2006年7月
长安大学学报(自然科学版)
Journal of Chang πan University (Natural Science Edition )
Vol.26 No.4
J ul.2006
文章编号:167128879(2006)0420035205
沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响
张宜洛,郑南翔
(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:沥青混合料的结构和参数决定了沥青路面的路用性能。将沥青类型、级配、级配的4.75mm 、2.36mm 的通过率以及粉油比等作为沥青混合料的基本参数,从混合料的宏观特点出发,用试验的方法揭示各项基本参数对混合料高低温性能的影响及变化规律。结果表明:沥青的变化和结构的调整对其温度稳定性影响相当大;随着4.75mm 通过率和2.36mm 通过率的增大,沥青混合料的高低温性能趋差;粉油比应在不同类型中加以综合考虑。
关键词:道路工程;沥青混合料;基本参数;高温稳定性;低温抗裂性能中图分类号:U414.75 文献标识码:A
Influence of basic parameters on high and low temperature
performances of bituminous mixture
ZHAN G Y i 2luo ,ZH EN G Nan 2xiang
(Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education ,Chang ’an University ,Xi ’an 710064,Shaanxi ,China )
Abstract :The parameters and struct ure of bit uminous mixt ure determine t he performances of as 2p halt pavement.Taking t he types of asp halt ,t he grade of mixt ure ,t he 4.75mm passing percent 2age ,t he 2.35mm passing percentage ,and t he ratio of powder to oil as t he basic parameters ,a lot of test s are carried out to reveal t he influence of t ho se basic parameters on t he performances of as 2p halt pavement at low and high temperat ure.The result s show t hat t he types of asp halt and t he change of mixt ure st ruct ure have a great influence on t he performances of pavement.Wit h t he in 2crease of 4.75mm and 2.35mm passing percentage ,t he performances of bit uminous mixt ure will dicrease ;t he influence of t he ratio of powder to oil must be considered in different struct ure.1tab ,12figs ,6ref s.
K ey w ords :road engineering ;bit umino us mixt ure ;basic parameters ;stability at high tempera 2t ure ;anti 2cracking ability at low temperat ure
0 引 言
沥青路面的路用性能是由沥青混合料内部的材料及其结构属性所决定的,由于某些因素的变化而
出现不同的路用性能表现形式,形成了不同的沥青
混合料类型[1]。为了解决实际工程中的应用问题,学者对沥青混合料的路用性能进行了大量的研究。例如,改变沥青性质而采用改性沥青,改变矿料级配
采用SU PERPAV E 及SMA 等,
以满足复杂的路用
性能要求等[2]。
其研究的方向和方法大多局限在某一方面,如SMA 的合理级配[3]、SU PERPAV E 的优化组合等。每种混合料均有各自的特点和最优方案,但从整体上看,把握混合料的内在规律,了解混合料的多样性和复杂性,就可以很好地解决混合料的自身缺陷。
本文对多种类型沥青混合料的高低温技术指标进行汇总,将沥青混合料的基本参数(沥青、级配、级配的4.75mm 和2.36mm 的通过率以及粉油比等)采用代表值的方式,利用统计分析方法从整体上分析各项基本参数对沥青混合料高低温性能的影响及变化规律,以期对沥青混合料进行全面的了解。
1 沥青混合料的基本参数
沥青混合料的强度是由沥青的粘结力c 与骨料
颗粒间的嵌挤力、内摩阻力φ构成[3],由于混合料结构的不同,从而使两者的力学性能主次表现形式不同,形成了通常意义上的悬浮密实结构、骨架空隙结构与骨架密实结构等,在路用性能和力学性能上表现出不同的特点。沥青混合料的参数应能反映出力学性能的变化和结构类型的不同。本文选定的沥青混合料的基本参数为沥青、矿料级配、4.75mm 、2.36mm 的通过率以及粉油比等。
2 研究方案
为了全面分析研究沥青混合料的性能,本文选用了普通沥青、改性沥青,级配选择了AC 、A K 、
SMA 、SU PERPAV E 等,结构性能从悬浮密实结构到骨架密实结构。
研究方案中沥青选择重交沥青A H 290#和以A H 290#为基础的SBS 改性沥青,集料选取花岗岩,矿粉为石灰岩,矿料的级配类型选择AC 、A K 、SMA 、SU PERPAV E 等。
研究方案的汇总见表1,研究范围取值是对所有级配进行分析、汇总而得到的,代表值取研究范围的中值,试验数据也是取中值作为代表值。
3 影响沥青混合料高温稳定性的参数
沥青混合料高温稳定性通常采用车辙试验进行检测,采用动稳定度(D S )作为评价指标。一般认为,动稳定度越大,其高温稳定性越好,沥青混合料高温抗车辙的能力越强。试件尺寸为300mm ×300mm ×50mm ,试验轮行走速度为42次/min ,轮荷重
表1 研究方案
沥青混合料
AC A K SU PER SMA 4.75mm
通过率/%2.36mm
通过率/%粉油比(矿粉/沥青)
研究范围
44～4838～4242～4624～30代表值
46404427研究范围
35～4029～3127～3018～23代表值37.530.028.520.5研究范围 1.22 1.46 1.58 1.50～1.80
代表值
1.22
1.46
1.58
1.65
注:SU PER 为SU PERPAV E 的缩写(以下同)。
0.7M Pa [4]。
3.1 沥青对高温稳定性的影响
沥青对沥青混合料的高温稳定性起着非常重要的作用,为提高高温抗车辙能力,在中国常采用对沥青进行改性的方法。沥青及改性沥青对沥青混合料动稳定度的影响关系见图1。
图1 重交沥青和改性沥青对沥青混合料动稳定度的影响
从图1看,改性沥青能明显提高沥青混合料的动稳定度,其原因是对沥青进行SBS 改性可大幅度提高沥青高温下的粘滞度及粘韧性,相应提高了混合料在高温下内部沥青与骨料的粘结力c ,混合料的结构更加稳定,使高温抗车辙性能增加。与基础沥青相比,改性沥青提高的幅度不同,普通沥青混凝土AC 提高64%,抗滑级配A K 提高79%,高性能沥青混合料SU PERPAV E 提高99%,沥青玛蹄脂碎石SMA 提高235%。由于提高的幅度不同,反映在不同的混合料结构内部,使沥青表现出的粘结力c 的性质有所不同。从结果看,SMA 混合料采用改性沥青效果最好,建议使用SMA 时应尽量选用改性沥青。其次是SU PERPAV E ,从高温性能看,AC 采用改性沥青对提高高温性能也有较大的帮助。3.2 级配对高温稳定性的影响
级配的变化影响到混合料的类型,也直接影响到混合料内部骨料的嵌挤力和内摩阻力φ,从而影响到混合料的抗车辙能力。矿料级配对混合料动稳定度的影响结果见图2(普通重交沥青)和图3(改性沥青)。
6
3长安大学学报(自然科学版) 2006年
图2 矿料级配对动稳定度 图3 矿料级配对动稳定度 的影响(重交沥青) 的影响(改性沥青)从图2分析普通沥青混合料在矿料级配变化的情况下对沥青混合料动稳定度的影响。以AC为基础,由A K到SU PERPAV E再到SMA变化程度为:45%、64%、104%。在混合料结构从悬浮密实状态到骨架空隙状态再到骨架密实状态的过程中沥青混合料的φ不断增大,使沥青混合料的高温抗车辙能力不断提高。
从图3分析SBS改性沥青混合料在矿料级配变化的情况下对沥青混合料动稳定度的影响。以AC为基础,由A K到SU PERPAV E再到SMA变化程度为:0%、26%、163%。在改性沥青的状态下,由于混合料的c值本身较大,在结构改变时可能φ值的变化不太明显,使混合料在A K和SU PER2 PAV E的作用不太明显;当出现明显的骨架时,改性的作用才能充分发挥,这可能就是SMA提高幅度较大的原因。
综合图2、图3,沥青混合料结构的变化对于动稳定度的影响规律依不同类型的沥青而表现不同。在由悬浮结构转变为骨架结构的过程中,普通沥青混合料的动稳定度逐步提高,说明φ值的影响明显;而改性沥青混合料有一个突变,说明在φ值影响的同时,对c值也具有明显的影响。
以普通重交沥青AC混合料的动稳定度为基础,与既用改性沥青又发生结构改变的进行对比:改性的AC提高164.4%、改性的A K提高16414%、改性的SU PER提高232.2%、改性的SMA提高596%。可以明显看出,在双重的作用下,混合料的φ值和c值同时提高,SMA可以使沥青混合料的高温性能提高近6倍,SU PERPAV E提高2倍多。
分析级配与沥青的作用,对于AC来说,由普通沥青变为改性沥青混合料的动稳定度提高235%;同是普通沥青,结构由AC到SMA,提高104%,这说明两者对动稳定度影响均相当明显,使沥青的改性效果更为突出。
3.3
4.75mm通过率对高温稳定性的影响
沥青混合料的结构类型变化通常用骨架结构形成与否来表征,判断的方法一般常采用4.75mm的通过率或2.36mm的通过率来表示。4.75mm通过率与重交沥青和改性沥青混合料的动稳定度的关系见图4
。
(a)重交沥青 (b)改性沥青
图4矿料级配的4.75mm通过率对混合料动稳定度的影响
从图4(a)、(b)的曲线趋势看,随着4.75mm通过率的增大,混合料的动稳定度逐渐减小。中间起伏是由于A K的孔隙率较大、c值较低造成的,说明沥青混合料的设计应注意孔隙率的影响。对比图4 (a)、(b),改性沥青对动稳定度的影响明显大于普通沥青,说明结构的变化也会影响到沥青性质的变化。这是因为在高温条件下,改性沥青具有相当高的粘滞度,加强了结构摩阻力的作用,使其随着4175mm 通过率的减小,动稳定度明显变大。而普通沥青在高温条件下可能对结构起润滑作用,造成混合料的结构向骨架转变时,动稳定度提升幅度较小。
3.4 2.36mm通过率对高温稳定性的影响
2.36mm通过率与重交沥青和改性沥青混合料的动稳定度的关系见图5
。
(a)重交沥青 (b)改性沥青
图5 矿料级配的2.36mm通过率对混合料动稳定度的影响
由图5(a)、(b)看,随着2.36mm通过率的增大,混合料的动稳定度减小,改性沥青的影响大于普通沥青。对于改性沥青来说,当2.36mm的通过率小于30%时,动稳定度急剧增大,而普通沥青不太明显,说明为提高动稳定度而使用改性沥青时,矿料级配最好采用较小的2.36mm通过率。
3.5 不同粉油比对高温稳定性的影响
沥青混合料中的沥青胶浆对高温性能具有较大的影响,常采用粉油比表示。随着粉油比的变化,沥青混合料内部的粘结料c值也随之产生变化,从而影响到混合料的高低温性能。关于不同粉油比与重交沥青和改性沥青混合料动稳定度的关系见图6。
图6表明,随着粉油比的增大,动稳定度明显增高。普通沥青的影响具有明显的线性特征,而改性沥青具有突变性的特点,当粉油比超过1.6时,动稳
73
第4期 张宜洛,等:沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响
(a )重交沥青 (b )改性沥青
图6 不同粉油比对混合料动稳定度的影响
定度急剧增大。
4 影响沥青混合料低温抗裂性的参数
评价沥青混合料的低温抗裂性能常用低温弯曲
试验。弯曲破坏应变作为弯曲试验中沥青混合料的低温抗裂性指标。破坏应变越大,沥青混合料的可变形范围也越大,因而抗裂性能越好。该试验方法规定的试件尺寸为30mm ×35mm ×250mm 的棱柱体试件,试验温度为-10℃[4]
。4.1 沥青对低温抗裂性的影响
沥青及改性沥青对其混合料低温弯曲破坏应变的影响关系见图7
。
图7 重交沥青和改性沥青对混合料低温弯曲破坏应变的影响
图7表明,改性沥青可以很好地提高沥青混合料的低温抗裂性。因为沥青通过改性后,尤其是通过S BS 改性后,沥青自身的柔性、韧性得到增加,从而提
高了混合料的低温抗裂性能。其提高幅度的顺序为:A K (24%) 同,可能是结构不同,沥青对混合料低温抗裂能力的作用不一样。从效果来看,SMA 混合料采用改性沥青效果最好,SUPERPA VE 和AC 两者持平,最差的是A K ,这说明对结构不太好的混合料,就是采用改性沥青效果也不理想。4.2 级配对低温抗裂性的影响 矿料级配对混合料低温弯曲破坏应变的影响结果见图8(普通重交沥青)和图9(改性沥青)。 图8表明,普通沥青混合料在矿料级配变化的情况下与沥青混合料低温弯曲破坏应变的规律,随着混合料类型的变化,其变化的特点不同。以AC 为基础,由A K 到SUPERPA VE 再到SMA 变化程度分别 图8 矿料级配对弯曲破坏 图9 矿料级配对弯曲破坏 应变的影响(重交沥青) 应变的影响(改性沥青) 为:-14%、10.9%、22.2%。如变化范围不大,说明结构对低温的性能影响较小,起主要作用的是沥青。图9表明,SBS 改性沥青混合料在矿料级配变化的情况下对沥青混合料低温弯曲破坏应变的规律,其规律与普通沥青相同。以AC 为基础,由A K 到SU PERPAV E 再到SMA 变化程度分别为:-33.7%、11.9%、43%。SMA 效果最好,A K 级配的混合料的低温抗裂性明显低于AC 及其他,这说明对于改性沥青,结构的变化可能比较重要。 以普通沥青AC 混合料的弯曲破坏应变为基础,与既采用改性沥青又发生结构改变的进行对比:改性的AC 提高60.5%、改性的A K 提高614%、改性的SU PERPAV E 提高79.5%、改性的SMA 提高 129.4%。可以明显看出,在c 、 φ的双重改变下,SMA 沥青混合料的低温抗裂性能明显提高,其次为SU PERPAV E 。 分析级配与沥青的作用,对AC 由普通沥青变 为改性沥青低温弯曲破坏应变提高24%,而同是普 通沥青,结构从AC 改变到SMA ,提高22%,这说明对低温开裂性能影响的主要是沥青,其次才是混合料结构[56]。4.3 4.75mm 通过率对低温抗裂性的影响 4.75mm 通过率与重交沥青和改性沥青混合料低温弯曲破坏应变的关系见图10 。 (a )重交沥青 (b )改性沥青 图10 矿料级配的4.75mm 通过率对混合料的低温弯曲破坏应变影响 从图10(a )、 (b )的曲线趋势看,随着4.75mm 通过率的增大,混合料的低温弯曲破坏应变减小。 对比图10(a )、 (b ),改性沥青的低温破坏应变远远大于普通沥青,说明沥青性质的变化可以提高其低 温抗裂性能。但从变化速率来讲,改性沥青又大于普通沥青,说明改性沥青能使4.75mm 通过率对低温抗裂性能更为敏感。 8 3长安大学学报(自然科学版) 2006年 4.4 2.36mm 通过率对低温抗裂性的影响 2.36mm 通过率与重交沥青和改性沥青混合 料的低温弯曲破坏应变关系见图11 。 (a )重交沥青 (b )改性沥青 图11 矿料级配的2.36mm 通过率对混合料的低温弯曲破坏应变影响 图11(a )、 (b )表明,随着2.36mm 通过率的减小,混合料的低温弯曲破坏应变有减小的趋势,但不 明显。在通过率为30%时值偏小,可能是由于A K 混合料的结构不太好、孔隙率过大造成的。这也说明,沥青混合料的低温抗裂性能也与孔隙率有关。4.5 不同粉油比对低温抗裂性的影响 不同粉油比与重交沥青、改性沥青混合料低温弯曲破坏应变的关系见图12 。 (a )重交沥青 (b )改性沥青 图12 不同粉油比对混合料的低温弯曲破坏应变影响 图12表明,随着粉油比的增大,低温弯曲破坏应变有一突变点,在1.4～1.5之间最低。其原因可能主要是由于A K 结构不合理,导致不同粉油比的低温表现性质不一样,如矿粉含量、沥青含量不同,这说明不同的结构可能具有不同的合理粉油比。 5 结 语 (1)影响沥青混合料高低温性能的首要因素应 是沥青,其次才是混合料结构。从效果来看,对高温性能的影响最为显著的是沥青的改性,其次是结构的变化,两者对低温性能也有较大的影响,且效果基本一致。 (2)矿料的级配,也就是混合料的结构对其高低温性能也有较大的影响。如果既采用改性沥青又改变结构,高温性能可以提高6倍,低温性能也可以提高129%。 (3)矿料的4.75mm 通过率对混合料的高低温 性能影响较大,两者均有随通过率的增大而减小的趋势,但应注意结构的变化。 (4)矿料级配的2.36mm 通过率对高温的影响明显,随着其增大而减小;而对低温的影响不太明显。 (5)粉油比的变化对高温的作用效果比较明显,对低温的作用效果不明显,应结合相应的混合料结构类型进行分析。参考文献:R eferences : [1] 申金安.沥青及沥青混合料路用性能[M ].北京:人民 交通出版社,2001. 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XU Hao ,N I Fu 2jian ,CH EN Rong 2sheng ,et al.Du 2rability of porous asphalt mixture[J ].Journal of Traf 2fic and Transportation Engineering ,2005,5(2):27 31. 9 3第4期 张宜洛,等:沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响 高低温试验箱保温性能的测试及评定方法 2014/9/15 高低温试验箱保温性能的测试及评定方法 高低温试验箱的相关性能： 1、高低温试验箱的工作室应设有观察窗和照明装置，便于操作人员在试验时能随时观测箱内试样情况； 2、加热和制冷器件的热量和冷量不应直接辐射在试样上，确保试验结果的可靠性； 3、制冷系统不应有漏气、漏水、漏油缺陷； 4、高低温试验箱应设有测试孔，以方便用户引线； 5、试验箱内应有放置或悬挂试验样品的样品架。样品架应有足够的耐高温、低温性能； 6、试验箱内壁应使用耐热不易氧化和具有一定机械强度的材料制造。应无影响试验的污染源； 7、箱门应密封良好，密封条应有良好的抗高温老化、耐低温硬化性能； 8、外观涂镀层应平整光滑、色泽均匀，不得有露底、起泡、起层或擦伤痕迹； 9、保温材料应能耐高温并具有阻燃性能。保温层应有足够的厚度，能保证高低温试验箱外部易触及部位的温度在高温试验时不高于50℃，在低温试验及环境温度为15℃~35℃、相对湿度≤85%时不应有凝露现象。 本测试在做过升温及降温试验期间进行，当试验箱达到最高测试温度并稳定3h后，用表面温度计检查试验箱外壁、观察窗框架及其它易触及部位的温度，如不高于50℃，在低温条件下，当环境温度为30～35℃、相对湿度为75%～85%时，箱外壁、箱门及密封处不应有明显的凝露现象。 当试验箱达到最低测试温度并稳定3h后，用肉眼观察箱外壁、箱门密封处的凝露情况，如无明显的露珠或水膜上述凝露现象等事宜。 以上高低温试验箱升温及降温速率测试方法摘自 GB10592-89高低温试验箱标准。本标准要求较高，若只需要符合GB/T2423.1-2008、GB/T2423.2-2008标准，升降温速率则为：升：1-3度/min、降：0.7-1度/min。 沥青混合料及其力学性能分析 摘要：目前我国高等级公路主要采用沥青路面结构形式，沥青混合料性能的好 坏直接影响到公路的服务功能和使用年限。现代重载交通要求沥青混合料具有优 良的高温稳定性和其它性能；为提高沥青混合料的性能、实现混合料性能的优化，近年来先后出现了大量的新材料和新理论。本文首先对沥青混合料的级配构成原 理进行了分析，其次对其力学性能做出了分析。 关键词：沥青混合料力学性能级配构成 1引言 随着生产力的发展，现代道路工程的特点反映出愈来愈鲜明的功能化。为了 满足日趋复杂、高效的现代化生产过程和日益上涨的生活水平所提出的各种功能 要求，道路工程的使命愈来愈艰难。从这个意义上看，现代道路工程面临着一场 革命作为道路工程中广泛使用的一种复合材料，沥青混合料是由沥青、矿粉、集料、等多种具有不同力学特性、不同几何形状尺寸的材料所构成的具有多相结构 的非各向同性材料。本文主要对沥青混合料及其力学性能进行了研究，希望能够 为沥青混合料的技术发展提供帮助。 2新型沥青混合料的级配构成原理分析 2.1沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA） 沥青玛蹄脂碎石（简称SMA）是一种由沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青 玛蹄脂混合料填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。其4.75mm以 上的集料含量在70%-80%左右，同时小于0.075mm的填料含量通常达到10%，而0.6-4.75mm的颗粒通常仅有10%左右，而AC-I型混合料的0.6-4.75mm的颗粒通 常达30%。因此SMA混合料是典型的由填料填充在粗集料形成的骨架空隙中形成的骨架密实结构。 2.2多碎石沥青混凝土（SAC） 多碎石沥青混凝土（SAC；）是由我国沙庆林院士于1988年提出的一种沥青 混凝土结构形式。其定义为；4.75mm以上的碎石含量占主要部分的密实级配沥 青混凝土。 SAC是在总结我国传统的工型和II型沥青混凝土的有缺点的基础上提出的。 我国传统的工型沥青混凝土空隙率为设计3-6%，因此耐久性好、透水性小，但表面构造深度较小；同时由于细集料试用较多，粗集料悬浮于沥青和细集料所组成 的密实体系中，因此混合料的稳定性随温度的增加下降明显，从而易出现车辙等 病害。 2.3大粒径沥青混凝土（LSAM） 根据以有的研究成果，LSAM的的典型特点是颗粒尺寸大、粗集料含量高、粗集料接触程度高和主骨架稳定性高。LSAM中粗集料的排列特征和级配对混合料 的体积特征有着较大的影响，甚至起着决定性的作用，也即粗集料间必须充分形 成石一石接触的骨架特征。对于LSAM的骨架特征有两个重要指标；骨架稳定度 和骨架接触度。 2.4SuperPAVE沥青混合料 SuperPAVE推荐的级配采用了0.45次方级配图，此级配图是以Fuller最大密 实度理论（n=0.45）为基础，即此图的对角线即为最大密实度线，级配曲线越靠 近对角线，混合料的密实度越大。为便于级配的选择和创新，SuperPAVE摒弃了 传统的对各个筛孔的通过率都严格控制的方法，而改为仅对关键筛孔（如公称最 摘要 本文研究的主要内容是：沥青混合料低温开裂机理，沥青混合料低温开裂影响因素，沥青橡胶碎石，玻璃纤维沥青碎石的高温抗压强度，低温劈裂强度，抗滑性能及其施工工艺，技术与经济比较等，探索新型的沥青路面结构组合。 通过在室内对沥青碎石，沥青橡胶碎石，玻璃纤维沥青碎石进行了马歇尔试验和低温抗裂强度试验，得到了各种试验数据，应用数理统计的方法进行试验，得到了各种试验数据，应用数理统计的方法进行试验数据的处理，通过对比分析，提出了三种沥青碎石的最佳配合比。在试验室和沥青混合料拌和场摸索了沥青橡胶碎石的摊铺工艺。 通过试验研究认为：玻璃纤维沥青碎石的技术性能不如沥青碎石好，但路用弹性性能较好，如能解决拌和工艺问题，调整纤维丝的品种，增大其直径，其路用性能仍值得探讨，沥青橡胶碎石结构层具有变形性能和抗裂性能良好，空隙率小，防水性能好，热稳定性较好，施工工艺简单的特点，因此，沥青橡胶碎石是二级及二级以下公路因疲劳而开裂的沥青路面的良好罩面材料，也是防止半刚性基层收缩裂缝反射的良好结构措施，在沥青类路面面层和半刚性基层之间夹铺沥青橡胶碎石薄层，虽然造价比夹铺土工布高，但其施工工艺，抗裂性能和防水性能均优于土工布，不仅可以大大减少半刚性基层材料的反射裂缝，延长路面使用寿命，而且可能适当减薄沥青混合料面层的厚度，虽然初期造价有所增加，从长远来看，具有十分重要的技术和经济意义。 该成果对公路沥青路面的养护和设计具有重要的实践指导作用，对于减少公路沥青路面的养护费用，延长路面使用寿命具有重要的经济和社会意义。 关键词： 沥青橡胶碎石抗裂性能玻璃纤维沥青碎石经济与技术分析 Abstract The main contents that are researched in the thesis are : asphalt mixture low temperature crazing principle , the influencing factor of asphalt mixtures low temperature crazing ,asphalt-rubber macadam , the pressure-resistance intensity , the crazing high temperature , the smooth-resistance and construction technology ,the technological economical compare and so on , exploring the new-type structural combinations of asphalt pavement . Through the Marshall experiment and the low temperature crazing-resistance intensity experiment , which work on the asphalt-rubber macadam , fiberglass asphalt macadam indoors ,we have got various kinds of experimental data , carrying out experiment by means of the method of mathematical statistics ,we have got various kinds of experimental data ,dealing with the experimental data by means of the method of mathematical statistics , through contrast and analyzing , we have put forward the best suitable rate of the three asphalt macadam ,in the laboratory asphalt macadam ,In the laboratory and the asphalt mixtures blending gathering plane , we have groped after paving technology of the asphalt-rubber macadam . Through the experimental research , we think :the technological capacity of fiberglass asphalt macadam if weaker than asphalt macadam ,however ,if use elasticized capacity to solve blending technological problem ,adjust the breed of fiber silk , extend its diameter , its paving capacity is still worth exploring , Asphalt-rubber macadam structure lager have good deformed-become capacity and crazed-resistance capacity , small gap rate .good water-resistance capacity ,good hot-stability and simple construction technology ,therefore ,pitch rubber spall is a good cover material which is suitable for the second class or lower whose asphalt pavement has split open because of fatigue ,and is the good structural measure of preventing half-rigidity grass-roots unit shrink-rift reflecting ,pave a thin layer of pitch rubber spall between asphalt -type pavement layer and half-rigidity basic level ,although the cost of building is higher than paving Togongbu in the middle , the construction technology, crazing-resistance and water-resistance are better than Togongbu , not only could reduce greatly the reflex of half-rigidity grass-roots unit material , long then the use lifespan of pavement , but also 1.目的Purpose 此项测试为了保证产品在高低温储存后能正常工作,不至影响产品之机构及电器性能. 2.适用范围Scope 凡Monitor厂所设计生产之显示器(LCD Monitor)皆适用. 3.权责Authority and Responsibility 3.1QRE: 执行测试,并对问题点提报及对策改善追踪; 3.2工程部: 工程问题分析及对策; 3.3研发部: 设计问题分析及对策. 4.名词定义Terms Definition 4.1 High/Low Temperature Storage Test: 高低温储存试验 5.作业流程Operation Flow NA 6.作业内容Operation Description 6.1 测试设备 6.1.1 高温高溼机:MHU-800或MHU-1700 6.2 测试程序 6.2.1 检查待测机台之电气性能,内外观后,将产品放入恒温恒湿机内; 6.2.2依试验规格要求设定好程序,然后按开始执行试验; 6.2.3定时巡视并并记录其测试状况,如有不良应立即将问题反馈之工程分析,对策OK后再 继续进行测试; 6.2.4试验结束,检测产品电气与机构性能;若发现不良则将问题反馈之工程分析并追踪对 策改善状况. 6.2.5记录试验结果. 6.2.6 High/Low Temperature Storage Test Diagram 7.参考资料Concerned Document 高温高湿实验机作业指导书(H3EE011) 8.附录Attachment 8.1附录一.Low/High temp storage Test Report(MH3QM049-01),共一页 -20℃25℃ 60℃ 一、材料试验机产品介绍： FLGD薄膜高低温拉伸试验机用于薄膜的高低温机械力学性能测试,配合高低温应变测量系统,FL高低温试验夹具附件，FULE测试软件系统,可以测出材料的高低温拉伸力、拉伸强度、屈服强度、伸长率、弹性模量、泊松比、应力应变、拉伸蠕变等多种试验参数，满足GB\ASTM\ISO\JIS\FUL\HB等国内外试验标准。 二、薄膜高低温拉伸试验机主要参数： 2.1试验机型号规格：FL4000GD、FL5000GD； 2.2试验力范围：0~1KN、0~10KN、0~20KN、30KN、50KN、100KN等； 2.3测试精度等级：0.5级； 2.4试验数据采集频率：0~1500HZ、2500HZ，可定制高速采集； 2.5高低温测试温度范围：-180℃~350℃、-70~300℃、1200℃、1400℃等； 2.6应变测试：高低温变形测量系统、高温变形测量系统、非接触式变形测量、激光变形测量等； 2.7试验控制方式：负荷、位移、变形控制方式等； 2.8试验工装夹具：高低温拉伸夹具、高低温压缩夹具、高低温弯曲剪切夹具等可选配； 2.9试验附件：试验机用高低温箱、试验机用高温箱、高温炉等； 2.10FULETEST测试软件采用开放式编程，客户可以根据自己的需要设计试验标准。大大提高了操作的简易化及工作效率。也可以根据自己的需要编辑报告格式，生成各种个性化的试验报告； 2.11FL测量系统具有全数字闭环控制、多通道采集等功能。系统功能强大、数据处理准确、操作简单、使用维护方便。可实现力、变形、位移三闭环全数字控制； 2.12更多关于高低温材料性能测试系统，咨询馥勒科技工程师，获得更多支持。 2011年第8期（总第210期） 黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI No．8，2011（Sum No．210） 浅析沥青混合料的技术性能和标准 攸立准 （衡水公路工程总公司） 摘 要：在工程实践中，会出现各项性能要求之间的矛盾情况，有时会顾此失彼，因此在设计和施工过程中要因地制宜，抓住主要矛盾，深入细致地对各项性能指标的影响因素按照工艺施工阶段进行质量控制。下面简要对沥青混合料的技术性质和标准进行阐述。关键词：沥青混合料；技术性质；标准；要求中图分类号：U416.217 文献标识码：C 文章编号：1008－3383（2011）08－0069－01 收稿日期：2011－04－28 1高温稳定性 1.1车辙的形成机理及影响因素 （1）失稳型车辙 这类车辙是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移而发生，通称集中在轮迹处。 （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， 主要是由于路基变形传递到面层而产生。（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匀 速下持续不断的损失而形成。分析以上原因， 影响沥青路面车辙的因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境等。此 外，压实方法会直接影响混合料的内部结构，从而产生车辙。1.2混合料稳定性的评价方法 影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、形状等。提高路面的高温稳定性，可采用提高沥青混合料的粘结力和内摩擦阻力的方法，增加粗骨料含量可以提高沥青混合料的内摩阻力。适当提高沥青材料的粘度，控制沥青与矿料比值，严格控制 沥青用量，均能改善沥青混合料的粘结力。这样可以增强沥 青混合料的高温稳定性。 1.3沥青路面车辙的防治措施 对于失稳型车辙，可以通过以下方法减缓：确保沥青混合料中含有较高的经过破碎的集料；集料中要含有足够的矿粉；大尺寸集料要具有较好的表面纹理和粗糙度；集料级配中要含有足够的粗颗粒；沥青结合料要有足够的粘度；集料颗粒表面的沥青膜要具有足够厚度，确保沥青与集料间的粘聚力。 对于结构型车辙通过以下方法可以减缓：确保基层设计满足工程实践要求；基层材料满足规范要求，含有较多经破碎的颗粒；混合料内含有足够的矿粉；基底应充分的压实，工后不产生附加压密；路基压实后应满足规范要求；磨耗型车辙可通过交通管制、改善混合料级配来防治。2低温抗裂性 沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用。因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。 沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。混合料的低温脆化是指其在低温条 件下， 变形能力降低；低温缩裂通常是由于材料本身的抗拉强度不足而造成的；对于温度疲劳，因温度循环而引起疲劳破坏。 沥青路面低温开裂受多种因素制约，就沥青材料选择和 沥青混合料设计而言，应注意以下几点：注意沥青的油源，在 严寒地区采用针入度较大， 粘度较低的沥青，但同时也应满足夏季的要求；选用温度敏感性小的沥青有利于减少沥青路面的温度裂缝；采用吸水率低的集料，粗集料的吸水率应小于2%；采用100%轧制碎石集料拌制沥青混合料；控制沥青用量在马歇尔最佳用量0．5%范围内对裂缝影响小，但同时也应保证高温稳定性；采用应力松弛性能好的聚合物改性沥 青；掺加纤维， 使用改性沥青。3耐久性 3.1沥青路面的水稳定性 经常会看到，路面在水损害后会出现松散、剥离、坑洞等病害，严重影响路面的使用。沥青路面的耐久性主要依靠沥青与集料之间的粘附程度，水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的粘附性，是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。而影响沥青与集料间粘结力的因素包括沥青与集料表面的界面张力、沥青与集料的化学组成、沥青粘性、集料的表面构造、集料的空隙率、集料的清洁度及集料的含水量、集料与沥青拌和的温度。 3.2沥青路面的耐老化性 另一个影响沥青混合料耐久性的是热老化。沥青材料在拌和、摊铺、碾压过程中以及沥青路面的使用过程中都存在老化问题。老化过程可分为施工中的短期老化和道路使用中的长期老化。 （1）沥青短期老化 沥青短期老化可分为三个阶段。 ①运输和储存过程的老化。沥青从炼油厂到拌和厂的热态运输一般在170?左右，进入储油罐，温度有所降低。 调查资料表明，这一过程中沥青老化非常小 。②拌和过程的热老化。加热拌和过程中，沥青是在薄膜 状态下受到加热，比运输过程中的老化条件严酷的多。沥青混合料拌和后，沥青针入度降低到拌和前沥青针入度的 80% 85%。因此，拌和过程引起的沥青老化是严重的，是沥青短期老化的最主要阶段。 ③施工期的老化。沥青混合料运到施工现场摊铺、碾压完毕，降温至自然温度，这一过程中裹覆石料的沥青薄膜仍处于高温状态。沥青混合料在摊铺、碾压和降温期间，沥青热老化进一步发展。 （2）长期老化 混合料中的沥青长期老化是一个漫长而复杂的过程，具有如下特点。 ①沥青路面在使用早期针入度急剧变小，随后变化缓慢，大体发生在 1 4年之间。②沥青老化主要发生在路表与大气接触部分，在深度0．5cm 左右的沥青针入度降低幅度相当大。 ③沥青混合料的空隙率是影响沥青老化的主要原因。④当路面中的针入度减小到35 50之间时，路面容易产生开裂，针入度小于25时路面容易产生龟裂。4抗滑性 用于高等级公路沥青路面的沥青混合料，其表面应具有一定的抗滑性，才能保证汽车高速行驶的安全性。 沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料为表面性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。为提高路面抗滑性，配料时应特别注意矿料的耐磨光性，应选择硬质有棱角 的矿料。沥青用量对抗滑性影响也非常敏感， 沥青用量超过最佳用量的0．5%， 即可使抗滑系数明显降低。另外，含蜡量对沥青混合料行滑性有明显影响，我国 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－93）的《重交通量道路路用石油沥青技术要求》提出，含蜡量应不大于3%，在沥青来源有困难时对下面层路面可放宽至4% 5%。 · 96· 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 高低温试验箱性能特点分析 一、技术特点： 1.温度范围： 指产品工作室能耐受和（或）能达到的极限温度。通常含有能控制恒定的概念，应该是可以相对长时间稳定运行的极值。一般温度范围包括极限高温和极限低温。 2.温度波动度： 这个指标也有叫温度稳定度，控制温度稳定后，在给定任意时间间隔内，工作空间内任一点的最高和最低温度之差。这里有个小小的区别工作空间并不是工作室，是大约工作室去掉离箱壁各自边长的1/10的一个空间。这个指标考核产品的控制技术。一般标准要求指标为1℃或0.5℃。 3.温度均匀度： 旧标准称均匀度，新标准称梯度。温度稳定后，在任意时间间隔内，工作空间内任意两点的温度平均值之差的最大值。这个指标比下面的温度偏差指标更可以考核产品的核心技术，因此好多公司的样本及方案刻意隐藏此项。一般标准要求指标为2℃。 4.温度偏差： 温度稳定后，在任意时间间隔内，工作空间中心温度的平均值和工作空间内其它点的温度平均值之差。虽然新旧标准对此指标的定义和称呼相同，但检测已有所改变，新标准更实际，更苛刻一点，但考核时间短点。一般标准要求指标为2℃，纯高温试验箱200℃以上可按实际使用温度摄氏度（℃）2%要求。 二、设备的主要配置： 1、高低温试验箱送风方式分为六种：一般采用上送风，其回风方式为正面下部回风;下送风， 其回风方式为顶部回风等。 2、大面积的蒸发器：空调内装备了大迎风面积的蒸发器，大风量、小焓差产生最大的显冷量。 3、高效全封闭压缩机：空调采用了高效节能全封闭低噪音压缩机，压缩机内有过热保护器的曲轴加热器。 4、可自动清洗的电极式加湿器“空调机配置电极式加湿器，迅速产生洁净的蒸汽加湿罐为可自动清洗式。 5、新风换气系统：多种新风机可兼容配备。 6、EU4级的空气过滤器可反复清洗，使机房空气清洁无尘。 7、多种制冷剂可选择：空调机既可使用R22为制冷剂，也可以选择R134A或R407C环保型制冷剂。 8、选型多样化：设备选型时既可以选择单模块机组，也可以选择双模块机组或多模块机组。 9、模块化结构：智能恒温恒湿机房专用精密空调采用模块化结构设计。 10、冷凝器：可以全天候工作，安全保护满足IP55标准。安全灵活，支架可拆卸节约空间，方便安装和运输等。 11、安放灵活：一台机器的不同模块可以在机房中的不同位置安放，充分利用机房的有效面积，同时使机房内的空气气流组织更加均匀。 12、搬运方便：模块化恒温恒湿机组在运输或安装过程中可以分为多个模块，能够方便灵活地装入集装箱、电梯，通过狭小的门窗和过道，也可以人工搬运。 13、多种联网可选：第一远程电脑联网、第二短程电脑联网、第三多个操作器联网、动力电源设备集中联网监控。 14、高低温试验箱安全可靠的双电极式加热器：空调机内装有高效大散热面积的电加热器，有效地避免电离效应。电加热器配有安全热保护器，确保运行安全、稳定。 三、系统原理： 1、加热系统： 设备主要部件是发热材料。常用的发热材料按材质不同分为金属、非金属和半导体三大类。金属材料常用的有镍铬合金、铁铬合金，以及钨等；非金属材料有碳化硅、二硅化钼和石墨等；半导体材料有以钛酸钡系列化合物构成的电热材料，按其结构可分为单一电热材料和复合电热材料两大类。 高低温试验箱中的发热材料普遍使用电阻式合金材料，主要有铁铬铝系电热合金材料和镍铬合金材料。在发热材料的选用上，必须考虑材料的脆性、高温强度以及最高使用温度。铁铬铝系电热合热材料和镍铬合金材料的工作温度都可达1200度，完全可以满足试验设备的加热需要，但镍铬合金材料的高温强度比铁铬铝系电热合金材料更高。 设备内的温度受控于电阻丝的供电功率，电阻丝由高可靠度的固态继电器或可控硅控制供电。改变固态继电器或可控硅的导通/关断占空比，可以实现输出功率调节，从而控制高低温试验箱内的加热温度。 2、油分离器的作用： 作用一：分离制冷剂蒸气中挟带的冷冻机油。高低温试验箱的压缩机与冷能器之间装有油分离器，压缩机的排气带有冷冻机油，因此油分离器是用来分离制冷剂蒸气中挟带的冷冻机油，使冷冻机油返回压缩机曲轴箱的。 作用二：制冷系统回油。冷冻机油随制冷剂进入制冷系统中，特别是进入冷凝器、蒸发器以后，将在传热表面形成油膜，从而影响换热设备的换热效果，并且容易引起膨胀阀和毛细管油堵，如果制冷系统回油不好，极有可能造成压缩机缺油而导致压缩机线圈烧毁或缸体损坏。因此，是否是高品质合理的冷冻机油直接影响设备的寿命。 -35℃—100℃高低温环境箱 一、简述 该试验装置用于金属、非金属、复合材料等试样及构件在-35℃～+100℃高低温环境下的力学性能试验。 二、执行的标准 GB 10592-2008 《高低温试验箱技术条件》 三、系统组成 该高低温系统由：环境箱体、温度测控显示系统、加热系统、制冷系统、测温元件、送风循环系统、可移动支架车等组成。 四、结构原理及特点注：（结构图仅供参考） 1高低温箱体 采用前大开门箱式结构，内腔采用优质不锈钢材料，外壁采用优质铁板塑料喷涂处理。内腔、外壁间填充复合保温材料。 炉体上、下壁前中部开孔，用于高低温试验时箱体前后推送与夹具连接件进出。 门与门框之间采用优质密封材料、抗老化性好。 箱内风道采用单循环系统，由一只长轴轴流风机，一只多翼式离心风轮及循环风道组成， 上出风、下进风箱内温度均匀，提高了空气流量，加热和冷却的能力，大幅改善了试验箱的温度均匀性 箱门上装有玻璃观测窗带加热装置，箱体内部装有照明装置，便于观察试验过程。 2 可移动支架车 框架结构的支架车前部轨道伸入试验机的拉伸空间，箱体放置于支架车的轨道上，可通过滚动摩擦随意推入、推出试验机试验空间。长时间不使用高低温系统时，也可将支架车整体移动于任何地点，支架车底部装有脚轮，移动轻便、快捷。 3加热元件为高温合金加热元件。 4测温元件PT100铂电阻。 5试验机夹具及连接附件 高低温夹具用户自备 6 低温系统 低温系统采用单极压缩机组（法国泰康）制冷方式。 制冷压缩机：为保证试验箱对降温速率和可达最低温度的要求，该试验箱采用单级制冷系统 制冷系统的设计应有能量调节技术，一种行之有效的处理方式既能保证在制冷机组正常运行的情况下又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统的运行费用和故障率下降到较为经济的状态。 制冷辅助件：风冷式盘管冷凝器、鳍片式多段式蒸发器，主要制冷配件及控制器件均采用进口原件，如：美国“艾高”干燥过滤器；意大利“卡斯妥”电磁阀； 制冷剂：采用环保制冷剂404A 冷却方式：风冷 说明：用户要求的噪音不超过50分贝，此项指标达不到要求。 7温度测控系统 温度控制系统由日本进口岛电仪表（PID调节）、测温元件（热电偶）等组成。 8安全保护系统 漏电保护、过电流保护、快速熔断器。 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 第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐 久；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线 §7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％ 高、低温和恒定湿热试验规范 1 目的: 用来测试、评估产品在高、低温、恒定湿热的环境下负荷、贮存，其电气性能及各结构或部件是否 能符合相关的规定要求。 2范围 2.1 适用于本公司所有成品或原材料，各部门若有需要时均可委托品质部试验室进行测试。 2.2 各类型产品第一次试产时抽取5台成品裸机做此测试 .当产品零部件更改时需要做此项测试。 2.3 批量生产时按照型式实验的时机要求做实验。 2.4 客户无特别要求时,按此作业指引测试产品耐高、低温和湿热的能力 .若客户有特别要求时则按客户标准或规范要求进行测试。 3职责 3.1 品管部IPQC负责送样品到实验室。 3.2 实验员负责样品的测试、数据的记录。 3.3 品管部IPQC负责实验记录的保存。 3.4 品质部主管负责测试确认新产品试验后的电气性能及相关外观. 4定义 若客户对产品耐高、低温和湿热可靠性测试无明文规定,将釆此标准. 5程序 5.1 产品耐高、低温和湿热试验方法: 5.1.1 试验前样板的准备 5.1.1.1 试验前须测试产品的功能、安全及外观检查,确定正常之后方可进行试验. 5.1.1.2 测试样品按每一批数量的S-2抽检，其它情况按实际要求数量试验 . 5.1.2高、低温和湿热试验后可接受的范围: 5.1.2.1 样品性能及安全测试须通过。 5.1.2.2 样品外观不能破裂及严重变形。 5.1.2.3 轻微的外观变化可以接受。 5.1.3 测试完成后,由试验室出具<<测试报告（数据统计记录）>>,将测试结果反馈给相关部门负责人或产品项目工程师或客户。 5.1.4 若测试结果存在重大问题（缺陷）或有必要时将同时出具《品质异常矫正单》及时相关部门 负责人或产品项目负责人对样板进行品质缺陷分析、商讨并制定相应改善措施。 10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧 10.2.1 沥青混合料的强度特性 表征沥青混合料力学强度的参数是：抗压强度、抗剪强度和抗拉（包括抗弯拉）强度。一般沥青混合料均具有较高的抗压强度，而抗剪和抗拉强度则较低。因此，沥青路面的损坏，往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。 1、抗剪强度(shearing strength) 沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。材料在外力作用下如不产生剪切破坏，则应具备下列条件： τmax< σ tg φ+c （2-4） 式中：τmax — 在外荷载作用下，某一点所产生最大的剪应力； σ — 在外荷载作用下，在同一剪切面上的正应力； c — 材料的粘结力； φ — 材料的内摩阻角； 在沥青路面的最不利位置取一单元体，设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3，且σ1>σ2>σ3。由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3，故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。 图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环；2-活塞；3-出水口；4-保温罩；5-进水口；6-接压力盒；7-试件；8-接水银压力计 从图2-17可得： ()φσστcos 2131-= （2-5） ()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= （2-6） 将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得： ()()[]c ≤+--φσσσσφsin cos 213131 （2-7a ） ()c tg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b) 式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。 式左端称为活动剪应力，当活动剪应力等于粘结力c 时，材料处于极限平衡，若大于粘结力c ，材料出现塑性变形。 根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。 c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。三轴剪切试验的装置如图2-18所示。 三轴剪切试验所用试件的直径应大于矿料最大粒径的4倍，试件的高与直径之比应大于 2。矿料最大粒径小于25cm 时，试件直径为10cm ，高为20m 。试验时，将一组试件分别在不同侧压力下以一定加荷速度施加垂直压力，直至试件破坏。此时测得的最大垂直压力，即为沥青混合料的最大主应力σ1 ,侧压力即为最小主应力σ3(σ1=σ3)。根据各试件的侧压力和最大垂直压力给出相应的摩尔圆，这些圆的公切线称为摩尔包线，切线与τ轴相交的截距即为粘结力，切线的斜率即为内摩阻角Φ（见图2-19)。 由于温度对沥青混合料的抗剪强度有很大的影响，故试件应在高温条件(65℃或50℃)下进行测试。 粘结力c 和内摩阻角Φ值，也可根据无侧限抗压和轴向拉伸试验取得的抗压强度和抗拉强度来计算： 抗压强度 ??? ??+=242φπctg R （2-8） 抗拉强度 ??? ??+= 242φπtg c r （2-9） 从式（2-8）或（2-9）可得： ??? ??+-=r R r R －1sin φ （2-10） Rr c 5.0= （2-11） 金属材料的力学性能 金属材料在外力或能的作用下，所表现出来的一系列力学特性，如强度、刚度、塑性、韧性、弹性、硬度等，也包括在高低温、腐蚀、表面介质吸附、冲刷、磨损、空蚀（氧蚀）、粒子照射等力或机械能不同程度结合作用下的性能。力学性能反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力，是选用金属材料的重要依据。充分了解、掌握金属材料的力学性能，对于合理地选择、使用材料，充分发挥材料的作用，制定合理的加工工艺，保证产品质量有着极其重要的意义。 一、强度 强度是材料受外力而不被破坏或不改变本身形状的能力。 (一)屈服点 金属试样在拉伸试验过程中，载荷不再增加而试样仍继续发生塑性变形而伸长，这一现象叫做“屈服”。材料开始发生屈服时所对应的应力，称为“屈服点”，以σs表示。有些材料没有明显的屈服点，这往往采用σ0.2作为屈服阶段的特征值，称为屈服强度。 （二）抗拉强度 拉伸试验时，材料在拉断前所承受的最大标称应力，即拉伸过程中最大力所对应的应力，称为抗拉强度，以σb表示。 二、塑性 塑性是金属材料在外力作用下（断裂前）发生永久变形的能力，常以金属断裂时的最大相对塑性变形来表示，如拉伸时的断后伸长率和断面收缩率。 （一）伸长率 金属材料在拉伸试验时试样拉断后其标距部分所伸长的长度与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，也叫伸长率，用δ表示。 （二）断面收缩率 金属试样在拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率，以符号ψ表示。 三、硬度 硬度是金属材料表面抵抗弹性变形、塑性变形或抵抗破裂的一种抗力，是衡量材料软硬的性能指标。 硬度不是一个单纯的、确定的物理量，而是一个由材料弹性、塑性、韧性等一系列不 收稿日期:2005204226 基金项目:国家西部交通建设科技项目(200131800019)作者简介:张宜洛(19662),男,河南偃师人,副教授,博士研究生. 第26卷 第4期2006年7月 长安大学学报(自然科学版) Journal of Chang πan University (Natural Science Edition ) Vol.26 No.4 J ul.2006 文章编号:167128879(2006)0420035205 沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响 张宜洛,郑南翔 (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:沥青混合料的结构和参数决定了沥青路面的路用性能。将沥青类型、级配、级配的4.75mm 、2.36mm 的通过率以及粉油比等作为沥青混合料的基本参数,从混合料的宏观特点出发,用试验的方法揭示各项基本参数对混合料高低温性能的影响及变化规律。结果表明:沥青的变化和结构的调整对其温度稳定性影响相当大;随着4.75mm 通过率和2.36mm 通过率的增大,沥青混合料的高低温性能趋差;粉油比应在不同类型中加以综合考虑。 关键词:道路工程;沥青混合料;基本参数;高温稳定性;低温抗裂性能中图分类号:U414.75 文献标识码:A Influence of basic parameters on high and low temperature performances of bituminous mixture ZHAN G Y i 2luo ,ZH EN G Nan 2xiang (Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education ,Chang ’an University ,Xi ’an 710064,Shaanxi ,China ) Abstract :The parameters and struct ure of bit uminous mixt ure determine t he performances of as 2p halt pavement.Taking t he types of asp halt ,t he grade of mixt ure ,t he 4.75mm passing percent 2age ,t he 2.35mm passing percentage ,and t he ratio of powder to oil as t he basic parameters ,a lot of test s are carried out to reveal t he influence of t ho se basic parameters on t he performances of as 2p halt pavement at low and high temperat ure.The result s show t hat t he types of asp halt and t he change of mixt ure st ruct ure have a great influence on t he performances of pavement.Wit h t he in 2crease of 4.75mm and 2.35mm passing percentage ,t he performances of bit uminous mixt ure will dicrease ;t he influence of t he ratio of powder to oil must be considered in different struct ure.1tab ,12figs ,6ref s. K ey w ords :road engineering ;bit umino us mixt ure ;basic parameters ;stability at high tempera 2t ure ;anti 2cracking ability at low temperat ure 0 引 言 沥青路面的路用性能是由沥青混合料内部的材料及其结构属性所决定的,由于某些因素的变化而 出现不同的路用性能表现形式,形成了不同的沥青 混合料类型[1]。为了解决实际工程中的应用问题,学者对沥青混合料的路用性能进行了大量的研究。例如,改变沥青性质而采用改性沥青,改变矿料级配高低温试验箱保温性能的测试及评定方法
沥青混合料及其力学性能分析
沥青混合料低温开裂影响机理
高低温储存测试规范
薄膜高低温拉伸试验机
浅析沥青混合料的技术性能和标准
沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素
高低温试验箱性能特点分析
高低温环境箱
沥青混合料低温性能及其改良
道路沥青混合料的种类与性质
高低温测试
沥青混合料力学性能指标2
金属材料的力学性能资料
沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响
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