沥青混合料高温性能评价指标概述
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沥青混合料马歇尔试验的指标-概述说明以及解释1.引言1.1 概述沥青混合料马歇尔试验作为评定沥青混合料抗压性能的重要试验方法,在道路建设和维护中具有重要意义。
通过对沥青混合料在一定温度和压力条件下的性能进行测试,可以评估该混合料在实际使用中的耐久性和稳定性,为道路工程的设计和材料选择提供科学依据。
本文将重点介绍沥青混合料马歇尔试验中的主要指标及其意义和应用,希望能够帮助读者更全面地了解马歇尔试验,提高对沥青混合料性能的认识,并为道路建设的质量控制提供参考依据。
1.2 文章结构文章结构部分包括了本文的整体框架和各部分内容安排。
本文的结构如下:第一部分为引言部分,主要包括了文章的概述、文章结构和目的。
在引言部分,我们将介绍沥青混合料马歇尔试验的背景和重要性,以及本文的主要内容和研究目的。
第二部分为正文部分,分为三个小节。
第一小节将对沥青混合料马歇尔试验进行简要介绍,包括试验的基本原理和流程。
第二小节将重点介绍马歇尔试验中的三个主要指标,包括抗剪强度、稳定性和流动度。
第三小节将探讨这些指标在实际工程中的意义和应用,以及它们对沥青混合料性能评价的重要性。
第三部分为结论部分,主要包括了全文的总结、展望和结论。
我们将通过对本文主要内容和研究成果的总结,展望未来沥青混合料马歇尔试验指标的研究方向和发展趋势,并提出一些结论和建议。
1.3 目的沥青混合料马歇尔试验是用来评价道路沥青混合料抗压性能的一种重要试验方法。
本文旨在探讨马歇尔试验中的指标,深入理解这些指标对沥青混合料性能的影响,从而为提高道路沥青混合料的质量提供理论依据和操作指南。
通过对马歇尔试验的指标进行分析与研究,能够更好地指导沥青混合料的设计、生产和施工,提高道路的耐久性和安全性。
因此,本文旨在系统分析沥青混合料马歇尔试验中的指标,探讨其意义和应用,为沥青混合料工程提供理论和实践支持。
2.正文2.1 沥青混合料马歇尔试验简介沥青混合料马歇尔试验是一种评定沥青混合料抗压性能的常用试验方法,广泛应用于道路工程领域。
沥青技术指标沥青技术指标是指用于评估沥青质量和性能的一系列参数和标准。
沥青是一种重要的道路建筑材料,其质量和性能的好坏直接影响着道路的使用寿命和安全性。
对沥青技术指标的研究和掌握对于道路建设和维护具有重要意义。
1. 沥青的物理指标沥青的物理指标包括密度、粘度、软化点等。
密度是指沥青的单位体积质量,影响着沥青的耐久性和稳定性;粘度是指沥青的流动性,直接影响着沥青在施工过程中的涂布性能;软化点是指沥青在一定条件下软化的温度,它反映了沥青的高温稳定性。
2. 沥青的化学指标沥青的化学指标主要包括沥青的组分、质量分数、胶质含量等。
沥青含有苯环结构,而且沥青中的胶质含量对其抗老化性能、柔韧性和粘附性能均有很大影响,因此对沥青的化学成分和胶质含量进行分析可以评价沥青的质量和性能。
3. 沥青的工程性指标沥青的工程性指标包括抗剪强度、粘附性、抗老化性能等。
抗剪强度是指沥青在承受交通荷载时的抗剪能力,它直接关系到道路的承载能力和耐久性;粘附性是指沥青与骨料的粘附性能,它影响着沥青混合料的稳定性和耐久性;抗老化性能是指沥青在长期暴露于环境中能够保持持久性能的能力,对于热胀冷缩抗裂性和抗氧化性能等都有很大影响。
4. 沥青混合料的性能指标与沥青有关的混合料性能指标主要包括压实密度、抗滑性、抗水性、抗龟裂性等。
这些指标直接关系到沥青混合料的施工性能、使用性能以及耐久性能。
5. 沥青混合料设计指标沥青混合料设计指标主要包括配合比、骨料密度、沥青含量等。
这些指标的合理设计可以保证沥青混合料具有良好的工程性能和使用寿命。
沥青技术指标是对沥青质量和性能进行评价的重要依据,其研究和控制对于道路建设和维护具有重要意义。
通过不断完善和优化沥青技术指标,可以提高道路的使用寿命和安全性,推动道路建设技术的进步,为社会经济发展做出更大的贡献。
沥青混合料高温稳定性评价方法马金环【摘要】介绍了沥青混合料高温稳定性的评价方法,即单轴压缩试验、马歇尔试验、蠕变试验、轮辙试验和简单剪切试验。
【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】1页(P43-43)【关键词】沥青混合料;高温稳定性;评价方法【作者】马金环【作者单位】唐山市丰润区交通运输局【正文语种】中文【中图分类】U416.2171 单轴压缩试验用于沥青混合料高温稳定性评价最简便的方法是以高温(一般采用60℃)抗压强度RT及用常温与高温时抗压强度的比值即软化系数KT(RT/R20)来衡量。
单轴压缩试验测定抗压强度时其侧压力σ=0,在受力过程中压板与试件两端接触面上存在摩擦力的约束,这些都与工程实际有些差别。
因此采用高温抗压强度RT与软化系数KT评价混合料的高温稳定性均有一定的误差。
2 马歇尔试验(1948年)很长时间来人们一直采用马歇尔试验的稳定度、流值和马歇尔模数作为评价沥青混合料高温稳定性和混合料设计的依据,但是由于马歇尔试验过程中试件内部的应力分布状态极为复杂,因此试验结果很难对路面实际状况作出关联评价,近来许多国家对此提出异议。
3 蠕变试验由于马歇尔稳定度和流值是混合料稳定性的一种经验性指标,它不能确切反映永久变形产生的机理,近年来,有以蠕变试验取代它的趋势。
蠕变试验常采用单轴静载、三轴静载、单轴重复加载和三轴重复加载四种方式进行。
单轴静载蠕变试验以一圆柱形试件在轴向施加一瞬时荷载,并保持荷载大小不变,经过一段时间后再立即卸载,使试件变形恢复,由此可得到通常的蠕变曲线。
动态蠕变试验有两种加载方式,即连续动态加载和间歇重复加载。
静态蠕变曲线包括了可恢复的弹性黏弹性变形和不可恢复的黏塑性变形。
动态蠕变曲线包括了黏塑性变形与来不及恢复的弹黏性变形。
动态蠕变试验的两种加载方式中,后一种更接近实际荷载的作用,它的蠕变曲线也更多的由材料的永久变形组成,因此它是较好的一种试验方法。
1.高温稳定性:在高温条件下,抵抗车辆荷载反复作用,不发生显著永久变形,保持平整度的特性。
高温稳定性的影响因素:沥青混合料类型的影响(高温稳定性形成机理来源于沥青结合料的高温粘结性和矿料级配的嵌挤作用);材料(选取优质材料,合适的沥青用量,适当的级配设计。
适当减少沥青用量,加大压实度,使混合料充分嵌挤,又没有留下大的空隙率是提高沥青路面高温稳定性的重要措施);气候;荷载;评价高温稳定性的试验:马歇尔稳定度试验(马歇尔稳定度和流值)和车辙试验(动稳定度)2.低温抗裂性:低温下产生体积收缩,边界约束在其内部产生温度应力,沥青混合料抵抗这种应力而不破坏的特性。
温度应力超过容许应力时会发生开裂;影响低温性能因素:沥青黏度和沥青温度敏感性,低温弯拉试验的破坏应变指标加以评价。
3.耐久性:使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力。
4.抗滑性:路面的抗滑能力与沥青混合料的粗糙度、级配组成、沥青用量和矿质集料的微表面等因素有关;抗滑性的主要因素:矿物组成、化学成分及风化程度、加工方法所决定的矿料自身表面结构;矿料级配所确定的路面构造深度;沥青用量及含蜡量。
4.施工和易性:混合料在拌和、摊铺与碾压过程中集料颗粒保持分布均匀、表面被沥青膜完整的包裹,并能被压实到规定密度的性质。
施工和易性的因素:组成材料的矿料级配、粗细集料之间比例、沥青与矿粉之间比例、矿料与沥青之间比例和施工条件(温度、拌和时间、拌和设备等)5.水稳定性的因素:集料的化学组成、沥青混合料的压实空隙率或混合料类型、沥青用量和沥青膜厚度、沥青品质水稳定性测试方法:粘附性试验(黏附性等级)、浸水马歇尔试验(残留稳定度)、冻融劈裂试验(冻融劈裂强度比)5.气候分区指标:高温、低温、雨量6.蠕变:在恒定荷载下随时间而增加的应变7.合成级配:几种矿质集料按照一定的比例配合得到的沥青混合料的级配情况8.沥青马蹄脂碎石或SMA混合料:一种粗集料多、矿粉多、沥青用量多,而细集料少,并掺加少量纤维稳定剂组成的沥青马蹄脂混合料。
沥青材料的高温性能—软化点及当量软化点摘要车辙变形是当前沥青路面最主要的损坏形式。
沥青高温稳定不足的路面,反映在夏季高温季节中出现车辙、推拥的永久性变形,不仅影响行车舒适性,而且对交通安全造成威胁。
因此在沥青标准中无一例外的都列入了反映沥青高温使用条件的性能指标:软化点。
而当量软化点是为了排除蜡的影响提出的评价沥青混合料的高温性能的重要指标。
本文主要介绍了软化点及当量软化点的工程意义、工程应用及其影响因素、测试方法及设备。
关键词:软化点;当量软化点;沥青;高温性能1.绪论在我国大部分地区,夏季的最高气温能达到35-40ºC以上,沥青路面的最高温度达到60-65 ºC以上,再加上高温持续的时间长,致使沥青路面的重交通作用下迅速变形破坏。
沥青作为粘弹性材料,在如此持续高温的条件下,沥青性能由弹性体向塑性体转化,劲度模量大幅度降低,抗变形能力急剧下降,因此高温稳定性始终是沥青路面最基本的路用性能,车辙变形仍然是沥青路面最主要的损坏形式。
沥青高温稳定性不足的路面,反映在夏季高温季节出现车辙、推拥等永久性变形,不仅影响行车舒适性,而且对交通安全造成威胁。
据工业发达国家的资料,在许多国家,高速公路路面的维护、罩面的原因中,车辙的比率高达80%以上,可见问题的严重性。
沥青路面的车辙变形、拥包等实际上是一种混合料各种成分位置的变化过程,这时沥青的粘度较低,粘结集料抵抗变形的能力有限。
而沥青混合料的高温稳定性能,实际上是抵抗车辙反复压缩变形及侧向流动的能力,它首先取决于矿料骨架,尤其是粗集料的相互嵌挤作用,同时沥青结合料则起到阻碍混合料发生剪切变形的牵制作用,因而两者都是十分重要的。
在通常情况下,矿料级配的贡献率占到60%,沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。
尤其是对许多密实型的密级配沥青混凝土来说,粗集料是呈悬浮型结构状态,相互嵌挤作用相当有限,沥青结合料具有较高的高温劲度就起到更为重要的作用。
改性沥青及其效果评价指标
所谓改性沥青,也包括改性沥青混合料,是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。
改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加人的天然的或人工的有机或无机材料,可熔融、分散在沥青中,改善或提高沥青路面性能(与沥青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料”。
改性效果的好坏,主要用改性沥青指标来进行评价,改性沥青的评价指标为:
(1)感温性指标:针入度指数(针入度)。
(2)低温性能指标:5℃延度和当量脆点。
(3)高温性能指标:60℃粘度、软化点与当量软化点。
(4)热稳定性(耐老化)指标:旋转薄膜烘箱试验。
(5)沥青粘弹效应指标:弹性恢复。
⑥沥青与集料握裹力指标:粘韧性试验。
⑦施工及安全指标:闪点、135℃运动粘度。
⑧离析指标:软化点差。
石油沥青的四大技术指标1.引言1.1 概述概述石油沥青是一种常用的建筑材料,广泛应用于道路、停车场和人行道等建设中。
作为一种复杂的材料,石油沥青具有多个技术指标,这些指标对于确定沥青的质量和适用性至关重要。
本文将介绍石油沥青的四大技术指标,包括粘度、软化点、针入度和残留物含量。
石油沥青的粘度是指其在规定温度下的黏稠程度。
粘度越高,代表沥青的黏稠度越大,对于道路建设而言,可以提供更好的粘附力和耐久性。
然而,粘度过高会影响施工性能,因此,粘度的控制是石油沥青生产中的一个重要指标。
软化点是指石油沥青在受热作用下开始软化的温度。
这个指标可以反映沥青的变形特性和承载能力。
较高的软化点通常意味着更高的耐高温性和更好的抗车辙性能。
针入度是用来确定石油沥青的硬度和稳定性的指标。
它是指在规定条件下,一个标准试验针在一定时间内穿透沥青的深度。
针入度越小,表示沥青的硬度越大,稳定性越好。
这对于保证道路的平整度和耐久性至关重要。
最后一个指标是残留物含量,它是石油沥青中未挥发部分的含量。
残留物含量通常被认为是一个质量指标,可以预测沥青的耐久性和稳定性。
较低的残留物含量通常意味着更高的沥青品质。
综上所述,石油沥青的四大技术指标包括粘度、软化点、针入度和残留物含量。
这些指标不仅对于沥青的质量评估和品控至关重要,也对于确保建设工程的平稳进行和长期使用具有重要意义。
在接下来的文章中,我们将详细介绍每个技术指标的意义、测试方法以及对沥青性能的影响。
1.2文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的框架和组成部分进行说明。
可以按照以下方式编写:文章结构本文将对石油沥青的四大技术指标进行深入探讨。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分引言部分将对石油沥青及其技术指标进行概述,并介绍本文的目的。
正文部分正文部分将详细讨论石油沥青的四大技术指标。
技术指标1在这一部分,将介绍第一个技术指标,并说明其定义、重要性以及所涉及的相关领域。
技术指标2在这一部分,将介绍第二个技术指标,并说明其定义、重要性以及所涉及的相关领域。
车辙率评价沥青混合料高温性能研究车辙率是指车辆在运输过程中在路面上形成的车辙或车辙凹痕的数量和深度,是评价沥青混合料高温性能的重要指标之一、沥青混合料在高温下容易软化和变形,导致车辆行驶时产生车辙,影响行车安全和舒适性。
因此,对沥青混合料的高温性能进行研究和评价对于提高道路的使用寿命和行车的安全性具有重要意义。
沥青混合料的高温性能主要通过路面中的沥青粘结剂的抗软化能力来衡量。
常见的评价沥青混合料高温性能的方法包括车辙试验和软化点试验。
车辙试验是通过模拟车辆在高温下行驶对路面产生的压力和拉伸应力进行评价的一种方法。
软化点试验则是通过测量沥青的软化温度来评价沥青混合料的高温性能。
通过对沥青混合料高温性能的研究,可以采取一系列的措施来提高路面的抗软化能力,减少车辙的形成。
首先,可以优化沥青混合料的配比,选择适当的粘结剂类型和粘结剂含量。
高效胶结剂和改性胶结剂的使用可以显著提高沥青混合料的高温稳定性。
其次,可以采用增加胶结材料和矿物骨料粒径的方法来提高沥青混合料的疏水性能和抗软化能力。
此外,还可以通过提高沥青混合料的配合密实度和厚度来增强路面的抗软化能力。
近年来,随着沥青混合料高温性能研究的深入,越来越多的新材料和新技术被应用于沥青路面的建设和维护中。
例如,采用碳纤维或玻璃纤维增强沥青混合料可以显著提高路面的抗软化能力和抗龟裂性能。
同时,通过添加剩余沥青或回收沥青的方式,可以降低沥青混合料的软化温度,减少车辙的形成。
总之,车辙率评价沥青混合料高温性能的研究对于改善道路质量和行车安全具有重要意义。
通过科学的研究方法和有效的措施,可以减少沥青混合料在高温条件下的软化和变形现象,提高路面的抗软化能力和使用寿命。
通过不断的研究和创新,可以进一步优化沥青混合料的高温性能评价体系,为道路建设和维护提供更好的技术支持。
沥青混合料高温性能评价前言:沥青混合料是一种粘弹性材料,在夏季高温天气,沥青路面在交通荷载的反复作用下,容易产生车辙、推移、拥包等永久性变形类破坏,这类破坏是沥青混合料的高温失稳性破坏,是高速公路最有危害的破坏形式之一。
由于沥青混合料固有的特性,影响沥青路面高温性能的因素是多样的,形成车辙的原因是复杂的,使得永久变形成为世界性的难题,防止沥青路面的车辙成为世界各国公路技术人员研究的热点。
本研究首先对沥青混合料的原材料进行测试,在此基础上通过60℃、70℃的车辙试验以及动态蠕变试验评价了三种沥青混合料的高温性能。
1 原材料试验1.1沥青研究过程中分别采用了普通沥青、SBS改性沥青两种沥青进行对比试验,两种沥青的试验指标见表1。
表1 沥青试验结果试验项目试验结果普通沥青SBS改性沥青密度(25℃)(g/cm3) 1.037 1.024针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm)66 56针入度指数PI — -0.16延度(5cm/min)(cm)〉150(15℃)39.7(5℃)软化点TR&B(℃)50 81闪点(℃)301 32160℃动力粘度(Pa.s)869 18079TFOT后残留物质量损失(%)0.01 0.01针入度比(25℃)(%)85 92延度(5℃)(cm)144(25℃)32從表1的试验结果可见,改性沥青的软化点明显高于普通沥青,其60℃动力粘度也是普通沥青的10倍以上。
1.2集料用于高速公路建设的粗集料必须不易破碎。
如果集料太软弱,沥青混合料在生产和摊铺过程中及重交通荷载作用下会破碎,一般不希望集料发生破碎,这样会改变沥青混合料的级配。
表2中列出了沥青混合料所用集料的试验指标和技术要求。
表2 集料的试验结果试验项目试验指标技术要求压碎值(%)11.2 ≤28洛杉矶磨耗损失(%)8.9 ≤30对沥青的粘附性(级) 4 ≥4针片状含量(%) 2.82 ≤15磨光值(%)51 ≥42细集料砂当量(%)80 ≥602 级配组成及马歇尔试验为了同时考虑沥青胶结料及级配对沥青混合料高温性能的影响,研究过程中分别采用了AC-13、AC-20两种级配进行对比研究,两种级配的级配中值及上下限见表3。
路面用普通沥青温度敏感性评价指标选择与分析路面用普通沥青温度敏感性评价指标是指用于评价沥青混合料抗高温和低温变形性能的指标。
沥青混合料在高温环境下会产生软化和流动,而在低温环境下则会变硬和脆化。
因此,为了确保路面的稳定性和耐久性,评价沥青混合料的温度敏感性是非常重要的。
对于评价指标的选择和分析,主要考虑以下几个方面:1.高温性能指标:高温性能指标主要是评价沥青混合料在高温下的变形性能,其中最常用的指标是软化点和黏度。
软化点是指沥青在高温下开始软化和流动的温度,通常以球和锥试验法测定。
黏度描述了沥青混合料在高温下的流动性,通常使用旋转黏度计测定。
2.低温性能指标:低温性能指标主要是评价沥青混合料在低温下的变形性能,其中最常用的指标是弯曲斯托。
弯曲斯托是指低温下应变比例下的沥青混合料弯曲变形,通常使用三点弯曲测试方法测定。
3.动态剪切流变性能指标:动态剪切流变性能指标主要是评价沥青混合料在不同温度和应力条件下的变形性能。
其中最常用的指标包括复合模量、相位角和频率扫描。
在选择适合的评价指标时,需要根据不同的道路类型、交通量和气候条件进行考虑。
比如,对于高温地区来说,草案软化点和黏度可能是更为重要的指标;对于低温地区来说,弯曲斯托和动态剪切流变性能指标可能更具意义。
此外,评价指标的选择应该考虑到实际施工和试验的可行性。
一些指标可能需要复杂的试验设备和技术,因此在选择时需要综合考虑经济性和可操作性。
总的来说,选择合适的评价指标可以更准确地评估沥青混合料的温度敏感性,提高路面的稳定性和耐久性。
在选择时需要综合考虑不同的因素,并结合具体的道路条件和气候条件来做出决策。
沥青混合料高温性能分析0引言沥青混合料的高温稳定性是其主要性能之一,其中剪切破坏是高温状态下的主要破坏方式,我国当前相关技术规范是以沥青混合料的动稳定度作为评价沥青混合料高温稳定性的指标,动稳定度从一定程度上以试验的角度表征了其抗车辙性能,并未从力学角度上予以阐述.我国对于沥青混合料高温变形规律研究的试验方法中尚无一种比较简单而又完善的试验方法,所以急需一种既可真实的而又有效模拟实际路面的应力和环境状态,且可得到相关力学参数的沥青混合料的高温变形试验方法。
因此,有必要对影响沥青混合料的抗剪切能力予以相关力学评价指标。
本文基于上述问题展开沥青混合料的抗剪强度研究,并对常见的沥青混合料类型进行高温性能的评价。
1沥青混合料抗剪强度的测试原理及方法依据库伦-摩尔定律设计沥青混合料的抗剪强度测试方法,沥青混合料材料颗粒之间的表面摩擦力、咬合力及粘结力是组成抗剪强度的主要部分,其中表面摩擦力及咬合力统一被称为内摩阻力,内摩阻力与剪切面上法向正应力成正比关系,材料颗粒之间的粘结力与法向正压力无关,是材料固有的性质。
即:c和是表征路面材料的抗剪性能的两个主要参数,可以利用室内试验来绘制抗剪强度包线来求得,这里所说的抗剪强度包线是表示材料受到不同应力作用从而达到极限状态时,滑动面上的法向应力与剪应力之间的关系。
抗剪强度包线是一条曲线,其在一定范围内能够近似的用直线来表示。
摩尔-库仑定律利用抗剪强度包线的上述性质,在合理的范围内简化为直线,从而求的抗剪强度参数。
图1 抗剪强度包线根据上述原理自行研发了沥青混合料抗剪强度试验仪,通过测试剪切进程中施加的最大瞬间荷载从而计算出抗剪强度,其计算公式如下所示:式中:F为水平剪力(N),为抗剪强度(MPa),S为试件的剪切面积(m2)在试验过程中,以不同的正压力下的抗剪强度的为基准,利用强度包线原理,采用最小二乘法进行计算,即可算出内摩擦角,粘结力。
计算公式如下所示:2不同级配类型下的沥青混合料抗剪强度研究根据上述理论,现对不同级配的沥青混合料的抗剪强度展开试验研究,为了规避其他影响因素,这里统一采用最大公称粒径为16mm,采用SBS 改性沥青,集料、填料等均相同。
沥青混合料的高温稳定性评价方法及指标摘要:沥青现在广泛应用在道路路面铺装,我国许多道路路面都采用沥青路面进行铺装。
对于沥青混合料的一些性能研究和其对应的评价指标和评价方法的选定极为重要,本文对沥青高温稳定性一些评价方法进行介绍和对比选取了相应的评价方法和通过一些试验对沥青混合料的高温稳定性性能进行了研究,并且选取了相对应得评价指标及其评价方法最终得出结论。
结果表明:评价指标中的动稳定度与沥青混合料中的沥青用量有关并且与沥青混合料空隙率和饱和度有很大的线性关系。
关键词:沥青混合料;高温稳定性;评价指标;评价方法;动稳定度;线性关系1.引言随着沥青路面道路在我国的大量修筑和使用,有关沥青性能和沥青混合料性能的研究也在逐渐的开展。
现在对于沥青混合料的高温稳定性也有其他具体的研究,本文通过对沥青混合料高温稳定性评价方法进行一些介绍和对比,最终然后选取了车辙试验作为沥青混合料高温稳定性的评价方法这主要是因为车辙实验的实验原理比较简单明了直观不会过于复杂,实验的的结果也可以较为直观明显并且与实际的沥青栓路面的车辙性能而得到大规模的应用。
2.沥青混合料高温稳定性评价方法沥青混合料的高温稳定性性能评价主要采用具体的某一集配的集料然后根据相关的试验的方法确定最佳油石比最后通过试验然后选取相关的评价指标对于试验的沥青混合料的高温稳定性做出评价。
对于沥青混合料的高温稳定性评价可以采取不同的方法原理的试验方法,并且采取不同的评价指标对其试验的结果进行衡量。
但是我国目前采用沥青混合料高温稳定性评价方法主要是通过以下试验来进行:单轴压缩试验、马歇尔试验、车辙实验。
这些试验都有其试验的原理理论并且都根据试验的原理和结果选取了相对应的评价指标。
下面将对这些评价方法进行一些说明和对比指出其一些优劣处本文主要选择车辙试验对沥青混合料的高温稳定性做出评价并且在指标选取上会对常规的评价指标做出分析最后选择相应的评价指标。
2.1单轴压缩试验单轴压缩试验指的是将沥青混合料制成相对应标准的试件一般是将试件制作成尺寸在直径100mm±2.0mm然后高为100mm±2.0mm的圆柱形试件,然后在万能试验机将下压板和底座放置在试验机升降台座上对中,迅速的取出试件放在我们之前标记好的下压板中央刻度线的附件的地方然后加上压板。
高温沥青的指标讲解1.引言概述部分的内容应该对高温沥青的背景和重要性进行简要介绍。
可以按照以下方式进行撰写:1.1 概述高温沥青作为道路建设和维护中的重要材料,扮演着至关重要的角色。
它是一种特殊的沥青材料,能够在高温环境下保持稳定性并具有优良的路面性能。
随着城市化进程的加快和交通运输需求的不断增长,对高温沥青的需求也日益增加。
高温沥青在道路施工中起到多重作用。
首先,它能够提供良好的抗变形性能,能够在高温环境下承受车辆的重压和温度的变化,有效减少路面塌陷和路面龟裂等问题的发生。
其次,高温沥青还具有较好的抗老化特性,能够延长路面的使用寿命,减少维护和修复工作的频率和成本。
此外,高温沥青还能够提供良好的抗滑性和耐磨性,提高驾驶安全性和行车舒适性。
为了确保高温沥青在实际应用中发挥最佳性能,需要对其进行各种指标的评估和测试。
这些指标包括温度稳定性、软化点、粘度等。
本文将详细解释和阐述这些指标的含义和意义,以帮助读者更好地理解高温沥青的性能和应用。
总之,高温沥青作为一种重要的路面材料,在城市化和交通运输需求不断增长的背景下,具有重要意义。
本文将对高温沥青的定义和各项指标进行讲解,旨在促进人们对高温沥青的认识和应用,为道路建设和维护工作提供技术支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的章节安排和内容概述的介绍。
具体可以如下编写:文章结构本篇文章将按照以下结构展开对高温沥青的指标进行讲解。
首先在引言部分对本文进行概述,明确文章的目的和意义。
接着,在正文部分将详细介绍高温沥青的定义和相关的指标解释。
最后,在结论部分对高温沥青的重要性进行总结,并展望高温沥青指标的应用前景。
引言引言部分将首先对高温沥青进行整体的概述,介绍高温沥青在建筑领域中的重要性和应用范围。
其次,将对本文的整体结构进行介绍,明确各个章节的主要内容和逻辑关系。
最后,明确文章的目的,即通过对高温沥青指标的讲解,增进读者对高温沥青特性的了解和应用。
第29卷 第3期2008年9月内蒙古农业大学学报Journal of Inne r Mongolia Agricultura l Universit yVol .29 No .3Sep .2008沥青混合料高温稳定性评价指标对比分析3任 瑞1, 崔 剑2, 吴淑杰3(1. 鄂尔多斯市公路质量监督站,鄂尔多斯 017000;2. 鄂尔多斯市公路工程监理所,鄂尔多斯 017000;3. 兴安职业技术学院,乌兰浩特 137400)摘要: 本文通过车辙试验和单轴压缩蠕变试验对沥青混合料的高温稳定性能进行研究表明,动稳定度受沥青用量的影响,与空隙率和饱和度有很好的线性关系。
两种不同的试验所得出的结论基本一致。
关键词: 沥青混合料; 高温稳定性; 车辙试验; 单轴压缩蠕变试验中图分类号: U416.217 文献标识码: A 文章编号:1009-3575(2008)03-0144-05CO NTRAST AN D ANA LY SI S O F H IGH -TERATURED EFO R M AT I O N IN D EXES O F ASPHALT M IXTURESREN R ui 1, CU I jian 2, WU Shu -jie3(1.Q ualityM onitoring Sta ti on O f H igh w ay i n O rdos Cit y,O rdos of Inner M ongolia,017000,China;2.H i gh wa y Engi neering Supervision Sta ti on in O rdos C ity,O rdos of Inner Mongolia,017000,Chi na;3.Va ca tiona l a nd Techni ca l College of X in ’an ,Wula nhot 137400,China )Ab stra ct: This pape r conducts t he research through the wheel rut experi ment and the single axis comp re ss c reep t e st t o the bitu m i 2nous m ixt ure high te mperature stable perf ormance to i ndi ca te tha t,the dynam i c stability inf l uenced by the a s phalt amount,has with the pe rcentage of voids and the degree of sa t u rati on the very good linea r rela ti ons .T wo ki nd of different laborat orie s obtain conc lusi on ba sic consistent .Key wor ds: Asphalt m ixture; hig h t emperature stability; whee l rutting te st; single axis compre ss c reep test 、 沥青混合料的高温稳定性能受到诸多因素的影响,这些因素涉及到材料、设计、施工及气候、荷载等方面。
沥青混合料的技术性质1.高温稳定性沥青混合料的高温稳定性是指混合料在夏季高温〔通常为60℃〕的条件下,经车辆荷载长期重复作用后,不产生车辙和波浪等病害的性能。
〔1〕高温稳定性的评价方法及评价指标采用马歇尔稳定度试验来评价沥青混合料高温稳定性;对于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路用沥青混合料,还应通过车辙试验检验其抗车辙能力。
1〕马歇尔稳定度试验马歇尔稳定度试验用于测定沥青混合料试件在规定温度和荷载速度下的破坏荷载和抗变性能力。
目前普遍是测定马歇尔稳定度〔MS〕、流值〔FL〕两项指标。
稳定度是指试件破坏时承受的最大荷载〔KN〕;流值是指到达最大破坏荷载时试件的垂直变形〔〕。
2〕车辙试验车辙试验是一种模拟车辆轮胎在路面上滚动形成车辙的工程试验方法。
目前我国的车辙试验是用标准成型方法,制成300mm×300mm×50mm的沥青混合料试件,在60℃的温度条件下,以一定荷载的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走,形成一定的车辙深度,然后计算产生1mm车辙变形所需要的行走次数,即为动稳定度〔次/mm〕。
〔2〕影响高温稳定性的主要因素1〕矿料的性质矿料性质对沥青混合料高温性能影响至关重要。
采用外表粗糙、有棱角、颗粒接近立方体的碎石集料,经压实后集料颗粒间能够形成紧密的嵌锁作用,增大沥青混合料的内摩阻角,有利于增强沥青混合料的高温稳定性。
相反采用外表光滑的砾石、卵石集料拌制的沥青混合料颗粒之间缺乏嵌锁力,在荷载作用下容易产生滑移,使路面出现车辙。
2〕沥青的粘度沥青的粘度越大,与集料的粘附性越好,沥青混合料的抗高温变形能力越强。
3〕沥青的用量随着沥青用量的增加,矿料外表的沥青膜增厚,自由沥青比例增加,在高温条件下,这局部沥青在荷载作用下发生明显的流动变形,从而导致沥青混合料抗高温变形能力降低2.低温抗裂性沥青混合料的低温抗裂性是指沥青混合料在低温下抵抗断裂破坏的能力。
当冬季气温降低时,沥青面层将产生体积收缩,而在基层结构与周围材料的约束作用下,沥青混合料不能自由收缩。
沥青混凝土高温性能指标概述李清霞姚辉宁(山东公路建设集团济南 250012)摘要:通过对沥青混合料高温性能指标研究过程的回顾,先后介绍了从实际出发模拟车辙变形的试验,通过对路面结构应力的分析,获取混合料的抗剪切性能的试验,以及从设计模量本身出发,研究混合料模量与混合料性能的试验。
关键词:高温性能车辙剪切模量1、背景自从道路工程师使用沥青混凝土铺筑路面后,就在寻求评价沥青混合料高温性能的简单方法。
历史上最广泛使用的马歇尔法,采用成型的圆柱体试件在60℃温度下抵抗荷载的能力评价混合料稳定性,但是其击实的成型方法并不能的模拟路面碾压成型过程,评价指标马歇尔稳定度也有很高的变异性,与路用性能并不存在好的相关性。
从上世纪70年代到80年代,一种新型混合料路用性能高温指标评价方法出现,即车轮在成型的板状沥青混合料上行驶,观察其沥青混合料的变形情况,这一时期,出现了很多该原理下的轮式试验测试设备,如轮辙仪,法国车辙仪(French Laboratory Rutting Tester)、诺丁汉车辙仪(Nottingham tester)、汉堡车辙仪(Hamburg Wheel Rut Tester)、沥青路面分析仪(APA)等。
图1法国车辙仪图2汉堡车辙仪这些试验设备可以对试件所处环境进行模拟,如温度、湿度等,具有一定的实际意义,但是得到的轮辙变形结果如轮辙深度、相对变形量、动稳定度等只是一种经验指标,并且试验结果受到很多限制,如车轮形状、试件形状、试件与试模的边际效应等。
因此必须从力学原理上研究车辙的产生机理,并使用相应的技术手段提高混合料的抗车辙能力。
2、力学分析根据NCHRP A-318报告及其他大量研究认为,剪切变形是引起沥青混凝土路面车辙的主要因素。
由于车轮荷载的剪应力超过沥青混合料的抗剪切强度,致使沥青混凝土出现了剪切变形,剪切变形不断累积,生成了两侧隆起中间凹陷的路面车辙现象。
为研究路面结构内部受力情况,采用壳牌(shell)公司的bisar3.0进行分析计算,计算采用双圆垂直荷载体系下标准轴载BZZ-100作为设计应力,按一般高速公路设计选取结构层组合以及各层层厚及设计模量。
表1普通路面结构数据表层位厚度(cm)模量(MPa) 泊松比上面层 4 1400 0.25中面层 6 1400 0.25下面层8 1500 0.25基层30 600 0.25路基50 0.35计算双圆荷载中心的路面表面下剪切应力分布,距离x为各点到双圆荷载轮隙中心横向距离,计算结果如表2。
表2 剪切应力分布表0.26625 0.232 0.2157 0.1997 0.1851 0.1744 0.1577 0.1383 0.1149 0.08459 0.213 0.03679 0.08905 0.1175 0.1267 0.1268 0.118 0.105 0.08837 0.06643 0.1598 0.0065 0.01303 0.01826 0.02289 0.02661 0.0299 0.0319 0.03262 0.03224 0.1065 0.0231 0.06183 0.0799 0.07807 0.0667 0.05056 0.03407 0.01749 0.01216 0.0533 0.2158 0.1788 0.1433 0.1142 0.09276 0.0698 0.0498 0.03116 0.01054 0.03 0.07633 0.1065 0.09571 0.07722 0.06261 0.0469 0.0335 0.02121 0.00773、高温性能与抗剪能力由图3可以看出,在沥青路面结构层中,中上面层受到比较的剪切应力,可以从混合料抗剪切性能方面研究其高温性能。
3.1简单剪切试验SHRP 开发了一个简单剪切试验(SPT )设备直接测量沥青混凝土的剪切特性,该设备是一套 液压伺服闭环试验系统,包括加载系统、试验控制系统、数值采集系统、环境控制箱和液压系统。
试验过程是将圆柱体试件胶结在两块钢板之间,在试件的顶面和底面施加剪力,并且在试件上施加一个轴向力以保持试件的高度不变,这样就保证在整个试验过程中,试件的体积不变,试件的应力状态接近于纯剪切状态。
目前,简单剪切试验的结果显示出了较大的变异性,由于公称最大粒径的原因,使得圆柱体的直径与高度受到了影响。
因此需要改善圆柱体的尺寸或形状,有文献建议长高比不得小于3,并推荐使用长方体试件。
3.2单轴和三轴试验将沥青混合料视为颗粒材料,采用摩尔-库仑强度理论分析沥青混合料的强度特性,通过单轴或三轴试验获得试验数据,采用公式(1)和公式(2)计算得到抗剪能力指标如ϕ值。
ϕστtan a c += (1)⎪⎩⎪⎨⎧--+=-=]sin )()[(21cos )(21312121ϕσσσσσϕσστ (2) τ——剪应力a σ——正应力321σσσ、、——单位立方体三个方向的主应力 c ——粘聚力 ϕ——内摩阻角一般认为单轴试验的温度条件和荷载水平与实际的路面温度和荷载水平相似,单轴试验是将圆柱体试件放在钢板与压头之间,通过压头施加荷载,获得试验数据,孙立军通过对道路实际荷载的分布研究及单轴试验的分析,给出了单轴贯入下的抗剪方程推导公式和抗剪基本参数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-+--=)cos sin 1(2)arcsin(3131ϕϕσσσσσσσϕu ug g u g g c (3) 1g σ、3g σ——单轴贯入试验的第一和第三主应力u σ——无侧限抗压试验的抗压强度表3 单轴试验参数表如试件的抗压强度为0.5MPa ,试件的贯入强度为1.5MPa 。
则MPa c o1124.0)6.41cos()6.41sin(1[25.06.415.01308.01475.15.01308.01475.1arcsinMPa 5085.0339.05.1MPa1308.00872.05.1MPa 1475.1765.05.10m ax 21=-==-+--==⨯==⨯==⨯=ϕτσσ根据摩尔-库仑原理,得到的混合料内摩擦角越大,则混合料抵抗剪切破坏的能力越强。
但是剪切应力仍然只是材料参数,虽然能够寻找材料的性能与高温性能的关系,仍无法与道路结构设计联系起来。
3、 动态模量与高温性能在所有基于力学方法的沥青路面设计中,沥青混合料的模量是最重要的参数之一,也是连接材料性能与路面结构性能的桥梁,我国的《公路沥青路面设计规范》选取的是20℃静态抗压回弹模量。
仍以表1的路面结构厚度,变化各层模量进行计算,得到不同模量下的剪切应力值。
由表4中可以看出,当模量增大时,对剪切应力有一定的影响,而高模量的沥青混凝土显然具表4 模量变化表层位 模量(MPa)1 模量(MPa)2模量(MPa)3 上面层 1400 1400 1400 中面层 1400 2000 2500 下面层 1500 2000 2500 基层600600600路基 50 50 50表4 不同模量下的剪切应力计算模量值1 0.0231 0.06183 0.0799 0.07807 0.0667 0.05056 0.03407 0.01749 0.001216 模量值2 0.0186 0.05646 0.07959 0.08024 0.06863 0.05267 0.03583 0.01808 0.0034 模量值30.015650.052060.078130.080840.070240.05460.037560.018890.0049有更高的剪切模量,在剪切应力变化不大的情况下,其剪应变更小,从而有更好的抗剪切能力,因此可以从模量角度来考虑沥青混合料的高温性能。
路面结构实际上受到车辆、气候、人文等因素的不断变化作用,它的实际工作状态无论是力学模型、材料的性质都与现行的静态力学体系有较大差距。
由于沥青混合料材料的粘弹塑性性质,对时间的影响因素十分敏感,因此必须研究动态荷载作用下的路面结构的动力特性和动力参数,使得整个沥青路面结构设计体系由静态力学体系向动态力学体系发展。
据此美国的AASHTO2002沥青路面设计指南及NCHRP1-A 均将动态模量作为基本的设计参数。
动态模量是沥青混合料的基本特征之一,沥青混合料(HMA )是一种线性的粘弹性材料,在连续的正弦荷载作用下,应力-应变关系可以用复合模量表达,i E E E '''*+= 式中'E 、''E 分别是弹性模量和粘性模量0''00'/)sin(/)cos(εφσεφσ==E E (4)0σ——最大压应力 0ε——最大可恢复轴向应变 φ——相位角动态模量*E 是复合模量E*的绝对值,2200)'()'(*E E E +==εσ (5)2002年,美国马里兰大学Witczak 教授利用西部环道试验(westrack )、美国联邦公路局(FHWA)的加速加载试验(ALF )等试验路的沥青混合料成型试件,在不同频率和温度下进行无约束加载动态模量试验,结果表明,沥青路面的永久变形与无约束的φsin /*E 有很高的相关性。
2003年Zhou 及Scullion 对动态模量作为路用性能预测因子作了进一步的野外试验验证,利用SHRP SPS-1试验路评判混合料的抗车辙能力,也得到了较好的相关性,如动态模量增加,车辙减小;动态模量*E 与φsin /*E 高度相关。
由于动态模量测试试验手段昂贵复杂,因此研究者将动态模量与材料属性相结合,得到一些相关关系式。
Witczak 将美国沥青学会(AI )提供的200多组混合料设计材料进行评估,得到2800多个动态模量数据,建立了HMA 动态模量*E 预估公式)log 393532.0log 313351.06031313.0(1925.95.9075.075.42075.0075.01005470.0)(000017.0003958.00021.0871977.30802208.0058097.0002841.0)(001767.002932.0249937.1log η⨯-⨯--++-+-++----+-=*f ba baeP P P P VVV V VV P P P E (6)式中η——沥青粘度 f ——加载频率ba V ——有效沥青用量VV ——空隙率19P 5.9P 75.4P 075.0P 为各自筛孔的通过率2005年christensen 等人得到另一种预测模型1]3VFA VMA 42000100/VMA 1)[Pc 1(]]1000VMAVFA [3)100/1(4200000[P -*+--+⨯*+-=*沥青沥青G G VMA E c mix (7)其中0.678678.0]VMA*G [396]*G VFA 3[P 沥青沥青⨯+⨯+=VFA VMAc (8)VMA ——矿料间隙率 VFA ——沥青饱和度 *G ——沥青复合剪切模量研究发现,19mm 及以上尺寸可以提供较高的动态模量,间断级配或较低的4.75通过率的沥青混合料,同样可以产生较高的动态模量。