沥青混合料的路用性能

德克萨斯 A&M大学
临界能 释放速
率
不
间接应 用
低
低
骤完善
难
中等 通用
但不能 应用到
大集料
混合料
⑦C*线积 分试验
CLT实验室 俄亥俄州立
大学
能量释 放速率 线积分
不
间接应 用
中
中
中
中等 通用
证明步 骤完善
间接应
⑧温度 胀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系 数
犹他州运输 部阿拉斯加
运输部
温度胀 缩系数
是
用，连 同应力 应变特
中
高
油石比
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验
试验温 度
（℃）
混合料种类
沥青用量 （℃）
细粒式
5.5
60
中粒式
5.5
粗粒式
4.5
细粒式
7.0
45
中粒式
5.5
厚度 （cm）
4 5 6
4 5 6
4 5 6
5
5 6
单-70
Δh(mm)
DS
6.19 7.05 7.71
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验 车辙试验是用负有一定荷载 的轮子，在规定的高温下对 沥青混合料板状试件在同一 轨迹上作一定时间的反复碾 压，形成辙槽，以辙槽深度 RD和动稳定度DS来评价沥 青混合料抗车辙能力的一种 试验方法，也有通过一定作 用次数产生的形变来评价 的。
沥青混合料的路用性能
车辙试验方法最初由英国道 路研究所（TRRL）开发 的，由于试验方法本身比较 简单，试验结果直观而且与 实际沥青路面的车辙相关性 甚好，因此在日本、欧洲、 北美、澳大利亚等国得到了 广泛应用。
路面分析仪APA
旋转加载车辙仪RLWT
经验试验—汉堡轮迹试验机
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
一、沥青混合料的高温稳定性
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验 9
车辙深度（mm）
8
7
DS
=
(60 − 45) × 42 D60 − D45
× C1
×
C2
6 5 4
3
AC-30 ATB-25 ATB-30 LSM-30A
2
1
0
0
10
20
30
40
50
60
时间（min）
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
不
可接用 于低温 开裂模
式
中
高
证明步
骤完
易
中等 通用
善，在 专业应
用之前
很重要
滑铁卢
②等速 拉伸的 直接拉 伸试验
大学沥 青协 会，布 朗斯切 维克技
拉伸应 力应变 特性， 拉伸强
度
不
同上
中
术大学
高
证明步
骤完
易
中等 通用
善，在 专业应
用之前
很重要
③拉伸 蠕变
滑铁卢 大学， 安大略 运输省
拉伸应 力应变 特性， 拉伸强 应度力应
522 496 304
1607 1350 912
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
动稳定度（次/mm）
车辙试验
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
OAC-0.3
OAC
6cm 8cm
OAC+0.3 沥青用量
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
间接拉伸（劈裂试验）
约束试件的温度应力试验（TSRST）
试验方 法
国外主 要
研究机 构
测定性 质
模拟现 场条件
试验结 果在力 学模式 中的应
用
对老化 和水化 的适应
性
对大粒 径集料 的适用
性
操 作 性
设备成 本及通 用性
备注
①间接 拉伸试 验
佛罗里 达大学 阿尔贝 诺大学
低温拉 伸应力 应变特 性，拉 伸强度
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
1.车辙的主要成因
根据车辙形成原因不同，可将其分为四大类型：
①失稳型车辙 这类车辙是目前研究的主要对象。它是由于沥青路面结构层在车轮 荷载作用下，其内部材料的流动产生横向位移而产生。通常发生在 轮迹处。当沥青混合料的高温稳定性不足时，在外力的作用下就会 产生这种车辙。
纵观车辙形成过程可简单地分为三个阶段： ①开始阶段的压密过程 ②沥青混合料的流动 ③矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏
据测量车辙开始形成时，轮胎下的下沉体积一般要大于两侧隆起 的体积，说明车载的初期主要是再压实造成的；这以后，两部分 体积逐渐相等，说明再压实已经完成，车辙主要是由流动变形产 生的。 根据AASHO试验路的测定，车辙量随沥青层厚度的增加而增加， 到25cm时达到稳定状态，沥青层厚度增加而车辙深度不再增加。
总变形量（mm） 2.05 2.87 1.64 2.74 8.86
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验
动稳定度（次/mm）
AK—16A AC—16I
1800
1600
SAC—16 AK—16C
1400
1200
1000
800
600
400
200
0 OAC-0.3 OAC OAC+0.3
6.69 8.70 10.17
5.10 5.66 6.53
1913 1227 1076
1467 1157 803
2596 1985 1534
3644
2395 3317
单-90
Δh(mm)
DS
9.85 9.83 14.05
11.28 13.64 20.52
7.50 7.50 8.96
558 516 360
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
可用于沥青混合料高温稳定性评价的试验方法有多种，目前主要 可分为两类，一类是简单力学试验，如：单轴加载试验、三轴加 载试验径向加载试验、弯曲蠕变试验、扭转剪切试验、简单剪切 试验等。另一类是模拟试验，如：车辙试验、环道试验、直道试 验、野外现场试验等。
马歇尔稳定度与流值
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
1.车辙的主要成因
根据车辙形成原因不同，可将其分为四大类型：
⑤再压实型车辙 由于沥青混合料的压实度未达到规定要求，在行车荷载的反复作 用下，混合料局部的压实度进一步增加，从而产生压缩变形，形 成车辙。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
1.车辙的主要成因
易
低成 本，不 通用
证明步 骤完善
性使用
试验方法 ①劈裂试验
②压缩试验
③弯曲（或劈 裂）蠕变试验 ④约束试件温
度应力试验 （TSRST） ⑤弯曲试验 ⑥直接拉伸试
性
操 作 性
设备成 本及通 用性
备注
加州大学贝
莱分校，英
⑤约束 试件温 度应力 试验
国石油协 会，北海道
大学， USACR-REL 犹他州运输 部，布郎斯
低温温 度应力 特性， 拉伸破 坏温度
是
直接用 于低温 开裂和
疲劳
中
高
证明步
骤完善
易
中等 在专业 不通用 应用之
前很重
要
切维克技术
大学
证明步
⑥受约 束梁的 三点弯 曲试验
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
其常见的损坏形式主要有：
车辙：对于渠化交通的沥青混凝土路面来说，高温稳定性
主要表现为车辙。车辙致使路表过量的变形，影响了路面 的平整度；轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了面层及路面结 构的整体强度，从而易于诱发其它病害；雨天路表排水不 畅，降低了路面的抗滑能力，甚至会由于车辙内积水而导 致车辆飘滑，影响了高速行车的安全；车辆在超车或更换 车道时方向失控，影响了车辆操纵的稳定性。可见由于车 辙的产生，严重影响了路面的使用寿命和服务质量。
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验
级配类型 AK－16A
AC-16I SAC-16 AK-16C
油石比（％） 4.3 4.6 4.9 4.8 5.1 5.4 4.3 4.6 4.9 4.3 4.6 4.9
平均值 1598 965 741 1211 503 719 892 885 685 1519 982 795
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验
沥青混合料的路用性能
二、沥青路面的低温抗裂性
沥青路面开裂可以分为两类：荷载型裂缝和非和荷载型裂缝。沥青面层 上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝，温度裂缝又有两种，一种是低温收 缩裂缝或者简称低温裂缝，由于一般道路沥青面层的宽度都不很大，横 向收缩所受到的约束较小，所以低温开裂主要是横向的。另一种是温度 疲劳裂缝，温度疲劳开裂可能发生在冬季，也可能发生在别的季节，北 方冰冻地区可能发生这种裂缝，南方非冰冻地区也可以发生这种裂缝。
初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能并没有明显的影响，只是有损美 观。但是随着表面雨水和雪水的进入，导致裂缝两侧的路面结构层，特 别是裂缝附近土基的含水量增大，甚至饱和。其结果是路面强度明显降 低，在大量行车荷载的反复作用下，产生冲刷和唧浆现象，从而使裂缝 发展成为网裂、龟裂而使路面很快产生结构破坏。
变异系数（％） 11.9 17.7 9.7 18.7 13.2 45.5 18.9 8.6 13.8 15.7 5.9 30.2
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验
级配 LSM-30A OGFC-16 ATB-30 ATB-25
AC-30
动稳定度（次/mm） 4630 2858 5115 3000 682
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
2.车辙的主要影响因素
影响沥青路面车辙的因素主要有集料、混合料、混合料类型、荷 载、环境等
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
2.车辙的主要影响因素
影响沥青路面车辙的因素主要有集料、混合料、混合料类型、荷 载、环境等
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
③磨耗型车辙 由于沥青路面结构顶层的材 料在车轮磨耗和自然环境因 素作用下持续不断地损失形 成，尤其是汽车使用了防滑 链和突钉轮胎后，这种车辙 更容易发生。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
1.车辙的主要成因
根据车辙形成原因不同，可将其分为四大类型：
④水损害型车辙 由于沥青路面的中下面层产生明显的水损害，而失去了沥青膜的 粘结作用，从而在荷载的作用下出现变形累积而形成的车辙。
沥青混合料的路用性能
二、沥青路面的低温抗裂性
沥青混合料的路用性能
二、沥青路面的低温抗裂性
30 25 20 15 10 5 0
0
3%I 3%II 5%I 5%II
20
40
60
80
沥青混合料的路用性能
二、沥青路面的低温抗裂性
沥青混合料的路用性能
二、沥青路面的低温抗裂性
试验方法
v 温度应力试验、收缩系数试验、直接拉伸试验或间接拉 伸试验、应力松弛试验、劲度模量试验、低温性能J-积 分、低温弯曲、低温蠕变试验。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
沥青路面高温稳定性习惯上是指沥青混合料在荷载作用 下抵抗永久变形的能力。稳定性不足的问题，一般出现 在高温、低加荷速率以及抗剪切能力不足时，也即沥青 路面的劲度较低情况下。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
其常见的损坏形式主要有：
泛油：是由于交通荷载作用使
不
同上
中
高
易
中等 通用
专业上 未大量
应用
威斯康 变特
④ 简 支 复大 性，拉
梁 的 弯 学、北 伸强
不
同上
低
曲试验 海道大 度、应
高
易
中等 通用
专业上 未大量
应用
学
力松弛
性能
试验方 法
国外主要 研究机构
测定性 模拟现 质 场条件
试验结 果在力 学模式 中的应
用
对老化 和水化 的适应
性
对大粒 径集料 的适用
蠕变试验
v 单轴静载、三轴静载、单轴重复加载和三轴重复加 载。
v 压缩蠕变、弯曲蠕变和劈裂蠕变试验。
蠕变试验
无侧限静态蠕变试验
重复剪切荷载试验（SST）
有侧限动模量试验
剪切动模量试验
剪切动模量试验
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
3.沥青混合料高温稳定性的评价方法
车辙试验
混合料内集料不断挤紧、空隙 率减小，最终将沥青挤压到道 路表面的现象。如果沥青含量 太高或者空隙率太小这种情况 会加剧。沥青移向道路表面令 路面光滑，溜光的路面在潮湿 气候时抗滑能力很差。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
其常见的损坏形式主要有：
推移、拥包、搓板等类：
损坏主要是由于沥青路面在水 平荷载作用下抗剪强度不足所 引起的，它大量发生在表处、 贯入、路拌等次高级沥青路面 的交叉口和变坡路段。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
1.车辙的主要成因
根据车辙形成原因不同，可将其分为四大类型：
②结构型车辙 这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形 成。这种变形主要由于路基变形传递到面层而产生。
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
1.车辙的主要成因
根据车辙形成原因不同，可将其分为四大类型：
沥青混合料的路用性能
一、沥青混合料的高温稳定性
2.车辙的主要影响因素
影响沥青路面车辙的因素主要有集料、混合料、混合料类型、荷 载、环境等
通常情况下，为提高混合料的抗车辙性能可采取以下技术途径： ①使用高粘度沥青 ②使用棱角性好的集料 ③降低沥青用量 ④增加VMA ⑤降低环境温度 ⑥缩短荷载作用时间 ⑦降低轴载