沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响

沥青混合料抗剪性能的影响因素分析(图文)论文导读：沥青混合料的剪切破坏主要是沥青混合料的高温稳定性不足，在荷载作用下产生变形和剪切推移，致使路面出现过大的车辙和拥包等现象。

沥青混合料高温抗剪强度取决于沥青混合料的粘聚力c与内摩阻角Φ。

关键词：沥青混合料，抗剪强度，剪切性能，影响因素分析1、沥青路面产生破坏的主要原因（1）夏季高温时因抗剪强度不足或塑性变形过大而引起的高温破坏；（2）冬季低温时抗拉强度不足或应力松弛模量降低太慢而抵抗变形能力较差，引起的温度开裂；（3）沥青路面经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使疲劳损伤不断累积，当荷载重复作用超过一定的次数以后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降的结构抗力，使路面产生疲劳破坏。

2、沥青混合料的剪切破坏主要是沥青混合料的高温稳定性不足，在荷载作用下产生变形和剪切推移，致使路面出现过大的车辙和拥包等现象。

因此，多年来，对于沥青混合料的抗剪性能的研究也主要着眼于材料的高温稳定性。

3、试验参数对剪切试验的影响分析沥青混合料高温抗剪强度取决于沥青混合料的粘聚力c与内摩阻角Φ。

沥青混合料的内摩阻角主要决定于沥青混合料的矿料级配、颗粒形状、表面特征及沥青膜厚度等,而粘聚力主要取决于沥青的性能及沥青与矿料的相互作用。

同时影响沥青路面高温抗剪强度的因素主要包括矿质集料特性、级配、沥青胶结料性能、沥青与矿料之间的相互作用及路面结构与气候条件。

为此,通过大量室内剪切试验,分析沥青混合料的级配类型、级配走向、油石比、压实度与沥青种类等因素对其抗剪强度指标c、Φ值的影响,找出其中的相关影响规律,为沥青混合料设计、施工控制提供技术依据。

(1)沥青混合料的级配类型对抗剪指标c、Φ值的影响采用SBS 改性沥青,对级配1~级配3这3种不同级配在最佳油石比下成型试件,进行剪切试验,试验结果见图1.1、图1.2。

图1.1 不同级配类型沥青混合料c值图1.2不同级配类型沥青混合料Φ值图1.1、图1.2的试验结果表明,随着矿料粒径的增大,沥青混合料的粘聚力c值呈下降趋势,级配1的c值要大于级配2和级配3的。

沥青混合料气候引言：沥青混合料是道路建设中常用的材料之一，它的性能和稳定性在很大程度上受到气候的影响。

本文将从气候对沥青混合料的影响、不同气候下沥青混合料的特点以及气候变化对沥青混合料设计与使用的影响等方面进行探讨。

一、气候对沥青混合料的影响1. 温度影响：气温是影响沥青混合料性能的重要因素之一。

在高温环境下，沥青混合料容易软化，降低它的承载能力和稳定性；而在低温环境下，沥青混合料可能会变得脆化，导致开裂和损坏。

因此，在不同气候条件下，需要调整沥青混合料的配方和施工工艺，以提高其适应不同温度条件的能力。

2. 降水影响：降水对沥青混合料的影响主要表现在两个方面。

首先，降水会导致沥青混合料表面积水，影响路面的排水性能，进而影响路面的使用寿命。

其次，降水会使沥青混合料中的水分增加，从而影响沥青的粘结性和稳定性。

因此，在设计和施工沥青混合料时，需要考虑降水对路面的影响，并采取相应的措施。

二、不同气候下沥青混合料的特点1. 高温气候下的沥青混合料：在高温气候下，沥青混合料容易变软，降低承载能力和稳定性。

此时，可以采用高粘度的沥青和较硬的骨料来提高沥青混合料的抗软化能力。

另外，还可以通过添加特殊的添加剂来提高沥青混合料的抗老化性能。

2. 低温气候下的沥青混合料：在低温气候下，沥青混合料容易变脆，导致开裂和损坏。

为了提高沥青混合料的耐寒性能，可以采用高黏度的沥青和高弹性的骨料，增加沥青混合料的柔韧性和抗裂性。

此外，还可以在沥青混合料中添加特殊的改性剂，改善其低温性能。

三、气候变化对沥青混合料设计与使用的影响随着气候变化的加剧，极端天气事件的频率和强度也在增加，对沥青混合料的设计和使用提出了新的挑战。

一方面，需要根据未来的气候变化情况，调整沥青混合料的配方和设计标准，以提高其适应能力。

另一方面，需要加强对沥青混合料的监测和维护，及时修复受损的路面，以保证交通安全和路面使用寿命。

结论：沥青混合料的性能和稳定性在很大程度上受到气候的影响。

沥青混合料的温度控制及对施工的指导意见1 引言在沥青混凝土路面的施工过程中，沥青混合料需要控制在一定的温度范围内来保证其施工质量。

若在运输及摊铺压实过程中温度流失过快造成温度离析势必影响沥青混凝土路面的压实度，压实度的不足会引起渗水及车辙的过早产生；若一味的保证施工温度使得集料和沥青过分加热，将会引起沥青的老化从而影响沥青路面的寿命周期。

因此，为了规范施工有必要研究不同种类沥青适宜的施工温度，对沥青混合料进行必要的温度控制研究并对沥青路面的施工提出合理的指导意见。

2 室内试验对温度控制的模拟试验室的模拟实验选用SBS改性沥青进行AC—16的配合比设计，确定最佳沥青用量为4.8%。

按照此最佳沥青用量成型不同温度条件下的混合料试件，并分别进行试件的毛体积密度实验、车辙试验及低温弯曲试验，验证混合料试件的路用性能与成型温度的变化关系，实验数据整理如表 1 所示：从图 1 可得出如下结论：（1）试件的毛体积密度与击实温度具有一定的相关性；（2）施工中，碾压温度在130C以上能满足碾压的要求；（3）密度应大于2.38g/cm? ，也就是保证足够的压实度且高低温性能与压实度显著相关。

图2：击实温度与动稳定度散点图从图 2 可得出如下结论：(1)动稳定度与击实温度的相关性一般；(2)击实温度在150 C左右时沥青混合料具有最佳的高温性能；(3)施工中，终压温度在120C以上时，混合料仍具有较好的；(4)击实温度高于200 C时会影响混合料的高温性能；图3：击实温度与弯曲应变散点图从图 3 可得出如下结论：(1)低温弯曲应变与击实温度的相关性；(2)击实温度在140—150C时混合料具有最佳的低温性能，高于200C低温性能影响明显；(3)施工中，拌和温度在140C，终压温度在120C以上时，混合料仍具有较好的低温性能。

3 温度控制对施工的指导意见通过室内试验不难发现，控制温度离析对沥青路面的路用性能至关重要，而在现阶段的施工中工作人员大多采用红外测温仪测定摊铺完成的路面的不同点的温度来判断温度离析，准确性不高，可靠性不强。

温度对沥青混凝土抗裂性能的影响摘要：随着公路运输量日益增大，沥青混凝土路面往往在使用早期就出现了大量的裂缝。

为了分析不同温度下沥青混凝土的抗裂性能，本文选用环氧沥青混凝土，利用有限元软件ABAQUS建模，分别对-15℃、-5℃、5℃、15℃、25℃下的沥青混凝土进行受力分析。

分析结果表明：沥青混凝土的抗裂性与温度密切相关，温度越低沥青混凝土的模量越高，断裂能越小，15℃左右的沥青混凝土断裂能最大，抵抗裂纹扩展的能力最强，低温下材料断裂能很小，抵抗裂纹扩展的能力不好。

关键词：沥青混凝土；裂缝；抗裂性能；温度；模量1 模型的建立本文利用ABAQUS对沥青混凝土进行模拟，分别建立-15℃、-5℃、5℃、15℃、25℃下的沥青混合料模型，并对其进行对比分析。

以此来研究了温度对沥青混凝土抗裂性能的影响。

1.1几何参数假定沥青混合料尺寸为100mm ×50mm的长方形，考虑混合料为均匀材料，泊松比为0.3。

在部件的下部边缘的中点处预制10mm的裂纹，荷载设置为水平方向为1mm的位移荷载和不同温度（-15℃、-5℃、5℃、15℃、25℃）的预定义温度场，约束为限制竖直方向上的位移为0，单元网格划分为1mm的四边形平面应力自由网格划分。

由于篇幅限制，只展示几何模型。

图1几何模型1.2 参数的选取本文采用文献[1]中的环氧沥青混凝土不通过温度下的断裂参数，如下表1所示：表1不同温度下环氧沥青混凝土的断裂参数温度（℃）弹性模量（Mpa）抗拉强度（Mpa）断裂能力（N/mm）-1531657.190.444-519826.490.6159894.661.536154592.722.18252041.981.7382 分析结果对比如图2为温度为25℃时，部件上部中点处的Mises等效应力和裂纹张开位移的图像，将整个过程划分为四个阶段：应力稳步提升阶段、应力集中阶段、应力卸载阶段和完全失效阶段[2]。

首先随着位移荷载的不断施加，应力不断增大；随着裂纹不断扩展至考察点，进入应力集中阶段，考察点的应力值随着应力集中效应的增强，应力值急剧增大，应力集中达到才材料的最大主应力时，裂纹在应力最大值时萌生；进入应力卸载阶段，随着裂纹张开位移不断增大，应力逐渐卸载，直至失去承载力，进入完全失效阶段。

最大粒径对沥青混合料低温性能的影响王宝珍【期刊名称】《《交通世界（建养机械）》》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P298-299)【作者】王宝珍【作者单位】河北省交通建设监理咨询有限公司【正文语种】中文近年来，随着我国国民经济的快速发展，高速公路面临着巨大的交通压力。

尤其是日交通量的剧增、超重车辆轴载与汽车轮胎充气压力的不断增大，导致许多满足现行规范要求的沥青混凝土路面发生了车辙、剥落、反射裂缝、低温开裂等早期病害现象。

严重影响车辆的行驶质量，缩短了路面的使用寿命。

另外，低温收缩裂缝的存在降低了路面的使用寿命，增加养护费用，造成巨大的经济损失。

因此，为了减少或消除低温收缩裂缝，提高路面质量，深入地开展沥青混合料低温缩裂的研究就显得十分必要。

本文将从混合料的最大公称粒径入手，对比了不同最大公称粒径混合料的低温抗裂性能。

试验材料及配合比设计沥青混合料的技术性质取决于组成材料的性质、组成材料的比例及制备工艺等。

为了保证沥青混合料的技术性质，首先应保证组成原材料的质量。

沥青目前沥青路面表面层和中面层均采用改性沥青，主要有SBS改性沥青和SBR改性沥青，其中SBS改性沥青应用较多。

本文选择SBS改性沥青。

根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）中改性沥青要求的检验项目，对SBS改性沥青的各项指标进行了室内试验，结果见表1。

表1 SBS改性沥青指标?粗集料粗集料在沥青混合料中发挥骨架嵌挤作用，负责承重以及抵抗高温永久变形的能力。

沥青混合料中最大石料颗粒的尺寸，应该以结构层厚度的1/2.5～1/3为宜。

这样的比例能够有效地防止粗集料用量过多而导致混合料生产过程中产生的严重离析、不利于摊铺和碾压成型的问题。

高等级公路面层用粗集料主要为碎石、破碎砾石等，要求洁净、坚固、耐磨，压碎值、洛杉矶磨耗损失、表观相对密度等质量标准应该符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求。

沥青混合料抗冻融性能的分析摘要：在基层或面层使用沥青混合料时经常发生冻融问题。

本文重点介绍了空隙率对沥青混合料抗冻融性能的影响以及沥青混合料低温抗裂性的评价方法。

关键词：沥青混合料冻融性空隙率评价方法1．试验原理及方法沥青路面低温裂缝现象是普遍而且具有危害性的,控制沥青路面低温缩裂就成为十分重要而又紧迫的任务。

这就需要一种科学的方法来评价沥青混合料的低温抗裂性。

目前国内外存在着许多种评价方法,本文选用了其中具有代表性的两种试验方法,即：约束试件温度应力试验(TSRST)和中国“八五”攻关推荐的低温弯曲蠕变试验。

通过常规试验结果分析空隙率对沥青混合料的抗冻融性的影响。

1．1约束试件温度应力试验(TSRST)约束试件温度应力试验(The thermalstress rest rainedspecimen test)又称冻断试验。

它能够模拟实际温度变化及混合料实际受力状况,较真实地反映出混凝土的低温抗裂性能。

从试验温度-应力关系曲线图上可以得到破断温度、破断强度、转折点温度、温度图冻断试验的温度应力曲线图曲线斜率dS/dT四个指标,其中转折点是指温度曲线由曲线变为直线的点,斜率是指直线部分的斜率。

破断温度越低其低温抗裂性越好,破断强度越高其抗裂性越好。

转折点温度及斜率是沥青混合料在冷却温度状态下流变特性的重要指标,转折点温度将温度应力曲线分成两部分,一部分反映应力松弛(曲线部分),另一部分没有了应力松弛(直线部分)。

转折点温度越低其低温抗裂性越好,它还可以预估开裂温度。

温度应力曲线斜率也是沥青混合料在冷却温度状态下流变特性的重要指标。

斜率值越大说明混合料在失去应力松弛能力后开裂得越快,其低温抗裂性越差。

1．2低温弯曲蠕变试验低温弯曲蠕变试验是“八五”攻关专题提出的评价沥青混合料低温抗裂性能的试验方法。

在同一试验条件下,蠕变速率越大表明其抗裂性能越好。

试验采用美国MTS公司生产的土壤沥青闭环液压伺服系统试验机。

浅谈沥青混合料路用性能影响因素及评价指标发布时间：2021-06-17T11:24:25.417Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：张正祥[导读] 摘要：沥青路面虽然属于柔性路面，具有行车舒适、噪声低、表面平整、无接缝、振动小、耐磨、维修方便和开放交通时间周期短、可再生利用等优点，但是相比水泥路面来说，仍然具有许多不足之处，比如：沥青材料稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化，且压实后的沥青混合料空隙率大，耐水性差，水损现象比较普遍，光-热-紫外老化现象非常严重。

重庆交通大学土木工程学院 400074摘要：沥青路面虽然属于柔性路面，具有行车舒适、噪声低、表面平整、无接缝、振动小、耐磨、维修方便和开放交通时间周期短、可再生利用等优点，但是相比水泥路面来说，仍然具有许多不足之处，比如：沥青材料稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化，且压实后的沥青混合料空隙率大，耐水性差，水损现象比较普遍，光-热-紫外老化现象非常严重。

基于此，本文通过查阅大量文献和资料，确定了沥青混凝土路面路用性能的影响因素，并提出了相应的评价指标，希望可以为今后的研究工作提供一定的参考。

关键词：沥青混合料；路用性能；影响因素；评价指标引言近年来，随着交通量及行车轴载量的增加，沥青路面由于高温稳定性较差引起的车辙、拥包、推移等病害相当严重，及低温抗裂性较差引起的龟裂、网裂等其他路面病害也是十分常见，这些现象引起了国内外很多机构及学者的高度重视，沥青路面的高温稳定性是作为路面面层设计时的一项重要指标，除此之外，还应包含低温抗裂性、耐久性、抗滑性等指标。

沥青路面路用性能不仅包括路面正常使用过程中具备的功能，而且包括路面结构安全功能。

1高温稳定性的影响因素及评价指标高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下具有较高的抗剪强度和抵抗变形的能力，在车辆的反复作用下不发生显著永久性变形，保持路面平整度的性能。

1.1 矿质材料的性质矿质集料颗粒间的嵌锁作用和高温时沥青与集料间的粘聚力，是影响沥青混凝土路面高温稳定性的主要因素之一。

沥青路面温度变化对性能的影响分析摘要：本文旨在分析沥青路面温度变化对路面性能的影响，通过采集实际数据深入探讨了温度变化对沥青路面材料性能、结构稳定性和路面持久性的影响机制。

研究结果表明，温度变化显著影响了沥青路面的抗剪强度、弹性模量、粘附性能、变形特性以及老化速度。

这些影响因素直接影响了路面的安全性、舒适性和持久性。

为了提高路面的性能和持久性，需要在路面设计、施工和维护中综合考虑温度变化因素，采取相应的材料选择和工程措施。

关键词：沥青路面，温度变化，路面性能，结构稳定性，路面持久性，抗剪强度，弹性模量。

一、引言公路交通系统作为现代社会不可或缺的重要组成部分，对经济、社会和个人生活产生了深远的影响。

沥青路面作为公路交通系统的基础构件之一，其性能对道路的安全性、舒适度和可持续性起着关键作用。

沥青路面性能受到多种因素的影响，其中最显著的之一是温度的变化。

沥青路面在不同季节、不同气象条件下，其温度会发生显著的波动，这种温度变化不仅影响路面的物理和力学性能，还对路面结构的稳定性和持久性产生深远影响。

随着气候变化的不断加剧，温度的极端波动和不规则性也日益显著，使得对沥青路面温度变化对性能的影响进行深入研究变得尤为重要。

有效理解和管理温度变化对沥青路面性能的影响，将有助于提高道路系统的可靠性、安全性和可持续性，同时降低维护成本和对资源的浪费。

二、沥青路面材料性能沥青路面材料性能是指路面所使用的沥青混合料在不同温度条件下的物理、力学和工程性能。

这些性能对路面的安全性、耐久性和舒适性具有重要影响。

以下是沥青路面材料性能在温度变化下可能发生的变化：1.抗剪强度：沥青混合料的抗剪强度是指其抵抗剪切应力的能力。

在高温条件下，沥青混合料可能变得柔软，抗剪强度下降，容易发生变形和塑性变形，从而增加路面裂缝的风险。

相反，在低温条件下，沥青变得脆性，抗剪强度提高，但易于开裂。

2.弹性模量：弹性模量衡量了沥青混合料的弹性回复能力。

沥青胶浆高低温性能研究摘要：为研究粉胶比变化对沥青胶浆高低温性能的影响规律，制备5个粉胶比的沥青胶浆开展旋转粘度试验、锥入度试验、延度试验及BBR试验，分析各试验指标随粉胶比及温度的变化规律，结果表明：粉胶比变化对沥青胶浆性能影响明显，增大粉胶比可以改善沥青胶浆的高温性能，但是会对沥青胶浆的低温性能产生不利的影响，混合料设计中合理控制粉胶比协调高低温性能的关系。

关键词：沥青；胶浆；高低温性能引言截至2020年底，我国公路里程突破500万公里，其中高速公路达15万公里。

沥青路面有不设接缝、行车舒适、噪音低等诸多优点[1]，是我国高速公路主要路面结构形式。

随着交通量的增长和气候变化，沥青路面出现了开裂、车辙、松散、坑槽等病害，严重影响行车的舒适性和路面使用寿命。

根据沥青混合料的胶浆理论，在沥青混合料的三级分散系中，沥青胶浆的性能对沥青混合料的路用性能有决定性的影响。

当前有大量研究关注填料类型、沥青类型以及外加剂掺量等因素变化对沥青胶浆性能的影响[2-4]。

沥青混合料的设计中粉胶比是一个重要指标，粉胶比的变化影响沥青胶浆的技术性能，进而影响沥青混合料的路用性能[5-7]。

因此，有必要深入研究粉胶比变化对沥青胶浆技术性能的影响，充分了解粉胶比变化对胶浆各技术指标的影响规律，从而指导沥青混合料的设计。

基于此，本文设计不同粉胶比的沥青胶浆，开展沥青胶浆高低温性能试验，分析粉胶比变化对沥青胶浆高低温性能的影响规律。

1.原材料本研究选用70#基质沥青和粉煤灰制备沥青胶浆，沥青和粉煤灰各技术性能指分别如表1、表2所示，经检验沥青及粉煤灰技术指标均满足规范要求。

表1 70#沥青性能测试指标 单位 技术要求 试验结果针入度（25℃） 0.1mm 60-80 73.8 软化点 ℃ ＞43 50延度（10℃） cm ＞20 49.4闪点 ℃ ≥260 325溶解度（三氯乙烯） % ≥99.5 99.7 密度（15℃） g/cm 3 实测记录 1.040表2 粉煤灰性能指标检验项目 标准要求 检验结果细度（45μm 方孔筛%） ≤12.0 11.1需水量比（%）≤95.092.35烧失量（%）≤5.00.41含水量（%）≤1.00.01三氧化硫（%）≤3.00.28游离氧化钙（%）≤1.00.452.试验设计本研究选用70#基质沥青和粉煤灰制备5个粉胶比（0、0.5、1.0、1.5、2.0）的沥青胶浆，并开展各沥青胶浆的旋转粘度试验、锥入度试验、延度试验和低温弯曲梁流变试验（BBR试验），研究粉胶比变化对各试验指标的影响规律。