纤维沥青混合料的疲劳性能探究

沥青混合料疲劳试验沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料在交通载荷作用下的疲劳性能的一种重要方法。

本文将介绍沥青混合料疲劳试验的目的、试验方法、试验结果的分析以及对道路工程的意义。

一、试验目的沥青混合料疲劳试验的主要目的是评估沥青混合料在交通载荷下的疲劳性能，以确定其在实际道路使用中的耐久性和寿命。

通过疲劳试验，可以了解沥青混合料在长期交通荷载下的变形和破坏情况，为道路工程的设计和施工提供科学依据。

二、试验方法沥青混合料疲劳试验通常采用梁式疲劳试验机进行。

试验时，将沥青混合料制成试件，然后在试验机上施加交通载荷，通过循环加载和卸载的方式模拟实际道路上的交通荷载作用。

在试验过程中，记录试件的应力、应变和循环次数等参数，以评估沥青混合料的疲劳性能。

三、试验结果分析通过沥青混合料疲劳试验得到的试验结果可以进行多方面的分析。

首先，可以通过绘制应力-循环次数曲线来评估沥青混合料的疲劳寿命。

曲线的形状和斜率可以反映沥青混合料的疲劳特性。

其次，可以计算出试件的疲劳强度和疲劳指数等参数，用于评估沥青混合料的疲劳性能。

此外，还可以通过观察试件的破坏形态和表面裂纹情况，进一步分析沥青混合料的疲劳破坏机制。

四、对道路工程的意义沥青混合料疲劳试验对道路工程具有重要的意义。

首先，通过评估沥青混合料的疲劳性能，可以选择合适的沥青混合料类型和配合比，以提高道路的耐久性和使用寿命。

其次，可以根据试验结果对道路结构进行优化设计，以减少疲劳损伤和维修成本。

此外，疲劳试验还可以用于评估不同施工工艺和材料改性方法对沥青混合料疲劳性能的影响，为道路工程的技术改进提供参考。

沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料疲劳性能的重要方法。

通过试验可以评估沥青混合料的疲劳寿命、疲劳强度和疲劳指数等参数，为道路工程的设计和施工提供科学依据。

沥青混合料疲劳试验的结果分析可以帮助优化道路结构和材料选择，提高道路的耐久性和使用寿命。

因此，沥青混合料疲劳试验在道路工程中具有重要的应用价值。

第29卷　第9期2007年9月武　汉　理　工　大　学　学　报J OURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol .29　No .9　Sep .2007聚酯纤维沥青混凝土动态模量与疲劳性能研究叶群山,岳红波,李　力,吴少鹏(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070)摘　要:　采用动态模量试验和间接拉伸疲劳试验研究了聚酯纤维沥青混凝土(纤维掺量为0.25%)的动态模量特性和疲劳性能,分析了聚酯纤维对沥青混凝土粘弹特性和疲劳性能的影响。

结果表明,聚酯纤维掺入后能降低沥青混凝土低温时的脆性,提高其高温时的劲度。

同时,聚酯纤维沥青混凝土的损耗模量降低,其抵抗疲劳开裂的能力增强。

间接拉伸疲劳试验也表明,聚酯纤维能提高沥青混凝土的疲劳寿命,且在低应力的情况下改善效果更加明显。

关键词:　沥青混凝土;　聚酯纤维;　动态模量;　相位角;　疲劳寿命中图分类号:　U 416.21文献标志码:　A文章编号:1671-4431(2007)09-0005-04Dynamic Modulus and Fatigue Property of Polyester FiberReinforced Asphalt ConcreteYE Qun -shan ,Y UE Hong -bo ,LI Li ,WU Shao -peng(Key Laboratory of Silicate M aterials Science and Engineering of M inistry of Education ,Wuhan University of T echnology ,W uhan 430070,China )Abstract :　The dynamic characteristics and fatig ue property of polyester fiber modified asphalt concre te are investigated inthis paper ,and the effects of polyester fiber on the viscoelastic characteristic and fatigue performance are analy zed .Test results indicate that the flexibility of asphalt concrete can be increased at lower temperatures w hen poly ester fibers are used ,and the stiffness of asphalt concrete is reinforced at hig her temperatures .Fur thermore ,the fatig ue parameters of poly ester fiber rein -fo rced asphalt concrete are decreased ,which imply that the fatigue cracking resistance of asphalt concrete is impro ved .T he cy cle numbers to fatigue failure of asphalt concrete can be increased g reatly by the utilizatio n of polyester fiber ,and this enhancement is presented more sig nificantly at lower stress levels .Key words :　asphalt concrete ;　polyester fiber ;　dynamic modulus ;　phase ang le ;　fatigue life 收稿日期:2007-06-07.基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -05-0656).作者简介:叶群山(1978-),男,博士生.E -mail :yeqs @w hut .edu .cn纤维改性沥青混凝土是一种通过掺入纤维材料,改善沥青胶浆以及沥青混合料的综合性能,提高沥青路面使用品质的复合材料。

行 了分 析 和 研 究 。
Ｆ Ｉ 为疲劳参数 。 ３ ． 试验结果分析 对 比不 同的纤维种类 ，得 出纤维 沥青混合 料的疲 劳试 验
试 验 结 果 如表 ２ 所示 。 表 ２ 纤 维沥 青 混 合 料 的疲 劳试 验 结 果
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 ９ ０ ＃ 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
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 ：２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ — ０ ０ ６ ８ — ０ ２ 到初始劲度 的 ５ ０ ％或更低 为疲劳破坏标准 。 由 于 控 制 应 力 的 加 载 模 式 破 坏 概 念 比 较 清 楚 ， 所 以 本 文利 用应 力控 制 方式 来研 究 沥青 混合 料 的疲 劳特 性 。试 验 采用 Ｍ Ｔ Ｓ试验 机 进行 ，试 验 时 的要 求 为：试 件 的 尺 寸为 ５ ×５ ×２ ０ ｃ ｍ的 柱 体 试 件 ，加 载 荷 载 时 ，采 用 三 分 点 方 式 加 载 ， 为 了更好 的模拟 车辆荷载对 路面 的影 响，采用 的加 载的频率 为１ ０ Ｈ Ｚ 。试 验 结 果 可 用 下 式 来 表 示 ： ， 式 中 为 疲 劳 破 坏 时
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

0引言沥青混合料是典型的黏弹性材料，在不同的载荷水平和温度下，其动态模量的衰减会导致疲劳损伤。

沥青混合料疲劳就是由这种重复荷载引起的路面开裂现象。

疲劳由3个阶段组成：微裂纹的形成、裂纹的扩展及沥青混合料在裂缝处断裂或承载能力失效。

当交通荷载重复到一定次数时，沥青路面的损伤将超过混合料的损伤承载能力，导致沥青层出现裂缝。

研究沥青混合料的抗裂性，对延长沥青路面的使用寿命具有重要意义。

提高沥青混合料性能的常用方法之一就是添加纤维。

许多研究人员研究了在沥青混合料中添加纤维对其力学性能的影响［1-2］，例如天然纤维和合成纤维。

添加具有高抗拉强度的纤维，可以显著提高沥青混合料的疲劳性能和耐永久变形性，例如黄琪等［3］研究了不同纤维沥青混合料在高温下的动态模量，发现纤维的掺入可有效提升沥青混合料的动态模量和高温性能。

张抒幻等［4］研究钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料，发现聚酯纤维形成的纤维网状结构有利于提升钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料的水稳定性能。

上述研究表明，纤维的掺入能提高沥青混合料的性能，并能改善沥青混合料的韧性和强度模量。

竹纤维资源分布于热带和亚热带地区，目前广泛应用于纺织品和复合材料中［5］。

竹纤维属于植物纤维范畴，与木素纤维相似，但是木质素纤维基本没有力学强度。

目前，对于竹纤维在沥青路面工程中的应用研究较少。

SHENG 等［6］发现，竹纤维可用于沥青混合料中，并表现出与聚酯纤维和木质素纤维相当或更好的力学性能。

然而，为了更准确地评估竹纤维沥青混合料的性能，必须研究它们在不同载荷和温度条件下的力学性能。

因此，本研究的主要目的是通过动态模量测试研究竹纤维沥青结合料和混合料在不同载荷条件和温度条件下的力学性能。

研究结果可为竹纤维在沥青路面中的应用提供技术支持。

1原材料和试验方法1.1原材料本文采用90#沥青作为基质沥青，相关技术指标测试结果见表1。

选用的竹纤维为通过人工剪切和机械剪切后加工所得，每条纤维的平均长度和直径分别为6mm 和20μm 。

第29卷　第9期2007年9月武　汉　理　工　大　学　学　报J OURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol .29　No .9　Sep .2007聚酯纤维沥青混凝土动态模量与疲劳性能研究叶群山,岳红波,李　力,吴少鹏(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070)摘　要:　采用动态模量试验和间接拉伸疲劳试验研究了聚酯纤维沥青混凝土(纤维掺量为0.25%)的动态模量特性和疲劳性能,分析了聚酯纤维对沥青混凝土粘弹特性和疲劳性能的影响。

结果表明,聚酯纤维掺入后能降低沥青混凝土低温时的脆性,提高其高温时的劲度。

同时,聚酯纤维沥青混凝土的损耗模量降低,其抵抗疲劳开裂的能力增强。

间接拉伸疲劳试验也表明,聚酯纤维能提高沥青混凝土的疲劳寿命,且在低应力的情况下改善效果更加明显。

关键词:　沥青混凝土;　聚酯纤维;　动态模量;　相位角;　疲劳寿命中图分类号:　U 416.21文献标志码:　A文章编号:1671-4431(2007)09-0005-04Dynamic Modulus and Fatigue Property of Polyester FiberReinforced Asphalt ConcreteYE Qun -shan ,Y UE Hong -bo ,LI Li ,WU Shao -peng(Key Laboratory of Silicate M aterials Science and Engineering of M inistry of Education ,Wuhan University of T echnology ,W uhan 430070,China )Abstract :　The dynamic characteristics and fatig ue property of polyester fiber modified asphalt concre te are investigated inthis paper ,and the effects of polyester fiber on the viscoelastic characteristic and fatigue performance are analy zed .Test results indicate that the flexibility of asphalt concrete can be increased at lower temperatures w hen poly ester fibers are used ,and the stiffness of asphalt concrete is reinforced at hig her temperatures .Fur thermore ,the fatig ue parameters of poly ester fiber rein -fo rced asphalt concrete are decreased ,which imply that the fatigue cracking resistance of asphalt concrete is impro ved .T he cy cle numbers to fatigue failure of asphalt concrete can be increased g reatly by the utilizatio n of polyester fiber ,and this enhancement is presented more sig nificantly at lower stress levels .Key words :　asphalt concrete ;　polyester fiber ;　dynamic modulus ;　phase ang le ;　fatigue life 收稿日期:2007-06-07.基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -05-0656).作者简介:叶群山(1978-),男,博士生.E -mail :yeqs @w hut .edu .cn纤维改性沥青混凝土是一种通过掺入纤维材料,改善沥青胶浆以及沥青混合料的综合性能,提高沥青路面使用品质的复合材料。

沥青混合料的疲劳试验及其影响因素摘要：疲劳特性的研究方法概括起来包括两种即现象学法和力学近似法。

应用现象学法主要是进行疲劳试验，得出疲劳寿命与施加应力或应变的关系。

力学近似法是将应力状态的改变作为开裂、几何尺寸及边界条件、材料特性及其统计变异性的结果来考虑，并对裂缝的扩展和材料中疲劳的重分布所起的作用进行分析，从而它有助于人们认识破坏的形成和发展的机理。

关键词：沥青混合料疲劳特性现象学法力学近似法1 概述路面使用期间，在气侯环境因素和车轮荷载的重复作用下，损伤逐渐累积，路面结构强度逐渐下降，当荷载作用次数超过一定次数之后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过性能下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。

这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性，引起应力集中而出现微裂隙，应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合，从而不断减少有效的承受应力的面积，造成材料的刚度和强度逐步下降，最终在反复作用一定次数后导致破坏。

材料抵抗疲劳破坏的能力，可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小(或称疲劳强度)和作用次数(称为疲劳寿命)来表示。

疲劳破坏是当前沥青路面破坏的主要形式之一。

沥青路面的耐久性是指沥青路面在使用过程中承受各种外界因素的作用，其性质能保持稳定或较小发生变化的特性。

沥青混合料的抗疲劳性能是评价沥青路面耐久性的一个重要指标。

2沥青混合料的疲劳试验疲劳破坏作为沥青路面的三大破坏形式之一，人们对其试验研究方法给予了很大的关注，归纳起来可以分为四类：一是实际路面在真实行车荷载作用下的疲劳破坏试验，如美国的AASHO试验路，历时三年才完成；二是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验和加速加载试验，如南非的重型车辆模拟车（HVS ）、澳大利亚和新西兰的加速加载设备（ALF ）、美国华盛顿州立大学的室外大型环道、长沙理工大学的亚洲最大的路面直道实验中心和重庆公路研究所的室内大型环道疲劳试验等；三是试板试验法；四是室内小型试件的疲劳试验。

Ｔ０ ４ ６０
２ 、Байду номын сангаас 一２ Ｏ ＡＣ ５等不 同级 配 的沥 青 混合 料 在 ＡＰ 上 Ａ 分别进行 疲 劳试 验 ， 比较其 抗 疲劳 破坏 的能力 。
针 人 度 （ ５℃ ） ｏ １ｍｍ ２ ／ ．
延 度 （ ℃） ｃ ５ ／ ｍ 软化点／ ℃ 针 人 度指 数
蜡含量／
为 了验证 沥 青 混 合 料 的疲 劳 性 能 ， Ｓ 对 ＡＣ一
２ １ １ 沥 青 ． ．
采用某 ７ Ｏ号沥 青 ， 其性 能 试验结 果 见表 １ 。
表１ ７ ０号 沥青 性 能 指 标 试 验 结 果 试 验项 目 试 验结果
６ ９．７
技术指标
６ Ｏ～ ８ Ｏ
试 验 方 法
＞ ｉ０ ０
４６ ．７
—
＞ １ ００
４４～ ５４
Ｔ０ ５ ６０
Ｔ０６ ０６
１ Ａ Ａ试 验 基 本 原 理 Ｐ
Ａ Ａ 宽 ８ ． ｍ， １ ７ ８ｃ 高 ２ ３ ２ｃ 重 Ｐ ８ ９ｃ 长 ７ ． ｍ， ０ ． ｍ， １３ ２ｋ ， ６ ｇ 工作 电压 为 ２ ８ ４ 气泵 压 力为 １ ０ ０ ￣２ ０Ｖ， ０
断 的裂缝 ， 终导致 路 面 出现 网裂 、 裂 ， 至坑槽 。 最 龟 甚 研究 沥青 混合 料疲 劳性 能 的 目的是通过 室 内试
采集 系统 自动对 试件 表 面的位 移 变形 量定 时进行 采
集 ， 绘 出位移 变 形 与 运 行 次 数 的关 系 曲 线 。 当试 并
件断 裂或 达到 预设 的位 移 差 值 （ Ｃ 时 ， 载 轮 自 ＲＯ ） 加 动停 止工作 。从 试 验运 行 的次数 及采 集 的位 移值 就 可 了解该混 合 料 的疲 劳 寿命 及疲 劳性 能 等指标 。在 进 行疲 劳试 验 时 ， 境 温 度 为 １ 环 ５℃ ， 件 成 型后 在 试

／—、 ／、 ，
当 车轮驶 过 一定 距 离后 ，Ｂ点则 承 受 主压 应 力 的如 图 ２ 路 面表 。 面上 的 Ａ 点则相 反 ，车 轮驶近 时 受拉 ，车 轮直 接
作 用 时受压 ，车轮 驶过 后 又受 拉 。车轮 驶 过一 次 就 使 Ａ 和 Ｂ点出现 一次 应 力循 环 。 致使 路 面结构
当 沥青 路 面 重 复 地 经 受 某 一 荷 载 应 力 时 就会 发 生 疲 劳 裂 缝 。 了减 少 沥 青 路 面产 生 疲 劳裂 缝 ， 为 必 须 了解 沥 青 混 合 料 的疲 劳 产 生 机 理 ， 对 疲 劳 寿 命 进 行 研 究 。 过概 述 沥 青 混 合 料 的疲 劳 机 并 通 理 ，并 对 最 常 见 ＡＣ ２ Ｉ 沥 青 混 合 料 进 行 疲 劳试 验 ，回 归 出基 于 应 变模 型 疲 劳 寿 命 的公 式 ， 一０ 型
２ 沥 青混 合料 疲 劳分 析方 法
沥 青 混合料 疲 劳性 能是 指 其在 特定 荷载 环境 与气 候 环境 条件 下 抵抗 重复 荷 载作 用而 不产 生破
收 稿 日期 ：２ ０ —３ １ 。 ０ ８０ —３
作者 简介 ： 张丽宏 ，女。东南大学硕士研究生 ， 主要从事道 路材料 与结构研 究 。
维普资讯
石
油
沥
青
２０ 年 第 ２ ０８ ２卷
裂 的 能力 。 研 究沥 青混合 料疲 劳性 能 的 目的是 通过 室 内 试验 找 出沥 青混合 料疲 劳规 律 ，对其影 响 因素进
化。
３ 沥青混 合料 疲劳试 验 沥 青 混 合 料 疲 劳 试 验 归 纳 起 来 可 以分 为 四 类 ：一是 实际路 面在 真 实行车 荷载 作用 下的疲劳

能 量法 、 美国沥青学会法和 Ｃ Ｒ Ｒ法进行 了介绍 ， 并指 出充分 了解沥青路 面疲 劳性能 与建立相应 的评价标准 对沥青路 面 的使 用具
有重要意义。
关键词 ： 沥青路面 ， 疲 劳破坏 ， 预估方法 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ３ ５ 文献标识码 ： Ａ 力和常应 变疲 劳试 验 。结果 表明 ： 在相 同的 沥青用 量下 ， 对 于常
．
第３ ９卷 第 ３ ４期 １ ４ ６． ２ ０ １ ３年 １ ２月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｉ ＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ｌ ＿３ ９ Ｎｏ ． ３ ４ Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
・
建 筑 材 料 及 应 用
・
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ４ — ０ １ ４ ６ — ０ ３
沥 青 混 合 料 的 疲 劳 性 能 及 评 价 标 准 研 究 综 述
袁 强
（ 大连理工大学 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３）
摘
要： 根据沥青路 面的破坏机理 ， 分析 了影响沥青路 面疲 劳寿命 的因素 ， 对沥青 混合料疲劳寿命 的预 估方法— —ｃ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ － Ｐ ｅ ｌ ｌ 法、
命却要更短 。表面粗糙且棱 角尖锐的集料 如果压实 不充分 ， 会产 生较大 的空隙率 ， 导致疲劳 寿命缩 短。来 自美 国的实验数据 表
明， 空隙率每增加 １ ％， 疲劳寿命将降低 ４ ０ ％ 。因此在施工 时应 充
分碾 压达到规定 的密实度 ， 以保证沥青路 面的寿命 。
２ ． ３ 试件成型和试验方法的影响 是 由路 面底部产生并 向上扩展 的¨ Ｊ 。所 以 ， 在实 际路 面设计 当中 ３． １ ） 试件成型方法 。目前沥青 混合料试件成 型主要有 静压法 、 需要把底部拉应力作为控制变量 。

1.2沥青混合料疲劳性能破坏
沥青混合料的疲劳破坏是指在重复应力 的作用下，在低于静载一次作用下的极限应 力时发生破坏。沥青路面在使用过程中，受 到车辆荷载的反复作用，或者受到环境温度 交替变化所产生的温度应力作用。
图1-1路面面层在车轮下的受力状态
图1-2 B点随时间的变化
2.1疲劳特性的主要影响因素
Байду номын сангаас
总结
随着公路交通量日益增长，汽车轴载不断 增长，汽车对路面的破坏作用变的越来越明显 ，路面使用期间经受车轮的反复作用，长期处 于应力应变交替变化状态，所以，沥青混合料 的疲劳性能越来越得到社会的关注，影响疲劳 性能的相关影响也越来越得到重视，在设计施 工中不可忽视。
矩形梁四点弯曲法
1、沥青混合料四点弯曲疲劳试验系统通常由加载装 置、环境箱、数据采集与控制装置等部分组成。
矩形梁四点弯曲法
2、实验步骤： a 、试件养护 b 、试件安装 c 、设定实验参数 d 、进行疲劳实验 e 、有效实验确认
3.改善措施
1、从材料自身条件应该选用粘度较大的沥青;选 择合适的矿料级配; 适当增加沥青用量。 2、从道路实际情况应该适度限制车辆载重、车 流量，合理设置路面排水系统 3、采用合适的路面结构组合，比如加铺应力吸 收层等，同时采用合适的计算方式设计路面对 疲劳寿命也有所提高。
（1）荷载条件
简单荷载：全过程中荷载条件保持不变
①荷载历史
复合荷载：按某种预定形式重复施加应力的 过程中荷载条件改变。不仅包括应力的改变， 而且也包括环境的改变。
②加载频率：不同频率的几条曲线在达到疲劳破坏 的作用次数以前基本上保持了平行的关系。
2.1疲劳特性的主要影响因素
图2-1不同频率对混合料疲劳哦性能的影响

中 图分 类 号 ：Ｕ １ ． ４ ６２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ — ７ ６ ２ １ ） ９ ０ ７ — ２ ０ ２ ４ ８ （０ ２ ０ — ０ ８ ０
Ｃｏ ｔ ａ ｔＴｅ ｔｆ ｒ Ｆａ ｉ ｕｅ Ｐｒ ｐｅ ｔ ｆＦｉ ｒＡｓ ｈａ ｔＣｏ ｒ ｔ ｎ ｒ ｓ ｓ ｏ ｔｇ ｏ ｒ ｙ ｏ ｂｅ ｐ ｌ ｎｃ ｅ ｅ
新 型 的沥青 混合料 ，由沥青 、纤维 稳定 剂 、矿 粉及 少量 的细集 料组 成 。在沥青 混凝 土 中加 入纤 维 ，可 有 效地 改善 沥青 混凝 土路 面的高 温稳定 性 、疲劳 耐 久 性 ．并且 具有 低温抗 拉 和防止 反射裂 缝 的作 用 。
１ 材料
颜 色
浅 灰 色 黄 色 灰 白 色 灰 黑 色
ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｄ ｔｏ ｆｆｂ ｒｃ ｎ ｉ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｈ ｄ ｉｉｎ ｏ ｅ ａ ｍｐｒ ｖ ｈ ａ ｉｕ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｓ ｈａｔｃ ｎｃ ｅｅ ｐ ｖ ｍｅ ｔ ｉ ｏ ｅ ｔ ｅ ｆｔｇ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆ ａ ｐ ｌ ｏ ｒ ｔ ａ ｅ ｎ ．Ａｔｔ ｅ ｓ ｍｅ ｈ ａ ｔｍｅ ｔｃ ｎ ｐ ｏ ｉ ｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｂｅ ｓ ｈ ｌ ｃ ｎ ｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｎ ｅ ｉ ｅ ｅ ｏ ｄ ｔｏ ｎ ｈ ｉ ，ｉ ａ ｒ ｖ ｄ ｅｅ ｅ ｃ ｏ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｆ ｒａ ｐ ａ ｔ ｏ ｃ ｅｅ ｐ ｖ ｍｅ ｔｕ ｄ ｒｄ ｆ ｒ ｎｔｃ ｎ ｉｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｆ ｓ ｌ ｃ ｉｎ ｏ ｂ ｒ ｅｅ ｔｏ ｆｆ ｅ ． ｉ Ｋｅ ｒ ：ｈｉｈ ｙ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ； ｓ ｈ ｌ ｏ ｒ ｔ ；ｆｂ ｒ ｅ ｄ ｎｇｆ ｔｇ ｙ ｗｏ ｄｓ ｇ ｗａ ｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ａ ｐ ａ ｔｃ ｎｃ ｅｅ ｉ ｅ ；ｂ ｎ ｉ ａｉｕｅ

沥青混合料疲劳性测试研究综述作者：闵西成来源：《科学与财富》2020年第23期摘要：随着我国汽车数量日益增长，道路交通量也不断增长，部分路段长期经受着车轮的反复碾压，使得路面结构发生疲劳破坏，大大减少了道路的使用寿命。

因此，沥青混合料疲劳性的研究将会为提高沥青混合料路面的使用寿命具有积极意义。

本文主要介绍了国内外沥青混合料疲劳性试验的研究方法。

关键词：沥青混合料;疲劳性;疲劳模型;试验方法随着我国高速公路不断的修建，公路质量也出现了一些出现参差不齐的情况。

路面使用期间经受车轮荷载反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使路面结构强度逐渐下降。

在荷载作用达到一定的次数以后，路面结构就会出现疲劳破坏。

到目前为止，针对沥青混合料的疲劳性能主要有三种研究方法：现象学法、断裂力学法和耗散能法。

1;;;; 沥青混合料疲劳模型研究疲劳模型是沥青混合料疲劳性能研究的核心。

通过建立力学响应与荷载作用次数的关系，预测沥青混合料疲劳寿命，进而预估沥青路面的疲劳破坏。

国内外研究者通过不同途径研究沥青混合料的疲劳性能，提出了不同的沥青混合料疲劳模型。

这些模型基本上可以分为三类[1][2]。

1.1; 现象学法现象学法，即传统的疲劳理论方法，它采用疲劳曲线表征材料的疲劳性质，认为沥青混合料的疲劳是在荷载重复作用下强度衰减累积引起的破坏现象，现象学模型共同之处在于都建立了沥青路面沥青层层底拉应变或拉应力与路面开裂时承受的累积荷载作用次数之间的关系。

1.2; 断裂力学法研究裂缝形成的机理以及应力、应变与疲劳寿命之间断裂力学法，即应用断裂力学原理分析疲劳裂缝扩展规律以确定材料疲劳寿命的一种方法。

1.3; 耗散能法沥青混合料是一种粘弹性材料，其疲劳破坏可以以能量的形式表示。

累积耗散能对于疲劳寿命来说是一个独立的因素，仅与混合料本身的成分、沥青用量、碾压成型条件、集料分布均勻性等有关，而与试验方法、温度、加载模式、频率无关。

当沥青混合料受到外部作用时，内部组织结构将发生变化以抵抗外部作用的影响，从而将不断地消耗能量，即以足够的耗散能来适应内部结构的重新有序变化。

对于室内小型试验, 车轮荷载的加载时间可以 根据V an der Poel 的公式来确定
t = 1 (2Πf ) 当加载频率为 10 H z 时, 与国外大多数研究所 选择的加载频率相同, 加载时间为
t = 1 (2Πf ) = 01016 s 01016 s 的加载时间对沥青混合料路面表面大 致相当于 60～ 65 km h 的行车速度。 中国现行的 《公路工程技术标准》规定的汽车专用公路的计算行 车速度范围为 40～ 120km h, 可见选择 10 H z 的荷 载频率是合适的。 213 荷载波形
在常温条件下, 沥青混合料表现为显著的粘弹 性质。随着荷载作用次数的增加, 试件挠曲残余变形 逐渐增大, 材料的劲度 (或模量) 逐渐减小, 微裂缝不 断发展, 最终完全断裂。由于这种表述方式比较简单 明确, 试验数据稳定, 因此, 在控制应力方式下通常
2 2 交 通 运 输 工 程 学 报 2001 年
程, 为以后应用作准备。试验结果见表 2 及图 1。随
表列出交通部重庆公路研究所及哈尔滨建筑工程学
院的部分试验结果。 其中应力单位为M Pa, 应力以 应力差表示。
图 1 中国高等级公路常用沥青混合料间接拉伸疲劳试验结果
从表 2 及图 1 中可看出各单位所做疲劳结果 n 值比较接近, 变化在 3141～ 4182 之间, 说明弯曲与 间接拉伸试验结果有可能互换; K 值变化较大, 但 同一单位材料间 K 值相差不多, 说明沥青混合料的 疲劳性能同原材料性质有较大关系。 如本研究所用 沥青性能较好, 其疲劳寿命明显高于国产沥青混合 料。 混合料级配也对疲劳寿命有一定影响。 本研究 所 用ESSO 70# 、SH ELL 70# 沥青混合料及哈尔滨建
收稿日期: 2000210218 作者简介: 许志鸿 (19392) , 男, 福建龙海人, 同济大学教授, 从事路基与路面研究.

沥青混合料四点弯曲疲劳实验模块实验原理一、材料疲劳行为沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，其在长时间和重复载荷的作用下会表现出明显的疲劳行为。

在疲劳过程中，沥青混合料的力学性能会发生变化，逐渐降低至失效。

因此，了解沥青混合料的疲劳行为对于评估其使用寿命和耐久性具有重要意义。

二、弯曲应力分析四点弯曲疲劳实验是一种常用的测试方法，用于评估沥青混合料在重复弯曲应力作用下的性能。

在实验中，试样放置在两个相对的支撑点上，并在试样的中部施加弯曲应力。

随着应力的重复加载，试样内部的应力分布发生变化，导致其性能逐渐降低。

三、重复加载条件在四点弯曲疲劳实验中，试样需要承受重复的弯曲应力。

这些应力的频率、幅值和循环次数等参数对于实验结果具有重要影响。

通过对这些参数的调整，可以模拟不同使用条件下的疲劳损伤。

四、疲劳损伤机制在重复加载条件下，沥青混合料内部会发生微裂纹、颗粒破碎和粘聚力损失等损伤机制。

这些损伤会导致试样的强度和刚度逐渐降低，最终导致断裂失效。

通过对这些损伤机制的研究，可以深入了解沥青混合料的疲劳性能和耐久性。

五、实验数据处理实验数据处理是四点弯曲疲劳实验的重要环节之一。

通过对实验数据的分析，可以得出试样的应力-应变曲线、弹性模量、弯曲强度等力学性能参数。

同时，还可以计算试样的疲劳寿命和损伤因子等指标，以评估其耐久性。

六、寿命预测模型基于实验数据和理论分析，可以建立寿命预测模型，用于估算沥青混合料在不同条件下的使用寿命。

这些模型通常考虑材料的性能参数、环境因素和使用条件等因素，通过数学公式或计算机模拟方法进行预测。

七、材料优化建议通过对四点弯曲疲劳实验结果的分析，可以为沥青混合料的优化提供建议。

例如，调整原材料的配比、添加增强剂或优化加工工艺等措施可以提高材料的耐久性和使用寿命。

此外，还可以针对特定的使用环境和工程要求，选择适合的沥青混合料类型和设计方法。

八、实验局限性评估虽然四点弯曲疲劳实验是一种有效的测试方法，但仍存在一定的局限性。

沥青混合料四点弯曲疲劳试验1. 引言嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个可能听起来很呕心兑现话题，但实际上却超有意思的内容——沥青混合料四点弯曲疲劳试验！或者你可以叫它“沥青测试派对”，因为在这个过程中，我们要通过实验来探讨沥青在轮胎下“跳舞”的表现，会不会像舞王一样潇洒自如，还是像个没节奏的菜鸟，在马路上摇摇欲坠。

想想都刺激~在路面上开车的时候，车子在不同的温度、湿度、品味各异的路况下，沥青混合料究竟会发生些什么？市面上卖的各种沥青材料有啥不同的性能？其实，这可是我们必须搞明白的事情，毕竟，安全驾驶可是大事，要是连路面都自己“出轨”，那可就不妙了。

2. 什么是四点弯曲疲劳试验？2.1 概念介绍那么，四点弯曲疲劳试验到底是个啥玩意儿呢？简单来说，这个实验主要用来测试沥青混合料在疲劳作用下的强度和韧性。

别担心，我没想让你考上研究生，而是想给大家普及一下这个原理。

就像你在高强度锻炼时，是否会出现“腿软”的感觉一样，当沥青混合料被反复弯曲时，它也会体验到“疲倦”。

我们要通过实验来探究它到底能撑多久，不至于先“心态崩溃”。

2.2 实验过程好，具体的实验过程就有点像拍电影，得有个富有想象力的导演。

我们要先把老大沥青混合料准备好，之后用专门的设备把它放入四点弯曲的试验机里。

哎呀，真是有点儿科技感啊，想象一下，沥青混合料就像个大明星，正在舞台上被聚光灯照耀。

我们通过施加一定的力量，让它在四个接触点弯曲，不断测试着它的极限。

3. 实验数据分析3.1 数据解读到了最后，大家最期待的结果终于来了！经过几轮的肃穆试炼，咱们得到了实验数据，可以说这就像考试成绩一样，让人既紧张又期待。

通过观察沥青的变形、裂纹等现象，我们能得出它的疲劳寿命，多长时间它才能安稳地工作，真是“人间不值得”般的反复折腾！有的沥青混合料恰如其分，毫无怨言地维持着；有的就似乎“心有余而力不足”，一下子就那么崩塌了，简直让人心疼。

3.2 生活中的应用要知道，这些数据不仅仅是纸上谈兵，它们能让我们更好地选择和使用沥青材料。

玄武岩纤维沥青混合料疲劳性能试验研究作者：陆鹏程顾倩俪吴宇浩夏炎施雨袁益进王天来源：《价值工程》2019年第17期摘要：受到日益增大的重载交通量的影响，我国沥青路面更容易出现疲劳开裂等病害，因此，提出了更高的标准来提高沥青路面的疲劳性能。

通过对玄武岩纤维吸油性能的分析，在沥青混合料中掺入长度为6mm玄武岩纤维，同时控制其掺入量为0.3%。

掺加玄武岩纤维后的混合料，采用四点弯曲疲劳试验来分析其疲劳性能。

通过研究结果可知，掺加玄武岩纤维后的沥青混合料，其疲劳性能显著提高，同时用该混合料铺筑的路面的高温稳定性也获得了明显的提升。

不同的级配类型对其疲劳性能的提高幅度存在较大差异，其中玄武岩纤维对SMA-13级配的疲劳性能提升效果最明显。

Abstract： Affected by the increasing heavy traffic volume， asphalt pavement in China is more prone to fatigue cracking and other diseases. Therefore， a higher standard is proposed to improve the fatigue performance of asphalt pavement. Based on the analysis of oil absorption performance of basalt fibers， 6 mm basalt fibers were added into asphalt mixtures and 0.3% of basalt fibers were controlled at the same time. Four-point bending fatigue test was used to analyze the fatigue properties of the mixture mixed with basalt fibers. The results show that the fatigue performance of asphalt mixture with basalt fiber is significantly improved， and the high temperature stability of the pavement paved with the mixture is also significantly improved. Different aggregate gradation will affect the fatigue performance of asphalt mixture improved by basalt fibers. Among them， SMA-13 graded asphalt mixture has the greatest improvement because of basalt fibers.關键词：玄武岩纤维;沥青混合料;疲劳性能Key words： basalt fiber;asphalt mixture;fatigue performance中图分类号：U414; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1006-4311（2019）17-0263-030; 引言随着我国经济持续稳定的发展，沥青路面也得到进一步的推广应用，其具有力学性质和路用性能。

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。