沥青混合料高温剪切试验研究

建筑工程　

ｉ■　Ｃｈｉｎｏ　Ｓ　ｏｅ　ａｒ￣ｃｒ　Ｔｏｃｈｎｏ（ｏｇｙ　Ｒｅｖｌｏｗ　

沥青混合料高温剪切试验研究　

刘超凡　

（陕西省咸阳路桥工程公司第一分公司　陕西　咸阳　７１２０００）　

［摘要］分析了目前常见的评价沥青混合料高温性能试验方法的优缺点，运用美国公路战略研究计划开发的剪切试验仪，指出混合料的　

剪切应变主要是在交通荷载下粗集料位置的重新调整和剪切流动引起的，提出了相关的试验指标，较好的评价了沥青混合料高温剪切变形的全过程　

［关键词］沥青混合料　高温性能　剪切试验仪　永久变形　试验指标　

中图分类号：Ｔｕ　文献标识码　Ａ　文章编号：１００９—９１４ｘ（２０１　０）０２一Ｏ１１　８－０２　

经济的飞速发展，不仅带来交通量的迅速增长，而且使得轴载　

质量显著增大。沥青路面在重载作用下造成的车辙、推拥、波浪、拥　包等病害使得沥青路面的路用性能迅速下降，当车辆在行驶过程中，　

稍稍偏离行车方向时就会引起车辆左右晃动，带来乘客不舒适的感觉。　

当车辙的深度达到一定的程度，足以在轮迹带内积水，将导致沥青路　

面水损害，同时使得快速行驶其上的车辆容易产生水漂影响行车安全。　

因此，减少和延缓车辙，研究具有优良高温稳定性的沥青混合料，　

提出一种能够准确评价沥青混合料高温性能的方法则是当前道路科研　

工作者的首要任务。　

１．国内外研究现状　

最早沥青混合料设计方法是维姆法与马歇尔设计法，马歇尔方　

法模拟的受力模式有一定侧限，有容许流动值，虽然难以计算侧压力　大小与变化，但作为一种经验法，它简单、容易掌握。而且长期以来，　

人们对此方法已经积累了丰富的资料，根据经验还是可以对一般沥青　

混合料的稳定性作出粗略的判断，所以目前还一直沿用。但马歇尔的　

缺点是有目其睹的，其稳定度和流值是一种经验指标，不能确切地反　

映沥青混合料永久变形产生的机理。　

随着力学图式的转变，评价高温稳定性的马歇尔试验法曰益被单　

轴蠕变试验取代，流值和稳定度被永久变形取代　单轴静载蠕变试验　

是～种相对简单的试验方法，经过多年的试验研究，～些研究者己提　

出了沥青混合料蠕变劲度极限值，但单轴蠕变试验花费的时间长，各　

研究者采用的试验条件不同，其试验结果差异较大，尤其是试验时必　

须保持试件恒定的温度和稳定的应力水平，实验要求比较高。单轴压　

缩蠕变的受力图式是不体现混合料的侧向压力的，在增加粗集料含量　

的前提下，要反映粗集料的骨架作用，单轴压缩蠕变试验不是理想的　

试验方法。同时由于试验结果不具有普遍性，应用还受到各种条件的　限制，尽管我国亦对单轴静载蠕变试验进行了较多的研究，基于试验　结果变异性较大的原因，没能提出相应的蠕变劲度极限值　

三轴试验原理是使试件处于三向受力状态，沿试件径向的是均　

匀分布的气体或液体压力，两个主应力相等，在这～点上反映了道　

路路面的实际受力情况　三轴试验假定沥青混合料近似为各向同性均　质体，采用摩尔理论来解释混合料的抗剪性能，即认为材料的破坏是　

由于颗粒之间产生了剪切滑移。三轴蠕变试验过程中所需测定的数据　特性与单轴蠕变试验相同，虽然试验模拟路面受力状况较好，但试验　

设备复杂，数据如何使用方面一直有不同的看法，对三轴试验的评价　

已经几起几落。　

２．沥青混合料翦切试验　美国公路战略研究计划开发的Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ剪切试验机能较好评价　

沥青混合料的高温性能，它弥补了上述试验方法的不足，基本上消　

除了体积变形，试验结果能突出反映混合料产生的永久变形机理，　

因而能有效地应用于比较和预估各种沥青混合料的抗永久变形性能。　

在起初，ｓＳＴ在ＡＡＳＨＴＯ　ＴＰ７－９４的规范中规定ＳＳＴ可做６种试验：　

体积试验，单轴应变试验，恒高度简单剪切试验，恒高度频率扫　

描试验，恒高度重复剪切试验及恒定应力比重复剪切试验。其中前　

两种试验在ＡＡＳＨＴＯ　ＴＰ７—９９规范中删除了，原因在于这两种试验没　

有合理地反应ＳＨＲＰ预测沥青混合料永久变形性能的模型，且这两种　

试验很困难地以重复的方式进行测试。在ＡＡＳＨＴＯ　ＴＰ７—０１规范中又　

删除了恒定应力比重复剪切试验，剩下的试验则和路面的性能密切相　

关，是很好地路面永久变形预测模型。美国加利福尼亚大学贝克莱分　

校的Ｊ．Ｂ．Ｓｏｕｓａ等学者，在对各种试验方法的简单性、对现场情况的　

模拟性等进行比较后认为，剪切试验是研究沥青混合料高温性能最好　的试验方法之一。　

２．１　Ｓｕｐｅ　ｒｐａｖｅ剪切试验机　

１１６Ｉ科捷博览　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ剪切试验所用试件采用旋转压实机按ＡＡＳＨＴＯ　ＴＰ－４标　

准方法成型试件。对于公称最大直径为ｌ　９ｍｍ的沥青混合料，制备　

试件时首先模制成１４０ｍｍ高的试件，然后锯切成两个各厚约５０ｍｍ的　

试件：对于公称最大直径为１　２．５ｍｍ的沥青混合料，制备试件时首　

先模制成ｌｌＯｍｍ高的试件，然后锯切成两个各厚约４０ｍｍ的试件。通　

过切除两端压实不够均匀或与试件中部密度有较大差异的端部，可使　两个锯开的试件状态较为一致，且容易保持两端面平整、平行。由　

于旋转压实机能严格控制沥青混合料试件的密度和空隙率，使得试验　结果具有可比性。　

２．１．１恒高度重复剪切试验　

恒高度重复剪切试验是一种应力控制模式试验，它在保持试件高　

度不变的前提下，通过施加的半正弦剪切应力６９±５ＫＰａ对试件进行　

重复剪切试验来模拟车轮荷载反复作用沥青路面，其中：施加荷载时　

间为０．１Ｓ，卸载时间为０．６ｓ，频率为１．４３Ｈｚ，剪切次数５０００次，得　

到了永久剪切应变随重复剪切次数的变化关系。　

随着重复剪切次数的增加，沥青混合料剪切变形增加，永久剪切　

应变也随之增加。开始时，永久剪切应变急剧增加，当重复剪切次数　

为２００次数以后，永久剪切应变增加变缓，说明重复剪切试验基本上　

忽略试件的压密变形，主要考察的是沥青混合料稳定阶段的塑性流动　

变形。此时剪切应变近似于线性关系，在此阶段，重复剪切次数与剪　

切应变的关系可拟合为直线关系：　Ｙ＝ｋ　ｎ＋ｂ　（式１）　

式中：ｎ一第二阶段的重复剪切次数：　

ｋ，ｂ一回归系数。　

在这里，ｋ反映了沥青混合料稳定阶段剪切应变曲线的斜率，随　

着重复剪切次数的增加，ｋ越小，永久剪切应变越趋于稳定，说明沥　

青混合料内部形成稳定的骨架结构或者骨料间沥青胶浆粘结力较强，　

在剪切过程中产生的限制应力较大，抗剪切能力较高，高温性能较好。　

ｂ为剪切应变曲线的截距，即为初始剪切应变，反映了在重复剪切之　

前沥青混合料内部抵抗剪切的能力，ｂ越小，则初始剪切应变越小，说　

明沥青混合料自身骨架结构较好或者骨料间粘结力较强，在重复剪切　之前抗剪切能力就较高，高温稳定性较好。　

２．１．２恒高度频率扫描试验　恒高度频率扫描试验是一种应变控制模式试验，它在保持试件　

高度不变的前提下，按照规定的频率顺序用水平剪切荷载对试件进　

行振荡荷载试验，它较好地模拟了不同的行车速度对沥青路面的作　

用，试验得到不同频率下复数剪切模量Ｇ　及相位角８，于是得到Ｇ　

与ｆ的关系。　

随着频率的增加，沥青混合料复数剪切模量增大。因为沥青混合　

料是一种粘弹性物体，在频率较高，短时间荷载作用时接近于弹性体，　

沥青混合料劲度较大，复数剪切模量较高，则沥青混合料抗高温永久　

变形能力较强。　。　

将Ｇ｛与ｆ的关系曲线进行幂函数回归，得到下式：　Ｇ＊＝ａｆ－　（式２）　

从上式可以得到，复数剪切模量　与频率ｆ成幂函数关系，频率　

越大，则沥青混合料重复剪切模量Ｇ十越大，抗高温性能越好。其中ｍ　

与沥青混合料类型有关，Ｉｎ越大，则该种沥青混合料劲度对频率、行　

车速度的变化越敏感，沥青混合料复数剪切模量　变化越大；相反ＩＩＩ　

越小，沥青混合料劲度对频率、行车速度的变化就不敏感，沥青混合　

料复数剪切模量Ｇ　变化也小。　

２．２沥青混合料高温性能评价指标研究　

评价沥青混合料高温性能的试验方法及指标有很多，但作为实　

用、有效的目的，选用的实验方法及指标应最能反映沥青混合料的　建筑工程　

ｏｇ７　Ｒｅｖｉ　

浅谈现浇钢筋混凝土柱的质量控制管理要点　

马聪　

（黑龙江测绘局　黑龙江　哈尔滨　ｌ５００００）　

［摘要］现浇钢筋混凝土柱是房屋结构中重要的承重构件之一，广泛的应用于框架结构中，其质量直接关系到结构安全和使用功能。加　

强对现浇钢筋混凝土柱的质量控制，主要分钢筋模板工程、钢筋绑扎和混凝土浇筑、补救处理、监督管理、质量检验几方面控制。　

［关键词］现浇　钢筋混凝土　质量控制　管理　补救处理　

中图分类号：Ｔｕ　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００９－９　１　４ｘ（２０１　０）０２－０１　１　７—０１　

一、应该从钢筋模板工程抓起　

应该从钢筋模板工程抓起　柱模板由侧模板和支撑组成。按照所　

用的材料，模板分为木模板、钢模板、钢木模板、铝合金模板、塑料　

模板、胶合板模板（木、竹）、玻璃钢模板、预应力混凝土薄板模板等；　

支撑体系主要是承受水平荷载，防止模板倾覆，增加模板的刚度。拆　除模板的日期应根据构件的性质、用途和混凝土的凝结硬化速度以及　

施工气温等确定。模板的拆除应符合以下规定：　

①非承重构件，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模　

板而受损坏时，方可拆除；　②承重构件应在与结构相同、养护条件相同的试块达到规定的强　

度后方可拆除；　

③在拆除模板过程中，如发现混凝土有影响结构安全的质量问题　

时，应暂停拆除，经过处理后，方可继续拆除；　

④已拆除模板及其支架的结构，应在混凝土强度达到设计强度后　才能允许承受全部计算荷载。　

钢筋进场应按验收批组织验收。钢筋应有产品合格证、出厂检验　报告，每捆钢筋均应有标牌，进场钢筋应按进场的批次和产品的抽样　

检验方案抽取试样作机械性能试验，钢筋表面不得有裂纹、油污等，平　

直无损伤。施工中柱受力筋采用机械连接，合格后方可使用。　

二、注重受力筋和箍筋的绑扎和混凝土浇筑，发现问题及时补　

救处理　控制质量要注重受力筋和箍筋的绑扎和混凝土浇筑。构造柱有　

箍筋加密段详见：《建筑抗震设计规范》所有纵横墙交接处及横墙　

的中部，均应增设满足下列要求的构造柱：在横墙内的柱距不宜大　

于层高，在纵墙内的柱距不宣大于４．２　ｍ，最小截面尺寸不宜小于　

２４Ｏｍｍ×２４０ｍｍ，配筋宜符合表７．３．１４的要求。箍筋加密区：角　柱全高。边柱和中柱上端７　０　０，下端５　０　０。绑扎应符合设计要求，　

用２　０～２　２号铁丝绑扎紧，保证钢筋韵正确受力位置。混凝土浇筑　

过程中，不应发生韧凝和离析现象；．如出现局部漏振，以及浇筑　

时，一次下料厚度过厚，振捣棒的插入间距过太等问题，要及时　纠正处理。现浇钢筋混凝土柱外观质量缺陷有：露筋、蜂窝、孔　

洞、夹渣（混凝土中夹有杂物且深度超过保护层厚度）、疏松、裂　

缝、外形缺陷（缺棱掉角、棱角不直等）、外表缺陷（构件表面麻面、　

掉皮、起砂等）。发现轴柱混凝土浇筑后出现大面积孔洞、露筋现象，　

属严重缺陷出现了质量问题。针对此类问题应采取以下处理：先打掉　

出现问题，已浇筑的混凝土柱；同时编制具体施工处理方案措施，重　

新立模验收，合格后再进行混凝土浇筑。　

三、加强监督管理力度　加强监督管理，主要作好以下工作：（１）做好混凝土浇筑安全技　

术交底工作，做好交底和混凝土浇筑过程中的施工记录。（２）重要特　殊部位混凝土浇筑要编制针对性的施工方案，严格按方案施工。（３）加