瀝青與瀝青混合料應力松弛性能研究

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1、文獻綜述論文題目：瀝青混合料應力松弛性能的研究姓名：陳智蓉班級：道路與鐵道工程學號：11008005摘要：瀝青的低溫性能是瀝青的關鍵技術性能之一，對于寒冷地區(qū)或經受重載荷大交通量的路面，該性能指標尤為重要。本文簡單描述了瀝青混合料低溫性能研究的背景和意義，回顧了國內外研究狀況，分析了瀝青路面主要低溫病害，和瀝青混合料的粘彈性性質，還對近幾年國內對應力松弛性能的研究進行了重點闡述，并且得出重要結論，即應力松弛性能雖能很好的反映和描述瀝青混合料的低溫性能，但試驗技術難度較大，鑒于我國目前技術水平，采取彎曲蠕變試驗方法為宜。一研究背景中國近年來修筑

2、的瀝青路面，無論是北方冰凍地區(qū)，還是南方非冰凍地區(qū)，在使用期出現開裂的問題相當普遍，這種破壞在溫度驟降或溫差較大的地區(qū)更為突出。我們知道，瀝青及瀝青混合料低溫特性是影響低溫開裂的重要因素。瀝青路面低溫裂縫現象是普遍而且具有危害性的，控制瀝青路面低溫縮裂就成為十分重要而又緊迫的任務。瀝青路面的低溫開裂一直是困擾國內外道路工程界的主要問題之一，也是世界各國都存在的普遍現象，其危害在于大量裂縫的存在使得路表水、空氣及其它有害物質可通過縫隙進入路面結構內部，并沿著混合料的孔隙滲入路面基層和路基，使路面結構承載力下降，在行車荷載作用下產生唧漿、唧泥、沖

3、刷，界面層出現局部脫空，進而在路面形成局部凹陷，最終導致路面發(fā)生網裂與坑槽，嚴重地影響車輛的行駛質量，大大地降低了路面的使用壽命。另一方面，在季節(jié)性冰凍地區(qū)當溫度降至冰點時，滯留在路面結構孔隙中的水分還將產生凍脹，導致路面材料的內部損傷和損傷積累，進一步加速路面的破壞。隨著路面使用期限的延長，瀝青材料不斷老化，低溫開裂的問題將越來越嚴重。二國內外研究狀況對于溫度變化引起的瀝青路面開裂問題的研究始于二十世紀六十年代，但直到今天國內外工程界仍然十分關注這個領域的研究與發(fā)展。從已有的成果來看，早期的工作主要集中在低溫開裂方面，重點是溫度應力的計算方

4、法以及瀝青混合料低溫抗裂性能的試驗研究。美國公路戰(zhàn)略研究計劃啟動后，將溫度變化引起的瀝青路面開裂問題的研究全面推進到了一個新的階段。在該計劃中，對于溫度應力的測定、溫度開裂的預估、試驗與分析儀器的開發(fā)以及低溫開裂和溫度疲勞開裂等方面的問題進行了廣泛的研究和推廣應用；目前，正在致力于開發(fā)應用這些方法與手段對瀝青混合料的低溫開裂與溫度疲勞開裂的有關性能進行評價的分析系統。自20世紀60年代以來，加拿大、美國、日本等國家重點對瀝青混合料低溫開裂與材料低溫性能指標進行了系統調查和研究，并鋪筑了許多試驗路，提出了瀝青及瀝青混合料低溫抗裂的不同評價指標，

5、但是這些指標都是針對本國具體實驗進行的研究尚缺乏驗證，尤其是瀝青及瀝青混合料性能指標與路用性能的相關關系，依然是道路領域研究的重要課題。早些年我國瀝青路面設計與施工規(guī)范中，均未提出瀝青混合料的低溫指標及相應的試驗方法，而僅對改性瀝青混合料提出了用一10℃彎曲試驗的破壞應變作為低溫抗裂技術要求。但近年來，國內外許多大專院校及研究機構就瀝青混合料的低溫抗裂性評價方法、指標進行了廣泛研究。美國SHRP曾提出以溫度應力試驗和三點彎曲J積分試驗作為評價瀝青路面低溫開裂的主要方法。中國“八五”項目提出以0℃彎曲蠕變試驗的蠕變速率作為評價指標，也有研究者提

6、出以松弛模量描述其抗裂性能或以瀝青混合料低溫開裂時的斷裂能作為評價指標。一般評價瀝青混合料低溫抗開裂性能可從兩方面進行,一方面看其在低溫下的變形能力;另一方面看其在低溫斷裂時所能承受的斷裂拉力的大小.但以往多以其變形能力這一單一指標來衡量瀝青混合料的抗開裂能力是不全面的。目前國內外用于研究瀝青混合料低溫抗裂性能的試驗方法有多種，主要包括：等應變加載破壞試驗(間接拉伸試驗、彎曲、壓縮試驗)、直接拉伸試驗、彎曲拉伸蠕變試驗、劈裂蠕變試驗、約束試件溫度應力試驗、三點彎曲J積分試驗、Cx積分試驗、溫度收縮系數試驗、應力松弛試驗等。三低溫病害瀝青路面使

7、用期開裂是世界各國普遍存在的問題,瀝青路面在溫度驟降或溫差較大地區(qū),會由于溫度應力的作用而產生裂縫。裂縫的產生嚴重危害道路的使用壽命和質量。瀝青路面產生裂縫后，特別在雨季，由于雨水的浸入，導致瀝青與集料破落，進而產生水破壞，并且雨水沿裂縫滲入基層，還會產生唧漿等一系列病害。處理好瀝青路面的低溫裂縫有利于提高路面的使用壽命和使用性能。但是，瀝青路面的低溫裂縫是目前世界上尚未解決的一種道路病害。從以往的研究總我們可以發(fā)現，影響瀝青混合料的因素有如下幾種：瀝青的性質；混合料自身的性質；路面結構；其它因素（當地的氣溫特點、施工質量、行車狀況等）。從這

8、個四個因素中我們可以看出，瀝青路面產生低溫裂縫，并不是某一個因素能決定的，它是多種因素共同作用的結果，因此，也就加深了解決瀝青路面低溫裂縫的難度。破壞機理：瀝青混凝