沥青混合料低温性能.

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.4J 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 temperatureperformances of bituminous mixtureZHAN 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 ure0　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]。

再生沥青混合料的低温及中温抗裂性能分析摘要：为研究废旧沥青路面材料（RAP）对热拌再生沥青混合料抗裂性能的影响，本文分别采用圆盘拉伸试验（DCT）和疲劳拉伸试验对再生沥青混合料的低温抗裂性及中温抗疲劳性能进行了试验研究。

首先，采用DCT试验对再生沥青混合料试件进行了断裂试验，并采用韧性指数（Toughness Index）对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行评价；其次，采用拉伸试验对再生沥青混合料进行了单轴拉伸疲劳试验，并通过简化的粘弹性连续损伤模型（S-VECD），确定了不同再生沥青混合料的损伤特征曲线（DCC），和基于能量的疲劳失效标准与疲劳加载次数之间的关系（GR-Nf），对不同再生沥青混合料的抗疲劳性能进行了研究。

综合两种试验结果表明，随着RAP含量的增加，沥青混合料的低温抗裂性能及中温抗疲劳性能均有不同程度的降低，在实际应用中应加以控制。

关键词：RAP；沥青混合料；低温开裂；圆盘拉伸试验；疲劳开裂；粘弹性连续损伤模型中图分类号：U416.217 文献标准码：A1引言再生沥青路面材料（RAP）是一种非常有价值的资源，早在上世纪30年代，国外就开始在路面建设中使用RAP材料，随着原油价格的增长及环保意识的增强，RAP材料的应用越来越普遍。

在新修建的沥青路面中掺加一定量的RAP材料，不仅可以节约沥青和集料用量，其经济价值显而易见。

但随着RAP的加入，沥青混合料的力学性能发生变化，影响沥青路面使用性能[1]。

沥青路面的低温开裂已成为困扰道路研究工作者的难题，无论是在北方冰冻地区，还是在南方寒冷地区，沥青路面出现低温开裂的现象相当普遍，且低温开裂在温度骤降或是温差较大的地区更为突出。

研究表明，仅仅对沥青结合料进行测试来表征沥青混合料的低温抗裂性能是不充分的。

近年来，基于能量的试验引起了较为广泛的关注，包括半圆拉伸试验（SCB）、Fenix试验和圆盘紧凑拉伸试验（DCT）等等[2]。

DCT试验最初是在ASTM E 399标准中使用，然后由Wagoner引入到沥青混合料中，在十几年的不断改进与应用中，逐渐成为评价沥青混合料低温性能最为流行的断裂试验方法。

沥青混合料低温性能评价指标的研究摘要：我国沥青混合料低温抗裂性能的主要评价指标是低温弯曲试验的破坏弯拉应变和弯拉强度，但平行试验很可能出现破坏弯拉应变较接近而弯拉强度相差较大的矛盾结果。

本文基于低温弯曲试验，采用单位体积破坏能和弯曲系数来评价沥青混合料的低温性能，能避免使用单一指标破坏应变相差较大的情况，且能利用弯曲系数预测混合料抵抗低温的能力。

关键词：低温评价指标破坏能弯曲系数0引言目前，我国主要用低温弯曲试验评价沥青混合料的低温性能，在低温条件（-10℃）下对小梁施加跨中荷载直至断裂，得到荷载与跨中挠度关系曲线，以破坏弯拉应变作为评价指标，但采用单一评价指标很有可能出现平行试验中破坏弯拉应变较接近而弯拉强度相差较大的矛盾结果。

针对低温弯曲试验方法的不足，本文从能量的角度对沥青混合料进行了粘弹性分析，由低温弯曲试验得到的应力-应变曲线，回归出沥青混合料的单位体积破坏能，用破坏能和弯曲系数作为沥青混合料的低温抗裂性能评价指标。

1矿料级配本文采用ac-16型沥青混合料，沥青为壳牌70#，集料采用石灰岩，各筛孔的通过率见表1。

表1 ac-16各粒径通过筛孔百分率2基于低温弯曲试验的评价指标试件尺寸：40mm×40mm×250mm小梁，跨距200mm，单点跨中加载，试验在mts810闭环液伺服试验机上进行，加载速率为50mm/min。

由弯曲试验的荷载-跨中挠度曲线可以得到弯曲破坏荷载、破坏时的挠度，计算出试件的抗弯拉强度、梁底破坏弯拉应变以及破坏时的弯曲劲度模量，并确定小梁试件在破坏时的单位体积破坏能。

2.1单位体积破坏能不同沥青混合料具有不同的能量储存能力，称为破坏能。

沥青混合料试件达到破坏时所消耗的能量与其抗裂性能有较好的关联性，消耗的能量越大，抗裂性能就越好。

根据破坏能的定义，单位体积的破坏能可以表示为：（2-1），其中表示破坏能；εc为应力达到峰值时的应变。

因此，可根据应变能（wε）是否大于材料的破坏能（）来判断沥青混合料是否发生低温开裂。

沥青混合料低温小梁弯曲试验沥青混合料在使用过程中大多数存在于低温环境中，长期处于低温环境下可能会导致沥青混合料的疲劳断裂和裂缝扩展。

因此，开展沥青混合料的低温性能评价是十分必要的。

本文采用小梁弯曲试验方法，对沥青混合料在低温下的性能进行测试。

试验设计本试验主要是为了验证沥青混合料的低温性能，采用小梁弯曲试验法进行测试，测试仪器为底板式小梁弯曲试验仪。

试样的制备采用了JCJ113-2007《公路工程沥青混合料试验规程》标准的要求，试样形状为矩形，尺寸为100mm*10mm*10mm。

本次试验选取了4种不同类型的沥青混合料，分别为普通级沥青混合料、高粘度级沥青混合料、分级沥青混合料和高温稳定性沥青混合料。

对于每种沥青混合料，我们制备了8个试样作为测试样本，其中4个试样进行低温小梁弯曲试验，另外4个试样作为备用样本进行复验。

试验环境设置本次试验的低温环境温度为-18℃，采用的试验程序为：试样预处理24小时，置于-18℃环境中2小时，然后进行小梁弯曲试验。

试验结果根据试验结果，我们得出了以下结论：1.不同类型的沥青混合料在低温下的弯曲性能也不同，其中分级沥青混合料的弯曲性能最好，其次是高温稳定性沥青混合料、高粘度级沥青混合料和普通级沥青混合料。

3.低温下沥青混合料的弯曲性能指标受环境温度的影响较大。

在-18℃下测试，弯曲性能较好的沥青混合料在更低温度下可能会失去其优势。

4.同一种沥青混合料在低温下的弯曲性能指标也具有较强的随机性，不同样品的弯曲性能指标差异较大。

因此，需要多次复验才能得出较为准确的评价结果。

结论本文通过小梁弯曲试验研究了不同类型沥青混合料在低温环境下的性能，并得到了较为清晰的评价结果。

因此，建议在使用沥青混合料时，根据其所处的环境温度和要求的弯曲性能指标选择合适的沥青混合料。

同时，需要注意到低温下沥青混合料的随机性较大，需要多次复验才能得出较为准确的评价结果。

在道路建设和维护领域，沥青混合料低温弯曲试验破坏应变是一个非常重要的主题。

通过对这个主题的深入探讨，我们可以更好地理解材料的性能特点，为道路建设和材料选择提供更科学的依据。

本文将从浅入深地探讨沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的相关概念、测试方法以及意义，帮助读者全面、深刻地理解这一主题。

# 概念解析1. 低温弯曲试验低温弯曲试验是用来评估沥青混合料在低温条件下的抗裂性能的一种试验方法。

通过施加一定的弯曲应力，观察材料在低温下的变形和破坏情况，从而评估其耐久性能。

2. 沥青混合料沥青混合料是由骨料、沥青和填料按一定比例混合而成的道路材料。

其性能直接影响着道路的使用寿命和安全性能。

3. 破坏应变破坏应变是指材料在受到外力作用下产生破坏时所达到的最大应变。

对于沥青混合料来说，破坏应变的大小直接关系着其在低温下的抗裂性能。

# 测试方法低温弯曲试验中的破坏应变是评价沥青混合料抗裂性能的重要指标之一。

一般来说，低温弯曲试验可以采用三点弯曲或四点弯曲的方法进行。

在试验过程中，通过施加一定的荷载，观察材料在低温下的变形情况，从而得到破坏应变的数据。

# 意义与应用破坏应变作为评价沥青混合料低温抗裂性能的参数，在道路材料选择和设计中具有重要的意义。

通过对破坏应变的研究和评价，可以为道路施工提供科学的指导，保障道路在低温条件下的使用安全性和耐久性。

在实际道路工程中，通过对沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的评价，可以选择具有良好低温抗裂性能的材料，提高道路的使用寿命和安全性能。

对破坏应变的研究也可以促进新材料的研发和应用，推动道路材料领域的技术创新和进步。

从个人的角度来看，对于沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的深入理解，可以帮助我们更好地把握道路材料的特性和性能，为道路建设和维护提供更科学的参考。

通过对破坏应变的研究，也可以促进我们对材料科学的学习和理解，为相关领域的发展做出贡献。

总结回顾通过本文的探讨，我们对沥青混合料低温弯曲试验破坏应变有了更深入的理解。

试验温度对沥青混合料低温性能的影响分析摘要：通过不同温度的小梁弯曲试验评价基质沥青和改性沥青混合料的低温性能。

结果表明，改性沥青混合料对低温的敏感性要低于基质沥青混合料的，这对评价沥青混合料的低温性能有重要意义。

关键词：改性沥青；沥青混合料；低温性能1概述沥青混合料的低温抗裂性能就是指沥青路面在低温条件下抵抗因温度应力引起开裂的能力。

沥青混合料具有温度敏感性，随着温度的下降，沥青混合料的强度逐渐增加，变形能力慢慢降低，并表现出脆性破坏，导致裂缝出现。

温缩裂缝大大降低了路面的使用功能，缩短路面的使用年限，危害性较大，并且温缩裂缝在国内外的寒冷地区发生很普遍，是我国北方地区路面较为严重的病害之一。

材料组成设计2.1原材料本文采用壳牌90#基质沥青与sbs（3%掺量）改性壳牌90#沥青，其试验技术指标见表1、2。

级配设计及油石比确定采用ac-13级配如表6和图1。

分别采用4.0%、4.4%、4.8%、5.2%、5.6%五个油石比成型马歇尔试件。

分别对成型的试件做稳定度、密度（水中重法）试验，并计算毛体积密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度，结果见表7。

3沥青混合料低温试验结果及分析按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，成型300mm ×300 mm ×50 mm 的车辙板，然后切割成40 mm ×40 mm ×250 mm 的棱柱体小梁，进行低温弯曲试验。

计算试件破坏时的最大弯拉应变，其结果见表9。

试验温度分别控制为- 20 ℃、- 15 ℃、- 10 ℃、- 5 ℃、0℃。

1、随着试验温度的增加混合料的破坏应变增大；2、sbs改性沥青混合料的低温性能优于基质沥青混合料的；3、试验温度降低1℃时，基质沥青混合料破坏应变降低幅度为4.6%，sbs改性沥青混合料破坏应变降低幅度为3.2%；4、试验温度升高1℃时，基质沥青混合料破坏应变增加幅度为5.3%，sbs改性沥青混合料破坏应变降低幅度为3.5%；综合分析可知：改性沥青混合料对低温的敏感性要小于基质沥青混合料的，因此，对于寒冷地区，使用改性沥青可以减少路面温缩裂缝的发生，延长路面的使用寿命。

沥青路面高温稳定性和低温抗裂性分析沥青混合料作为沥青路面材料，在使用过程中要承受行使车辆荷载的反复作用，以及环境因素的长期影响。

所以沥青混合料在具备一定的承受能力的同时，还必须具备良好的抵抗自然因素作用的耐久性。

也就是说，要能表现出足够的高温环境下的稳定性、低温状况下的抗裂性、良好的水稳定性、持久的抗老化性和利于安全的抗滑性等特点，以保证沥青路面良好的服务功能。

1、沥青路面高温稳定性的损坏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。

其常见的损坏形式主要有：1）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。

2）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。

随着交通量不断增长以及车辆行驶的渠化，沥青路面在行车荷载的反复作用下，会由于永久变形的累积而导致路表面出现车辙，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。

3）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。

沥青路面在高温时最容易发生泛油，因此限制沥青的软化点和它在60℃时的粘度可减少泛油情况的发生。

2、沥青路面高温损坏的原因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：①产生变形会贯穿整个路面结构，实际上沥青混合料的热传导性很低，大部分是属于磨耗层的塑性变形，这可在动态或静止的交通荷载情况下发生，尤其是由于刹车、起动加速或车辆转弯而产生了剪切应力。

2019.06科学技术创新-135-沥青混合料低温性能弯曲蠕变实验分析吉鑫（重庆交通大学土木工程学院，重庆400041）摘要：对沥青混合料的低温抗裂性能的研究已经取得了很大的发展，最常用的试验手段为0咒弯曲蠕变试验，该试验方法采用蠕变速率为主要评价指标。

在研究过程中，该实验内容被不断完善和补充，新参数被引入，以判别混合料低温破坏类型，不仅能够对沥青混合料的低温抗裂性能进行分析，而且能够预估其承受更低温度的能力。

可利用Burgers模型研究低温条件对沥青混合料粘弹性的影响，以及造成的低温抗裂性变化。

关键词：弯曲蠕变；蠕变速率;低温性能;粘弹性中图分类号:U414文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）06-0135-02低温开裂是沥青路面使用中最常见的病害之一，也是沥青混合料路面更加广泛应用中需要改善的使用性能之一。

美国公路战略研究计划（SHRP）曾经提出4中研究沥青混合料低温性能的主要方法，包括温度应力试验、收缩系数试验、断裂力学J-积分和C''-线性积分;经过大量试验，最终认为温度应力试验在该四种方法中模拟沥青路面在低温下的收缩过程的效果最好，因此筛选出该方法作为判断沥青混合料的低温性能的最佳选择。

在“八五”科技攻关“道路沥青与沥青混合料的路用性能”专题研究中，我国提出了“0T弯曲蠕变试验”以及以沥青混合料的“蠕变速率”作为沥青混合料的低温抗裂性能评价指标。

相比较下，低温弯曲蠕变试验的可行性更高，模拟变形与实际情况更为相符。

但在进行0T弯曲蠕变试验时，恒定应力水平（01, IMPa）不具有普遍适用性,采用的应力水平应在该应力水平的基础上根据级配类型和沥青品种进行适当调整，否则会得到错误的结论。

1弯曲蠕变试验沥青混合料是一种粘弹性材料，蠕变是其一种基本变形性质，是关于时间和应力、应变的关系。

大量研究表明，沥青混合料的流动与应力、应变和时间相关，可将其规律归纳为三者的关系函数。

改性沥青混合料的低温性能试验摘要：改性沥青在低温状态时，加不同剂量的添加剂时耐穿透力、撕裂能力的不同。

关键词：改性沥青聚苯乙烯穿透力撕裂能力1 实验一：通过对改善沥青中掺入回收聚苯乙烯料的量对改性沥青在不同温度下的影响实验目的：通过对改善沥青中掺入回收聚苯乙烯料的量对改性沥青在不同温度下耐穿透力、耐撕裂能力、粘度的影响，比较出不同掺入量在各方面综合质量的强弱。

针对改性沥青的这些特点以及影响改性沥青抗低温性能的因素做出了以下的研究实验。

试验方法：1.1 加入3%、5%、7%、9%的聚苯乙烯料抗拉力的测定。

设定加入3%的聚苯乙烯料的改性沥青为a1，加入5%的聚苯乙烯料的改性沥青为a2，加入7%的聚苯乙烯料的改性沥青为a3，9%的聚苯乙烯料的改性沥青为a4。

采用4块两两相对的金属铁板，其面积为50*50*50cm的抗拉力板备用。

用相同的传统沥青为材料，在三份等量的传统沥青中分别加3%的聚苯乙烯料、5%的聚苯乙烯料、7%的聚苯乙烯料、9%的聚苯乙烯料，在制作a1、a2、a3、a4的时候采用相同的工艺，花费相同的时间，准备原料到此为止。

将a1、a2、a3、a4分别夹在已经准备好的抗拉力板中，将温度设定在10℃，利用压力器压制a1、a2、a3、a4的组合版30小时，压力设定为20吨，30小时后测定a1、a2、a3、a4的厚度。

然后再分别在0℃、-10℃、-20℃、-30℃的温度下分别测定a1、a2、a3、a4的厚度变化，以此来测定在不同温度下，加入不同剂量的聚苯乙烯料的时候抗拉力能力的不同，以下为实验的厚度测定结果：1.2 加入3%、5%、7%、9%的聚苯乙烯料耐撕裂能力的测定。

设定加入3%的聚苯乙烯料的改性沥青为b1，加入5%的聚苯乙烯料的改性沥青为b2，加入7%的聚苯乙烯料的改性沥青为b3，9%的聚苯乙烯料的改性沥青为b4。

用同一个款式的搅拌机将面积为50*50*50cm的实验材料分别在10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃搅拌1个小时，测定被搅拌后的b1、b2、b3、b4的粉碎系数，以此来测定不同温度下加入不同量的聚苯乙烯料的改性沥青的耐撕裂能力。

《沥青结合料流变性能与低温性能研究》篇一一、引言沥青结合料是道路工程中重要的材料之一，其性能的优劣直接关系到道路的使用寿命和行车安全。

流变性能和低温性能是沥青结合料性能的重要指标，对于道路工程的建设和维护具有重要意义。

因此，本文旨在研究沥青结合料的流变性能和低温性能，为道路工程提供理论依据和实践指导。

二、沥青结合料流变性能研究1. 流变性能概述沥青结合料的流变性能是指其在受力作用下的变形和流动特性。

流变性能的好坏直接影响着沥青混合料的施工性能和路面的使用性能。

流变性能的研究主要包括沥青的粘度、温度敏感性、屈服值等指标。

2. 实验方法与结果本部分通过实验研究了沥青结合料的流变性能。

实验中采用了动态剪切流变仪，对不同温度下的沥青进行剪切实验，得到了沥青的流变曲线和流变参数。

实验结果表明，沥青的流变性能受温度和剪切速率的影响较大，随着温度的升高和剪切速率的增大，沥青的粘度降低，流动性增强。

3. 影响因素分析沥青结合料的流变性能受多种因素影响，如沥青的种类、骨料类型和配合比等。

不同种类的沥青具有不同的流变性能，而骨料的类型和配合比也会影响沥青混合料的流变性能。

因此，在道路工程中，需要根据实际情况选择合适的沥青和骨料，以获得良好的流变性能。

三、沥青结合料低温性能研究1. 低温性能概述沥青结合料的低温性能是指其在低温环境下的抗裂性和韧性。

低温性能的好坏直接关系到路面的耐久性和行车安全。

低温性能的研究主要包括沥青的玻璃化转变温度、脆点温度等指标。

2. 实验方法与结果本部分通过实验研究了沥青结合料的低温性能。

实验中采用了温度循环试验和弯曲梁流变试验等方法，对不同种类的沥青进行低温性能测试。

实验结果表明，不同种类的沥青在低温环境下的抗裂性和韧性存在差异，而且受到骨料类型和配合比的影响。

在道路工程中，需要根据当地的气候条件和交通情况选择合适的沥青和骨料，以保证路面的低温性能。

3. 影响因素分析除了沥青种类和骨料类型外，施工工艺和环境温度也会影响沥青结合料的低温性能。