沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素

纤维沥青混合料的疲劳性能探究摘要：本文在对纤维作用机理分析的基础上，通过掺加不同的纤维类型，对比分析了沥青混合料的疲劳性能，试验发现，可发现在不同的应力幅度下，掺入两种纤维后混合料的疲劳寿命均较普通沥青混合料有所增加，聚酯纤维的疲劳性能较木质纤维好。

关键词：沥青路面；纤维沥青；疲劳性能中图分类号：文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02- 由于纤维沥青路面结构具有路面性能优良，施工工艺较易实现等优点其在国内得到越来越多的应用和研究，但是由于国内对纤维沥青路面的应用时间较晚，其还存在很多的问题需要深入研究。

其中沥青混合料的疲劳性能是后续研究的重点。

沥青路面在环境荷载和行车荷载作用下，受到轮胎的驶入驶离，其路面受力状态为长期处于应力应变交替。

导致路面材料出现了疲劳变化。

而当行车荷载超过一定次数，沥青混合料的材料也发生了老化变硬，在荷载作用下，路面材料内部的应力积累超过了材料本身的强度，路面编号出现裂纹，最终会产生了疲劳断裂破坏。

疲劳破坏已经是当前沥青路面破坏的主要形式之一。

本文对纤维沥青混合料的疲劳性能进行了分析和研究。

1.纤维沥青混合料的制备1.1原材料室内试验采用克拉玛依90#沥青。

用于纤维沥青混合料粗细集料和矿粉质量应满足现行规范的相关规定，对粗集料的要求应具有良好的颗粒形状，质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，并且有足够的强度、耐磨耗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性。

为了研究不同纤维对沥青混合料疲劳性能影响，本文分别采用了不掺纤维、0.3%的木质素纤维好0.3%的聚酯纤维。

1.2 级配设计纤维沥青的级配选择为悬浮密实类的ac-131级配。

级配设计时，为了保证级配设计良好，其矿料全部采取经水洗烘干后的单一粒径集料配制而成.纤维沥青混合料的配合比设计需要考虑到纤维的类型和掺量，在所用材料和矿料级配确定后，选择若干种纤维掺量，按马歇尔设计方法确定不同纤维掺量下的最佳沥青用量，然后在各自的最佳沥青用量下进行水稳定性、低温抗裂性能和高温稳定性试验，分别得出纤维掺量与残留稳定度、抗弯拉强度、最大弯拉应变和动稳定度的关系曲线，由此关系曲线得出纤维最佳掺量和满足规范指标要求的经济掺量也就是最小纤维掺量，最后综合高温性能、耐水性能和经济性，确定工程使用合适的纤维掺量。

沥青混合料疲劳寿命预估模型
沥青混合料的疲劳寿命预估模型是根据材料疲劳性能和加载条件等因素建立的数学模型，可以用于预测沥青混合料在实际使用过程中的疲劳寿命。

该模型通常包括以下几个方面的内容：
1.沥青混合料的基本性质：包括沥青的黏度、弹性模量、极限弯曲应力等；骨料的尺寸、形状、强度等；混合料的孔隙率、密度等。

2.疲劳荷载条件：包括加载频率、幅值、工作温度等。

这些参数对沥青混合料的疲劳寿命具有显著影响。

3.疲劳损伤累积模型：这是建立疲劳寿命预估模型的关键。

通常采用的是一些经验模型，如S-N曲线模型、P-M模型、LS模型等。

4.模型参数的确定：疲劳寿命预估模型中的一些参数需要通过实验或经验确定，例如材料的疲劳极限、疲劳强度系数等。

根据以上内容建立的沥青混合料疲劳寿命预估模型可以用于评估不同材料、不同荷载条件下的疲劳寿命，并为工程实践提供科学依据。

广西南友公路沥青混合料路用性能的影响因素与试验分析二航局四公司汪继平摘要：据南友高速公路沿线的气候、水文地质等情况分析影响沥青混合料路用性能的主要因素，根据矿料级配试验研究的成果，提出采取的级配范围。

关键词：沥青混合料路用性能影响因素改善措施级配试验1工程概况国道主干线衡阳-昆明公路支线南宁至友谊关公路主线全长179.19km，联线长41.848km，为广西首条采用全沥青路面的高速公路，工程于2003年底开工，要求2005年10月1日前竣工通车。

南友公路位于北回归线以南，属亚热带季风气候，年平均降雨量1400mm以上，年平均日照1700h以上，年平均气温21~22.1℃，年无霜期352d，年平均蒸发量1350mm。

根据沿线的气象条件，按文献[1]，南友路属于东南湿热区中的华南沿海台风区（VI7）；按照文献[2]附录A的沥青路面施工气候分区，广西属于热区，最低月平均气温＞0℃，另外根据广西南宁地区的降雨量＞1000mm，属于多雨潮湿地区。

根据文献[3]的沥青路用性能气候分区，广西南宁地区属夏炎热冬温区1-4区。

在这样的气候条件下，高温、降雨以及重车渠化等将是影响沥青混合料路用性能的主要因素，沥青混合料需着重考虑高温稳定性、水稳性、耐久性以及面层的抗滑性能。

下面就影响沥青混合料路用性能的主要因素结合南友公路的特点作出级配的试验研究，并提出一些建议和改善措施，为沥青面层的施工提供参考。

2 沥青混合料路用性能的影响因素2.1沥青混合料沥青混合料是用具有一定粘度和适当用量的沥青材料与一定级配的矿质集料经过充分拌和而形成的混合物。

其路用性能主要有：高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能、耐久性、低温抗开裂性能、表面特性。

影响沥青混合料路用性能的因素是多方面的，其中矿料的级配组成较为关键，从使用性能上来说，骨架密实结构是最理想的级配组成。

2.2.影响沥青混合料路用性能的主要因素2.2.1集料级配沥青混合料高温稳定性的形成机理来源于沥青结合料的高温粘性和矿料级配的嵌挤作用，提高矿料的嵌挤作用是改善沥青混合料高温稳定性的主要途径。

沥青路面力学性能影响因素分析综述肖楠轩发布时间：2023-05-09T04:18:45.111Z 来源：《建筑实践》2023年5期作者：肖楠轩[导读] 沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。

但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。

而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。

最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望重庆交通大学土木工程学院摘要：沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。

但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。

而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。

最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望。

关键词：道路工程；路面力学；力学性能0 引言随着我国国民经济和公路交通运输事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超限的现象十分普遍。

沥青路面在运营过程中遭受到车辆重复碾压、水热光（气候）耦合、地质条件等因素叠加的作用，加之路基路面施工质量存在一定的不确定性，同一路段使用的原材料是否保持一致，以及现行路面设计层间接触假设的不足，最终导致路面结构实际工作状态，无论是力学模型或是材料性质都与设计理论有着一定程度的差距[1-3]。

1 国内外研究状况早在1962年，关于层间接触状态对沥青路面结构稳定性的影响便被提出，此后多年不断涌现出关键性文章对层间接触状态的影响做进一步诠释。

先是H.Hertz首次系统地阐述了弹性接触问题，并提出了经典的Hertz弹性接触理论。

沥青胶结料疲劳特性研究发表时间：2019-08-15T17:08:13.577Z 来源：《建筑实践》2019年第09期作者：常志慧[导读] 阐述了沥青胶结料的疲劳特性，其主要包括沥青胶结料的疲劳损伤机理以及疲劳过程中的自愈与触变现象，对自愈合机理、自愈合评价方法以及自愈合影响因素进行了总结。

山东建筑大学交通工程学院山东济南 250100摘要：疲劳破坏是沥青路面结构基础理论与设计的本源性问题，因此沥青及沥青混合料的疲劳损伤特性多年来一直倍受研究者们的关注和重视。

沥青的疲劳一般按照应力控制和应变控制两种模式进行室内试验和分析，本文系统阐述了沥青胶结料的疲劳特性，其主要包括沥青胶结料的疲劳损伤机理以及疲劳过程中的自愈与触变现象，对自愈合机理、自愈合评价方法以及自愈合影响因素进行了总结，疲劳的评价指标：初始模量的50%-50%G*、疲劳因子G*sinδ、耗散能变化率DR、累积耗散能比DER。

关键词：沥青胶结料；疲劳评价方法；疲劳评价指标引言近年来，随着交通运输事业的快速发展，交通量迅速增加，车辆轴载不断增大，重载交通日益严重，沥青路面的设计、养护和维修面临越来越严峻的考验。

路面在使用过程中，不仅受到车辆荷载的重复作用，还受到环境温度变化所产生的温度应力影响。

在应力应变反复作用下，路面材料的强度逐渐衰减。

当荷载作用次数达到一定数值后，路面发生疲劳开裂，其特点为路面无明显的永久变形，在裂缝形成初期大都是形成细而短的横向开裂，然后逐渐发展为网状裂缝，裂缝的宽度和范围持续扩大。

因此有必要加深对沥青材料疲劳性能的认识。

1 疲劳评价方法沥青材料疲劳性能的研究主要采取应力和应变两种控制模式，当路面较薄时，在荷载作用下，其变形变化较小，因此在进行疲劳试验时采用应变控制模式；当路面较厚时，荷载作用下的应力变化较小，因此采用应力控制模式进行疲劳性能试验，路面薄厚的界限通常为12.7cm。

此厚度的界定是依据经验的，是一个粗略的界定。

沥青混合料耐久性能研究一、引言沥青混合料是道路建设中常用的材料，其性能直接关系到道路的耐久性、安全性和舒适性。

本文将对沥青混合料的耐久性能进行研究，以提高其在实际应用中的性能和可靠性。

二、沥青混合料的组成和性能1. 沥青混合料的组成沥青混合料主要由骨料、沥青和填料组成。

其中，骨料是指石子、砂子等颗粒状的物料，沥青是一种黏性液体，填料是指用于填充骨料和沥青之间的空隙的物料。

2. 沥青混合料的性能沥青混合料的性能包括以下几个方面：（1）强度：反映了沥青混合料的承载能力，是指在一定条件下，沥青混合料的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。

（2）稳定性：反映了沥青混合料的抗变形能力，是指在一定条件下，沥青混合料的沉降、变形、裂缝等情况。

（3）耐久性：反映了沥青混合料的抗老化、抗疲劳、抗水解等能力，是指在长时间使用后，沥青混合料的性能变化情况。

三、沥青混合料耐久性能研究方法1. 试验方法沥青混合料的耐久性能试验主要包括以下几个方面：（1）抗老化试验：通过模拟自然环境下的老化过程，测定沥青混合料的老化程度，通常采用高温老化试验或紫外线辐射试验。

（2）抗疲劳试验：通过模拟实际交通载荷下的往复荷载作用，测定沥青混合料的疲劳寿命和疲劳性能，通常采用往复荷载试验或四点弯曲试验。

（3）抗水解试验：通过模拟水的入侵和渗透作用，测定沥青混合料的抗水解性能，通常采用浸水试验或冻融试验。

2. 试验指标沥青混合料的耐久性能试验指标主要包括以下几个方面：（1）抗老化性能：测定沥青混合料的软化点、粘度、弹性恢复率、拉伸性能等指标。

（2）抗疲劳性能：测定沥青混合料的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率等指标。

（3）抗水解性能：测定沥青混合料的体积稳定性、抗拉强度、抗压强度等指标。

四、沥青混合料耐久性能影响因素分析1. 沥青的性质沥青的性质对沥青混合料的耐久性能有着重要的影响。

例如，沥青的软化点越高，其抗老化能力就越强；沥青的粘度越大，其抗水解性能就越好。

一、普通沥青1、技术性质：（1）物理常数：密度——在规定温度条件下，单位体积的质量；相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。

（2）粘滞性：反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称粘性，以绝对粘度表示。

工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。

条件粘度：针入度（适应粘稠石油沥青）；粘度（适应液体石油沥青）（3）延性：沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。

（4）温度敏感性：高温性能指标（软化点、针入度指数）；低温性能指标（脆点）（5）抗老化性（耐久性）：评价方法采用蒸发损失试验、薄膜加热试验、旋转薄膜加热试验；评价指标;蒸发损失百分率、针入度比、蒸发后沥青延度。

（6）安全性：评价指标闪点、燃点。

（7）其他性质：如溶解度、含蜡量、粘附性等。

2、组分：三组分（油分、树脂和沥青质）；四组分（饱和分、芳香分、胶质和沥青质）3、胶体结构：溶胶型结构、溶-凝胶型结构、凝胶型结构（按沥青质含量少、适中、多）4、三大指标：针入度、延度、软化点，分别表征粘滞性、延性和温度敏感性。

（1）针入度：在规定温度（25℃）条件下，以规定质量（100g）的标准针经过规定的时（5s）贯入沥青试样的深度，单位：0.1mm。

表示方法：P（25℃，100g，5s）表征意义：针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小，是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。

（2）延度：将沥青试样制成∞字形标准试件，采用延度仪，在规定温度和规定拉伸速度下拉断时的长度，单位：cm。

表示方法：D（T，v）T为试验温度（0℃、15℃、25℃），v为拉伸速度（1cm/min、5cm/min ）表征意义：沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。

（3）软化点：将沥青试样注于规定内径的铜环中，环上置一钢球，在规定加热速度下，沥青逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，单位：℃。

表示方法：T R&B表征意义：沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。