高模量沥青混合料疲劳性能研究

高模量沥青混合料路用性能研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程的加快，道路的建设愈加重要。

而路面的材料混合物中，沥青混合料的使用越来越广泛。

目前，普通沥青混合料在交通密度较高的道路上，由于高车辙、高温环境下的软化等原因，承载能力和耐久性发生下降，极大地限制了路面的使用寿命和性能。

为此，高模量沥青混合料逐渐被应用于更为重要的路面，以提高道路的承载能力、稳定性和使用寿命。

高模量沥青混合料相比于普通沥青混合料具有更高的弹性模量和抗变形性能，能够更好地适应车辙、减少板裂和龟裂等问题。

因此，高模量沥青混合料是路面材料领域的一项重要研究内容。

二、研究目的本研究主要旨在探究高模量沥青混合料的路用性能，包括其抗变形性能、抗剪切性能、承载能力、耐久性等方面。

研究将通过实验数据分析和模拟计算等方法，深入研究高模量沥青混合料的内在机理和优异性能，为道路建设和维护提供技术支持和理论依据。

三、研究内容1.高模量沥青混合料配合设计高模量沥青混合料的配合设计是研究的第一步，需要探究不同配合方案的性能差异和最优组合，为后续路用性能研究提供可靠的实验基础。

2.高模量沥青混合料的力学性能测试使用万能试验机等设备进行高模量沥青混合料的力学性能测试，包括弹性模量、剪切强度、断裂韧度等指标，获得其力学性能基本数据。

3.高模量沥青混合料的路用性能测试通过ZAAS、LS-PM等设备，对高模量沥青混合料进行路用性能测试，包括抗变形性能、抗剪切性能、承载能力、耐久性等指标，评估高模量沥青混合料的路用性能。

4.高模量沥青混合料内部结构分析利用显微CT、SEM等设备观察高模量沥青混合料的内部结构，掌握沥青、骨料等组分之间的相互作用，为研究高模量沥青混合料的力学性能提供理论基础。

四、研究意义高模量沥青混合料的研究对于提高路面质量、延长使用寿命具有重要的意义。

本研究结果可为高速公路、城市道路等路面建设、维护提供技术支持，同时对于沥青混合料的改进和进一步研究有积极的推动作用。

２０１２年第８期　（总第２２２期）　黑龙江交通科技　

ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．８，２０１２　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２２２）　

不同添加剂下的高模量沥青混合料性能研究　夏景华　，马丽娟　（１．黑龙江省哈双高速公路管理处；２．黑龙江省齐齐哈尔高速公路管理处）　

摘要：以法国沥青混合料配合比设计方法为依据，将中国和法国级配进行对比，最终通过性能试验来综合　评价各种添加剂的性能指标。结果表明，外国设计方法中的高模量混合料ＥＭＥ２具有较好的路用性能，对于　高模量沥青混合料，国内产品添加剂是可以满足其技术要求的，并且可以应用于以后的ＥＭＥ２混合料中。　关键词：高模量；添加剂；混合料；ＨＭＡＣ；性能试验　中图分类号：Ｕ４１６．１　文献标识码：ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１２）０８—００１９—０１　

１引　言　高模量沥青混合料（ＨＭＡＣ）以其良好的路用性能运用　和发展了近２０年，而高模量的沥青混合料添加剂在沥青路　面抵抗路面变形方面起着重要的作用。　依据外国高模量沥青混合料的设计方法，对掺有不同种　类、不同剂量的添加剂的材料进行高模量沥青混合料性能试　验，并予以评价。　２外国ＨＭＡＣ相关配合比设计过程　在外国规范中高模量沥青混合料配合比设计共分以下　４个标准，试验数据如表１。　对于每个级别的实验，如遇特殊要求，可要求适于该级　别的其他试验。第一级别的试验结果在所有的情况下是必　须要求的。施工配合比试验级别的确定则依据道路等级、交　通量、气候条件、结构层位置和对混合料所进行的其他检测　的重要性而定。　表１　高模量沥青混凝土性能指标要求　

３　ＨＭＡＣ配合比设计　参照外国ＥＭＥ２相应规范技术规定，试验选择级配与外　国级配相似，如表２。　表２沥青混凝土级配粒径说明　

粒彩Ⅲ哪　！６　１３．２　９．５　４．７５　２．３６　１．１８　０．６　Ｏ．３　０．１５　０－０７５　试验级配　ｌ００　９５．５　７３．６　４２．７　２２．５　１６．７　１１．９　９．０　７．５　６．３　外国级配　ｌ∞　９５　７６　５２　３７　２５　１７　１２　９．８　７．６　４高模量ＨＭＡＣ添加剂相应性能对比情况分析　４．１　高模量沥青混凝土的抗高温性能分析　（１）试验方法　通过多次车辙试验检测沥青混凝土的动稳定度。在条　件相同情况下，分别对掺有ａ，ｂ、ｃ、ｄ四种添加剂的沥青混凝　土试件进行试验比对。　（２）试验数据分析　收稿日期：２０１２—０２一ｌ５　表３掺不同添加剂的车辙动稳定度　由数据来看，ｂ产品在厂家建议掺加量下车辙指标表现　是最好，在增加了０．１％的ｂ后，抗车辙性能得到了明显改　善，其提高的数量也是几种产品中最大的一种；另外ａ（进　口）掺加量从０．５％提高到０．６％以后，虽然提高的幅度比较　大，但是在两种掺量下车辙的绝对值均没有明显的改善；ｃ　在掺量增加后，车辙检测数量没有明显变化，但是两种掺量　下得到的结果与０．６％的ａ产品已经相似。　总体上来看，以０．６％的ａ掺量作为参照标准，其他几种　产品在不同的掺量下均可达到相应的性能指标，相对而言ｂ　及ｄ表现出了更好的性能。综上可得，国内三种添加剂ｂ、　ｅ，ｄ在相应的掺加量范围内，是可以通过改善方案达到外国　产ａ产品的性能指标的。　４．２　高模量沥青混合料动态弹性模量分析　（１）试验方法　根据多年来沥青混凝土路面车辙形成原因的技术研究，　沥青混凝土的模量指标现普遍选用动态弹性模量试验来评　价。以下是采用１５ｏＣ和２０℃的试验温度，加载频率为１Ｏ　Ｈｚ　的模量试验，测定各种沥青混凝土的动态弹性模量。　（２）试验数据分析　在０．５％掺加量及１５　ｑＣ的情况下，ｂ与ｄ均有提高模量作　用，其模量值均高于进口产品ａ；而在０．５％掺加量２０　ｑＣ条件　下，ｂ与ｄ同样较ａ产品有所改善，Ｃ的模量高于掺加进口添加　剂产品ａ的沥青混凝土。整体试验说明，ｂ（５％０）、ｂ（６％ｏ）、ｂ　（１０％）在１５℃或２０℃下均能达到ｂ（６％ｏ）方案的效果。　（下转第２ｌ页）　

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。

《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。

Superpave沥青混合料因其良好的路用性能在道路建设中得到广泛应用。

然而，沥青混合料的疲劳性能受多种因素影响，如温度、荷载、材料性能等。

因此，研究Superpave沥青混合料的疲劳性能及其预测模型对于提高道路使用寿命和保障行车安全具有重要意义。

本文旨在探讨Superpave沥青混合料的疲劳性能，并引入分数阶灰色预测模型进行预测分析。

二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究2.1 实验方法Superpave沥青混合料的疲劳性能实验主要采用沥青混合料疲劳试验机进行。

通过设定不同的温度、荷载等条件，模拟沥青路面在实际使用过程中的受力情况，从而评估其疲劳性能。

2.2 实验结果分析实验结果表明，Superpave沥青混合料在不同温度和荷载条件下表现出良好的疲劳性能。

其中，温度对沥青混合料的疲劳性能影响较大，随着温度的升高，沥青混合料的疲劳寿命有所降低。

此外，荷载大小、混合料配合比等因素也会影响沥青混合料的疲劳性能。

三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的应用3.1 分数阶灰色预测模型简介分数阶灰色预测模型是一种基于灰色理论和分数阶微分的预测模型，能够有效地处理不完全确定、非线性、非平稳等复杂系统的问题。

该模型通过引入分数阶微分概念，提高了模型的预测精度和适应性。

3.2 模型构建与应用本文将分数阶灰色预测模型应用于Superpave沥青混合料疲劳性能预测。

首先，收集沥青混合料在不同温度、荷载等条件下的疲劳实验数据。

然后，利用分数阶灰色预测模型对数据进行处理和分析，建立预测模型。

最后，通过对比实际数据与预测数据，评估模型的预测精度和适用性。

3.3 结果分析实验结果表明，分数阶灰色预测模型能够有效地预测Superpave沥青混合料的疲劳性能。

高模量剂与SBR复合改性沥青及其混合料性能研究余志刚【摘要】为改善高模量沥青混合料抗裂性能差等路面病害突出问题,通过对高模量剂与SBR复合改性沥青及其混合料性能系统研究,评价了不同PRM和SBR掺量下复合改性沥青针入度体系指标和PG分级,基于车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和弯曲疲劳试验确定了PRM高模量剂和SBR适宜的掺量范围.试验结果表明:掺加SBR改性剂可显著改善高模量沥青混凝土的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,PRM与SBR复合改性沥青可大幅改善高模量沥青以及SBR改性沥青混合料的综合路用性能,复合改性沥青混合料的抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料.实体工程和试验段检测结果表明,PRM与SBR复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,推荐最佳复合改性剂的掺配比例为2.5%SBR+0.6%PRM.%In order to improve crack resistance and solve issues of pavement disease of high modulus asphalt mixture, this article did systematic study on road performance of high modulus agent and SBR composite modified asphalt mixture, Evaluated penetration composite index and PG classification system of PRM and SBR modified asphalt under different modifier dosage.Based on rutting, low-temperature bending, immersion Marshall, freeze-thaw splitting and bending fatigue testing to determine the PRM agent and SBR high modulus suitable dosage.The results showed that adding SBR modifier can significantly improve the high modulus asphalt concrete low temperature crack resistance and fatigue durability, PRM and SBR modified asphalt composite can significantly improve the high modulus asphalt and SBR modified asphalt mixture overall roadperformance, the composite modified asphalt mixture fatigue durability than SBS modified asphalt mixture.Solid engineering and test section test results show that, PRM complex with SBR modified asphalt concrete prolongs the life of the road, to recommend the best blending ratio of compound modifier is 2.5% SBR + 0.6% PRM.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2017(042)002【总页数】6页(P272-277)【关键词】道路工程;高模量剂;高模量剂与SBR复合改性;路用性能【作者】余志刚【作者单位】重庆工程职业技术学院建筑工程学院, 重庆 402260【正文语种】中文高模量沥青混合料(High Modulus Asphalt Concrete，简称HMAC)是一种整体模量较高，抗疲劳性能良好的特种沥青混合料，按照法国NFP98140/141C高模量沥青混凝土设计指南，只有满足模量(15 ℃，10 Hz,0.02 s)大于14 000 MPa、丰度系数大于3.4%、加载30 000次车辙变形率小于7%、100万次疲劳形变小于130 με的沥青混合料才可称之为高模量沥青混合料[1-4]。

高模量沥青混合料施工技术研究摘要：我国高速公路沥青路面仍面临着设计寿命短、社会自然资源耗费大、运营维护成本高等诸多问题，难以满足全寿命周期技术经济优化的要求。

而且，频繁的路面大中修造成交通拥堵，显著降低了道路的通行能力和路网的运输效率。

因此，发展长寿命路面是解决上述问题最有效的途径。

关键词：高速公路沥青施工改革开放40年来,我国高速公路建设从无到有,公路建设能力已经达到世界先进水平。

截至2019年12月,我国建成了世界最长的国家高速公路网，有力地支撑了经济的快速发展。

从20世纪末开始，世界各国竞相开展长寿命路面研究，以期降低资源消耗，避免生态环境破坏。

我国《交通强国建设纲要》明确提出，要强化交通基础设施养护，加强基础设施运行监测检测，提高养护专业话、信息化水平，增强设施耐久性和可靠性。

可见，深入开展长寿命路面研究，有效提高路面耐久性是建设“交通强国”国家战略的迫切需求。

不同国家对长寿命路面的定义不同。

欧洲提出长寿命路面是指路面基层或基础没有严重的结构性破坏，且仅需表面功能维护的路面结构。

美国提出长寿命路面是50年不产生结构性破坏，20年功能罩面维修。

而中国则从两个层面定义长寿命路面：结构安全标准方面，使用年限不少于40年或单车道承受累计标准轴载（BZZ-100）作用次数不少于1亿次时而不产生结构性破坏；使用功能标准方面，沥青面层罩面维修周期不少于10年以上。

而目前中国实际的路面设计年限远低于长寿命路面，中国的长寿命路面研究和发展之路任重道远。

长寿命沥青路面的设计理念是将可能发生的破坏限制在路面表层，当路表破坏达到某一临界水平时，只需更换或加铺一层表面层即可，不需大的结构性重修或重建，且路面结构能长期持续使用。

为实现这一目标，根据路面各结构层所处层位及受力特点，对其进行功能分区，相应进行材料组成与结构设计。

典型的长寿命沥青路面结构特点为路表100-150mm区域为高压应力区，路面基层底部为最大拉应变区。

高模量抗疲劳沥青混凝土施工关键技术研究应用摘要：随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，交通量随之迅速增长，重交通、重荷载及严重的超载现象，使得沥青路面出现车辙、受水损害等问题，降低了路面的使用寿命、行车舒适性、安全性。

因此在沥青混凝土中加入高模量抗疲劳沥青混合料以提高沥青混凝土路面抗车辙与耐疲劳性能。

高模量沥青混凝土由于整体模量较高、抗车辙与耐疲劳性能优异而受到业内广泛关注。

高模量沥青混凝土层通常用作面层，这样既能够保证表面层的施工温度在较小的范围内变化，而且能减少结构层厚度，降低道路建设成本，又达到了环保节能的效果，且能保证基本路用性能。

关键词：高模量、沥青混合料、配合比设计、施工技术背景：G45大广高速吉安至南康段改扩建工程，全长约17.2公里，改建形势由现有双向四车道改为双向八车道，主线采用两侧加宽为主、局部受限路段采用单侧或分离式进行改扩建（两侧加宽整体式路基宽度41m,单侧加宽整体式路基宽度41m/47m,分离新建路基宽度20.5m）,下面层采用粗粒式高模量抗疲劳沥青混凝土，施工期间保证原有高速公路正常运营。

一、高模量抗疲劳沥青混凝土施工关键技术研究应用1、施工准备①选购经调查试验合格的材料进行备料，矿料应分类堆放，矿粉必须是石灰岩磨细而成且不得受潮，必要时做好矿料堆放场地的硬化处理和场地四周排水及搭设矿粉库房或储存罐。

②做好配合比设计报送监理工程师审批，对各种原材料进行符合性检验。

③在验收合格的基层上恢复中线(底面层施工时)在边线外侧0.3 - O.5m 处每隔5- 10m钉边桩进行水平测量，拉好基准线，画好边线。

④对下承层进行清扫，底面层施工前两天在基层上洒透层油。

在中底面层上喷洒粘层油。

⑤试验段开工前28d安装好试验仪器和设备，配备好的试验人员报请监理工程师审核。

开工前14d在监理工程师批准的现场备齐全部机械设备进行试验段铺筑，以确定松铺系数、施工工艺、机械配备、人员组织、压实遍数，并检查压实度、沥青含量、高模量抗疲劳改性剂参量、矿料级配、沥青混合料马歇尔各项技术指标等。