纤维沥青混合料的疲劳性能探究
玄武岩纤维沥青混合料性能研究
玄武岩纤维沥青混合料性能研究
【摘要】
本文针对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行了研究，通过对玄武
岩纤维的性能分析、纤维沥青混合料制备方法、混合料性能测试方法、性能测试结果分析和影响因素探讨，深入探讨了玄武岩纤维对沥青混
合料性能的影响。研究表明玄武岩纤维的加入可以改善沥青混合料的
性能，提高其抗压强度和耐久性。结论部分总结了本研究的成果，并
展望了未来研究方向，为进一步优化沥青混合料的性能提供了参考。
本研究具有重要的理论与实践意义，为玄武岩纤维沥青混合料的应用
和推广提供了有力支持。
【关键词】
关键词：玄武岩纤维、沥青混合料、性能研究、性能分析、制备
方法、测试方法、测试结果、影响因素、研究成果、总结、展望
1. 引言
1.1 背景介绍
玄武岩纤维沥青混合料是一种新型道路材料，具有优越的耐久性
和抗老化能力。随着城市化进程加快，对道路建设质量和持久性的需
求也越来越高。传统的沥青混合料在使用过程中存在一些问题，例如
易龟裂、变形等，影响了道路的使用寿命和安全性。为了克服这些问
题，研究人员开始探索新型材料，其中玄武岩纤维沥青混合料成为研
究的热点之一。
玄武岩纤维是由天然玄武岩矿石经过特殊加工处理而成的细丝状
材料，具有良好的抗拉强度和耐侵蚀性能。将玄武岩纤维与沥青混合
料相结合，可以增加混合料的抗龟裂性能、抗变形性能和抗老化能力，提高道路的使用寿命。对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行研究具有
重要意义。本文旨在分析玄武岩纤维的性能，并探讨其对沥青混合料
性能的影响，为道路建设提供新的思路和方法。
1.2 研究意义
玄武岩纤维是一种具有优异性能的纤维材料，具有优良的机械性能、耐磨性和耐腐蚀性。将玄武岩纤维应用于沥青混合料中，可以有
沥青混合料疲劳试验
沥青混合料疲劳试验
沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料在交通载荷作用下的疲劳性能的一种重要方法。本文将介绍沥青混合料疲劳试验的目的、试验方法、试验结果的分析以及对道路工程的意义。
一、试验目的
沥青混合料疲劳试验的主要目的是评估沥青混合料在交通载荷下的疲劳性能，以确定其在实际道路使用中的耐久性和寿命。通过疲劳试验，可以了解沥青混合料在长期交通荷载下的变形和破坏情况，为道路工程的设计和施工提供科学依据。
二、试验方法
沥青混合料疲劳试验通常采用梁式疲劳试验机进行。试验时，将沥青混合料制成试件，然后在试验机上施加交通载荷，通过循环加载和卸载的方式模拟实际道路上的交通荷载作用。在试验过程中，记录试件的应力、应变和循环次数等参数，以评估沥青混合料的疲劳性能。
三、试验结果分析
通过沥青混合料疲劳试验得到的试验结果可以进行多方面的分析。首先，可以通过绘制应力-循环次数曲线来评估沥青混合料的疲劳寿命。曲线的形状和斜率可以反映沥青混合料的疲劳特性。其次，可以计算出试件的疲劳强度和疲劳指数等参数，用于评估沥青混合料
的疲劳性能。此外，还可以通过观察试件的破坏形态和表面裂纹情况，进一步分析沥青混合料的疲劳破坏机制。
四、对道路工程的意义
沥青混合料疲劳试验对道路工程具有重要的意义。首先，通过评估沥青混合料的疲劳性能，可以选择合适的沥青混合料类型和配合比，以提高道路的耐久性和使用寿命。其次，可以根据试验结果对道路结构进行优化设计，以减少疲劳损伤和维修成本。此外，疲劳试验还可以用于评估不同施工工艺和材料改性方法对沥青混合料疲劳性能的影响，为道路工程的技术改进提供参考。
SMA-13_沥青混合料掺不同纤维路用性能研究
0引言
随着我国高速公路的蓬勃发展，沥青路面作为
主要的铺装形式得到大面积推广。由于我国交通运输量不断增加，在环境因素和持续重交通荷载量的作用下，沥青路面往往过早出现松散脱粒、车辙、水损害、开裂等病害现象，而沥青混合料掺入纤维材料后可有效提升其各项性能、防止路面病害的发生，该结论已得到相关文献的证实［1-3］。纤维材料主要应用于SMA 沥青混合料中，起到减少路面破坏、延长道路使用年限的作用。目前，纤维材料在SMA 沥青混合料中应用较多的主要是木质素纤维和玄武岩纤维。刘福军［4］
对比分析玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维改善AC-16C 、SMA-13两种沥青混合料性能的效果，得出结论：玄武岩纤维改善沥青混合料性能方面优于木质素纤维和聚酯纤维。对于聚合物化学纤维的研究，也有大量的结论可供参考［5］。矿物纤维和聚合物化学纤维造价成本较高，木质素纤维大部分取自原木，生长周期慢，并且为积极响应国家退耕还林及绿色生态环境环保的政策，应尽量采用绿色环保材料。我国具有丰富的竹资源［6］，竹纤维是一种天然环保的有机纤维，具有良好的强度、韧性［7］
、较高的耐磨性和良好的染色性。鉴于竹纤维SMA 沥青混合料路用性能的研究较少，本文以包括竹纤维在内的3种纤维对SMA-13沥青混合料综合性能的影响进行对比分
析，优选纤维种类，为工程实践的选择提供参考依据。
1
原材料及配合比
1.1
沥青
本文采用SBS 改性沥青作为胶结料，沥青为国
产品牌，相关技术指标见表1。
表1
SBS 改性沥青技术指标
项目指标
针入度（25℃，100g ，5s ）/（0.1mm ）
纤维沥青混合料的疲劳性能探究
当 ｋ值表 示疲劳 曲线线 位 的高低 ，ｋ值越 大，疲劳 曲线线 位 越 高 ，疲 劳 耐 久 。而 １ １ － 值 越 大 ， 疲 劳 曲 线 越 陡 ， 疲 劳 寿 命 对
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
粘 附性 。
通 过 试 验 发 现 ， 纤 维 加 入 后 混 合 料 的 疲 劳 寿 命 均 有 所 增 加 。且 聚 酯 纤 维 的在 不 同应 力 下 的 疲 劳 寿 命 较 木 质 素 纤 维 要 长 。从 数值上分 析，在 ０ ． ３的应 力水平下 ，聚酯纤维 沥青混
源自文库
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 Ａ Ｃ 一 １ ３ １ 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
浅析沥青混合料浸水疲劳试验
2019.
5
浅析沥青混合料浸水疲劳试验
李杰
扬州润扬路面工程有限公司
(APA)，模拟在降水、不沥青混合料(AC-13I)的路面疲劳沥青混合料的浸水疲劳寿命随着温并对水损害的作用机理进行了水损害；疲劳寿命；温度效应；试验AC-13F 。通过对原材料进最终材料组成和级配结
AC-13F 的矿料配合比备料，选择5个油石比：、6.0%、6.5%。分别制作试件，测定其密度、空然
稳定度和流值力学指标，得到最佳沥青用ρ＝
，理论密度为ρ＝2.568g /cm 3，空隙率为3.9%，VFA ＝77.5%，动稳定度为9.2kN ，流值为32Georgian 州PTI 公司生产的沥青路面分Pavement Analyzer ）进行试验。它既可以进（包括浸水车辙和浸水疲劳试每组可以同时对３个试件进试验方该次试验试件采用梁式试件，共制成24个APA 试件，试件的标准尺。试件成型后，放入APA 设备配置的然后将试模放入APA 中的平台共采用3种环境温度：13、22、29℃。试件成型后2d ，APA 环境温度下恒温4h 再进行试验。沥3级循环加载：P 0＝50、90、110kg 。
其下不设垫块。
13、22、29℃3种温度下的50kg 的2
。
从图2可以看出，在不同温度下，浸水疲劳试验试件的垂直应变与荷载运行次数的关系也不相同。一般来说，垂直应变发展可分为3个阶段。以温度为13℃时试件的破坏过程为例，当垂直应变小于3mm 时，垂直应变发展较快，此时应变以压密变形为主。随着荷载继续作用，应变的增长速度变慢，试件进入较稳定阶段。当荷载次数超过50000次以后，试件临近破坏压溃阶段，垂直应变速率增大直至达到试验终止条件。22℃下，试件的垂直应变达到7.5mm 后进入稳定阶段，之前增长较快。当荷载次数达到120000后，应变迅速增大而达到试验终止条件。与13℃时相比，稳定阶段时位移增长较缓，而第一和第三阶段的应变变化更加明显。当温度为29℃时，试件的位移没有出现明显的阶段性，当荷载运行至24000次后，试件破坏。由于室内温度条件限制，只做了22℃时干燥条件下的疲劳试验与浸水条件下的疲劳试验进行对比。试验结果见图3。当荷载运行18750次后，试件被破坏。表明浸水条件下，相同荷载作用次数下，试件的位移增加。同时试件发生破坏时，荷载的作用次数增加。
沥青路面的抗疲劳性能
通过大量 的试验数据 系统地 分析 了中粒 式沥 青混合料 车辙变形量与动稳定度与荷载 、 温度 、 行车速度 、 轴载作用次 数之 间的关系 ， 高速 公路 路面 设计 与施 工提供 了参 考数 为
据。
参考文献：
行 车荷载在实际路 面上是变 化的 ， 了模 拟不 同行 车速 为 度对车辙深度 、 定度 的影响 ， 动稳 对沥 青混合 料在标 准温度 ６ ， Ｏ℃ 标准轮压 ０７Ｍ ａ进行不 同行 车速 度 １ ． ｉ、１ ． Ｐ， ０￣／ ｎ２ ｍ ￣／ ｎ４ ｍｉ、２￣／ ｎ ６ ｍｉ、３￣／ ｉ ｍｎ的车辙试验 。考虑到行车速度 １ ０￣／ ｉ ｍ ｎ的荷 载作 用次数较少 ， 因此行车速 度为 １ ０￣／ ｉ ｍｎ
控制指标 。 １ 沥青混合料疲劳 力学模型 沥青路面疲劳特性 的研 究方 法可 以分 为两类 。一 类为
在现象学法中 ， 把材料 出现疲 劳破坏 的重复应力值称 作 疲劳强度 ， 相应 的应力重复作用次数称为疲劳寿命。疲 劳寿 命可以用两种量度来表示 ， 即服务 寿命 和断裂寿命。服务 寿 命为试件能力降低到某种预定状态所必需的加载累积次数 ； 断裂寿命为试件完全破 裂所必 需 的加 载累积次数 。如果 试 件破坏都被定义为在连续重复加载下完全裂开时 ， 则服务寿 命与断裂寿命两者相等 。 应用现象学法进行疲劳试验的方法很多 ， 归纳起来可 以分 为四类 ： 一是实际路面在真实汽车荷载作用下的疲劳破坏试验， 如美 国的 Ａ Ｓ Ｏ试验路 ； ＡＨ 第二类是足尺路面结构在模拟汽车 荷载作用下的疲劳试验研究 ， 包括环道试验 、 加速加载试验； 第 三类是试板试验法； 第四类是试验室小型试件的疲劳试验研究。 由于前三类试验研究方法耗资大、 周期长， 因此￣Ｉ采用的还是 ｔ 周期短 、 费用少的室内小型疲劳试验。 室 内小型疲 劳试验 的方法 很 多 ， 如三 分点小 梁弯 曲试 验、 中点加载小梁弯 曲试 验 、 臂梁试 验、 轴压缩试 验、 悬 单 间 接拉伸试验 、 转悬 臂试 验等 。迄今 为止 ， 国均没 有将疲 旋 各 劳试验作为标准试验方法 纳入规 范。 应用现象学法进行疲 劳试验 时 ， 可采用控制应力和控制 应变两种加载模式 。应力 控制 方式是指 在反复加 载过程 中 所施加荷载 （ 或应力 ） 的峰谷 值始 终保持 不变 ， 随着 加载次 数 的增加最终导致试 件断 裂破坏 。这 种控制方式 以完全 断 裂作 为疲劳损坏 的标 准。试验 结果 常采用下式来表示
沥青混合料的疲劳性能PPT课件
2.材料性质对沥青混合料疲劳性能的影响
2.1 混合料劲度 从疲劳观点来看，沥青混合料的劲度模量是
一个重要的材料特性。任何影响混合料劲度的 变量，诸如集料与沥青的性质、沥青用量、混 合料的压实度与孔隙率，以及反映车辆行驶速 度的加载时间和所处的环境条件等都会影响它 的疲劳寿命。
5
2.材料性质对沥青混合料疲劳性能的影响
阶段：
3 沥青路面疲劳开裂研究方法
〔1〕 裂缝初始生成； 〔2〕 裂缝的稳定成长； 〔3〕裂缝的不稳定开展。
其中以第二阶段裂缝的稳定成长为疲劳寿命的主 要局部，裂缝力学也主要针对第二阶段做量化分析。
22
3 沥青路面疲劳开裂研究方法
在断裂力学分析法中裂缝的延伸长度与应
力集中因子之间的关系式通常以Paris方程表
4 试验结果与路用性能之间的关系
应用，可能要乘以一个5~700的系数，主要 考虑因素有加载间歇时间、裂缝开展和荷载 横向分布等影响。
在过去几十年里各国的很多研究者通过实验 对路面的疲劳特性做了大量研究，归纳起来分 为三类：
(1). 实际路面在真实汽车荷载作用下的疲劳
破坏试验， 如美国的AASHTO试验路， 历时三
8
2.材料性质对沥青混合料疲劳性能的影响
棱角锋利、外表粗糙的开级配集料通常由于 难以压实而造成高的孔隙率，这可能是引起裂缝 的原因并进而导致沥青混合料疲劳寿命的缩短。 另一方面，粗集料有棱角但级配良好的集料可以 产生劲度值相对高的混合料，而纹理光滑的圆集
纤维沥青混凝土动态模量与路用性能研究
２ 沥 青 混 合 料 配 合设 计
２ １ 原材 料技 术 性质 ．
本 研 究 中沥青 采用 湖 北鄂 州科 氏沥青 材料 有 限
公 司生产 的 ７ ０号 道路 石油 沥青 ， 技术性 能指 标满 其
１ 概 述
纤 维 改 性 沥 青 混 凝 土 是 一 种 通 过 掺 人 纤 维 材
合 材料 的关 注 ， 取 得 了一 定 的 研 究 成 果 且
。本
文主要 研究 了木 质 素纤 维 、 聚酯纤 维 、 玄武 岩矿 物纤 维 沥青 混合 料 的动 态 模 量 、 劳寿 命 和 高 温稳 定 性 疲 等路用 性 能 ， 分 析 了 不 同种 类 纤 维 对 沥青 混 合 料 并
路用性 能 的改 善机 理 。
料 ， 善 沥青 胶浆 以及 沥青 混合 料 的综合 性 能 ， 而 改 从
提高 沥青 路 面使 用 品质 的复合 材料 。相 比于 其它 改 性方 法 （ 如聚 合物 改性 ） 纤 维 改 性 沥青 混 凝 土 的突 ，
出特 点 是能 阻止 混凝 土结 构 中裂缝 的 扩 展 （ 括 温 包
ａｓ ｅ ｎ ｓｇ ｆｃ ｎ ｌ ｍ ｐ ｏ ｅ ． ｌｏ ｂ ｅ ｉｎｉ ａ ｔｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｉ
玄武岩纤维沥青混合料性能研究
玄武岩纤维沥青混合料性能研究
引言
一、玄武岩纤维沥青混合料的组成
玄武岩纤维沥青混合料主要由玄武岩纤维、沥青和骨料组成。玄武岩纤维是一种天然矿物纤维，具有良好的耐腐蚀性和抗拉强度，能够有效改善沥青混合料的性能。沥青作为混合料的胶凝材料，对混合料的性能起着至关重要的作用。而骨料则是混合料的主要组成部分，影响着混合料的力学性能和耐久性能。
1. 力学性能
通过对玄武岩纤维沥青混合料的压缩强度、抗拉强度和弹性模量等力学性能进行研究发现，添加适量的玄武岩纤维可以显著提高混合料的抗压强度和抗拉强度，增强混合料的抗裂性能和疲劳性能。这表明，玄武岩纤维的添加能够有效改善混合料的力学性能，提高混合料的耐久性能。
2. 施工性能
玄武岩纤维沥青混合料的施工性能是影响其实际应用的重要因素。研究发现，添加适量的玄武岩纤维可以提高混合料的流动性和稳定性，降低混合料的粘附性和粘结性，从而改善混合料的施工性能，减少施工难度，提高施工效率。
3. 耐久性能
三、结论与展望
通过对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行研究，可以得出以下结论：
展望：我们将继续深入研究玄武岩纤维沥青混合料的性能，探索更加优化的配方和制备工艺，进一步提高混合料的综合性能，满足不同道路使用条件的需求。我们也将继续开展对玄武岩纤维沥青混合料的应用研究，促进其在公路建设领域的广泛应用。
在未来的研究中，我们还将重点关注玄武岩纤维沥青混合料的环保性能、经济性能和社会效益，为混凝土材料研究领域的发展做出更大的贡献。相信通过不懈努力，玄武岩纤维沥青混合料必将成为未来公路建设的新宠，为人们的出行提供更加安全、舒适的道路环境。
浅谈沥青混凝土路面的疲劳性能研究
路桥建设
浅谈沥青混凝 土路面 的疲 劳性 能研 究
摘要 ： 随着惠州经济的不断发展， 市政道路交通量也在不断地增大， 沥青道路的建设不断增加， 沥青混凝土路面所要承受的荷
载也 越来 越 大。 由于 车辆 的速度 、 重量 等 因车 而异 ， 并 且作 用 次数达 到 十万 甚 至百 万次 ， 这 时汽 车荷 载作 用于 沥青 混凝 土 路面 时 ， 相 当于在 沥青 混凝 土路 面作 用 了循环 的疲 劳荷 载 。 在这 样 疲 劳荷 载的作 用 下 ， 沥青 混凝 土则 会发 生疲 劳破 坏 。 通 过对 沥青 混凝 土 的疲
两个 阶段 ： １ 、 裂缝形 成
顿 州 立大 学 的室 外 大 型环 道试 验 和 中 国重 庆公 路 科 学研 究 所 的室 内大 型环 循 环作 用 ， 达 到疲 劳极 限 时就 发生 破坏 。沥 青混 凝 土的疲 劳 破坏 主 要有 以 下
道疲劳试验； 第三类是室 内小型沥青混合料试件的疲劳性能试验研究 。其中
强了矿料间的粘结 力， 提高了混合料的强度和稳定性 ， 使路面的使用质量的 耐久 性 都得 到 提高 。与水 泥 混凝 土 路 面相 比 ， 沥青 路 面具 有 表 面平 整 、 无接 缝、 行 车舒 适 、 噪 音低 、 耐 磨 性好 、 振动 小 、 施 工期 短 、 养 护 维修 方便 、 适 宜 于分 期修 建 等优 点 。 因而 获得 越来 越广 泛 的应 用 。 但 是 在汽 车荷 载 的作用 下 ， 沥 青 混 凝 土路 面要 承 受反 复 的拉 压 循环 作 用 ， 经过 一 定 的循 环 次数 ， 沥 青混 凝 土 就会 发生疲 劳破 坏 ， 疲 劳破 坏也 是 沥青 混凝 土 的主要 破 坏形 式 之一 。只有 通 过 研究 沥青 混凝 土 的疲 劳 眭能 ， 才 能更好 地 预 防疲劳 破 坏的 发生 。
纤维沥青混合料的性能研究
试验。纤维的基本物理力学性能见表 １ 。
长度／ ｍ ｍ 拉伸强度／ Ｐ 断裂伸长率／ Ｍ ａ ％ ６ ２ ０ ８０ ５ ９ ｏ— ｏ ｏ ｌ ｏ ４ ｌ ． ８５ １ ６ 熔点／ｃ ＂ ＞ ５ ２８
ＬＵＹ Ｉ ｕ—ｂｎ ， Ｈ Ｏ Ｙ ｎ ｌ， Ｏ ｉｎ ｊ ｎ ｉｇ Ｚ Ａ ｉｇ— ｉＹ Ｕ Ｌａ ｇ— ｉ ａ
（ ｈｎ ｕｌｉ ｔ ｉ ｅｔ ｎ ｔ ｓ ｔ ｎ Ｃ ｎｅ， Ｃ ｉａＢ ｉ ｎ Ｍａ ｒ ｌ ｓ ａ ｄＡｔ ｔ ｉ ｅ ｔ ｄ ｇ ｅａ Ｔ ｅ ａｏ ｒ
用性能， 又增加了工程造价 ， 重时不得不翻修 ， 严 造
成 巨大 的经 济损 失 。 因此 ， 必 要对 纤 维 的这 些 指 有 标 进行 研究 探讨 。
工工 艺对纤维加 强沥青 混合料 的路用 性能的影响。
关键词 ： 纤维用 量； 长径 比； 复合材 料
中图分类号 ：Ｕ５ ８ ５ ２ Ｔ ２ ．２ Ｔ ２ ．７ ；Ｕ５ ８ ４ 文献标 识码 ： Ａ
引言
随着高速公路建设 的发展 ， 沥青混合料 已成为
最 主要 的路 面材料 。路 面材 料 的质 量 与公路 的使 用 性 能有着 直接 的关 系 。为 了保证 道路 工程 的质 量 和
１ 纤维长径 比对混合料性能 的影响
沥青混合料的疲劳试验及其影响因素
沥青混合料的疲劳试验及其影响因素
摘要：疲劳特性的研究方法概括起来包括两种即现象学法和力学近似法。应用现象学法主要是进行疲劳试验，得出疲劳寿命与施加应力或应变的关系。力学近似法是将应力状态的改变作为开裂、几何尺寸及边界条件、材料特性及其统计变异性的结果来考虑，并对裂缝的扩展和材料中疲劳的重分布所起的作用进行分析，从而它有助于人们认识破坏的形成和发展的机理。
关键词：沥青混合料疲劳特性现象学法力学近似法
1 概述
路面使用期间，在气侯环境因素和车轮荷载的重复作用下，损伤逐渐累积，路面结构强度逐渐下降，当荷载作用次数超过一定次数之后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过性能下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性，引起应力集中而出现微裂隙，应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合，从而不断减少有效的承受应力的面积，造成材料的刚度和强度逐步下降，最终在反复作用一定次数后导致破坏。材料抵抗疲劳破坏的能力，可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小(或称疲劳强度)和作用次数(称为疲劳寿命)来表示。疲劳破坏是当前沥青路面破坏的主要形式之一。沥青路面的耐久性是指沥青路面在使用过程中承受各种外界因素的作用，其性质能保持稳定或较小发生变化的特性。沥青混合料的抗疲劳性能是评价沥青路面耐久性的一个重要指标。
2沥青混合料的疲劳试验
疲劳破坏作为沥青路面的三大破坏形式之一，人们对其试验研究方法给予了很大的关注，归纳起来可以分为四类：一是实际路面在真实行车荷载作用下的疲劳破坏试验，如美国的AASHO试验路，历时三年才完成；二是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验和加速加载试验，如南非的重
沥青混合料的疲劳性能及评价标准研究综述
在含量一定的情况下 ， 沥青 的粘度越 大 ， 沥青 混合 料 到了广泛的应用。在使 用过程中 ， 沥青路 面 由于受到 汽车轴载 和 的研究表明 ， 的疲劳寿命越 长。集料级 配一定 的情况 下 ， 沥青 用量 越大 ， 混 合 温度等环境因素 的反 复作 用 ， 使 其受力 始终处 于变 化状态 ， 导 致 路面结构强度降低 。所 以充分 了解 沥青路 面疲劳性 能并 建立 相 料的柔韧性越好。 ３． ２． ２ 集料 性 质 与级 配 应的评价标准对于沥青路面的使 用具 有重要 意义 。
３ 影响 沥青路 面疲 劳寿命 的 因素
搓揉 压实法 和轮碾压实 法等 。上述 几种 方法成 型 的试件 性能 与
现场压实得 到的芯样相似 ， 但考虑到设备成本 、 可行性等 因素 ， 搓 根据生产 经验 ， 我们把影响沥青混合料疲 劳性能 的因素分为 揉压实法 已被 广泛应用 。这种方法 也被 美 国实验 与材料 协会 列 两类 ： 一类是 自身材料 因素 ， 如沥青 的粘度 等 ； 另一类 是荷 载条 为疲劳试验试 件成型方 法（ Ａ Ｓ Ｔ Ｍ Ｄ ３ ２ ） 。对 于其他方 法 ， 可根据
１ 研究 意义
近年来 ， 我 国高等级公路的建设 Ｅ ｔ 新月 异。 由于 自身具有行 车平稳 、 舒适 以及易 于养 护等优 点 ， 沥青路 面在高等 级公 路 中得
应变模式 ， 沥青越软 ， 疲劳寿命越长 ； 对于常应 力模式则 反之 。沥 青的软化点对沥青混合料 的疲劳性能也有一定影响 。Ｐ ｅ ｌ ｌ 等人㈧
(最新整理)沥青混合料性能的研究试验方法
2021/7/26
20
（2）脆化点
沥青混合料的劈裂破坏强度与温 度的关系曲线呈山峰状，峰值的 温度称为沥青混合料的脆化点。 由图可知，在高于脆化点温度区 破坏强度随温度的增加迅速降低 低于脆化点温度后，破坏强度的 变化甚小。 脆化点温度是沥青混合料重要的 特征温度，是沥青混合料由塑性向脆性转化的标志。用脆 化点来评价沥青混合料的低温性能有一定的规律，要比用 破坏应变和劲度评价有效。
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2.弯曲破坏试验
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3.蠕变试验
我国“八五”科技攻关中提出用弯曲蠕变 试验来评价沥青混合料的低温抗裂性能。 试件尺寸为30×35×250（mm），试验温度 为0℃。从弯曲蠕变试验可以得出不同时间 的弯曲蠕变劲度及蠕变温度期的应变增长 率。低温蠕变试验按其加载方式的不同可 以分为直接拉伸蠕变、劈裂拉伸蠕变和弯 曲蠕变试验。其中常用的是弯曲蠕变和劈 裂蠕变。
(最新整理)沥青混合料性能的研究试验方法
2021/7/26
1
课程目标
一、高温、低温、水损害和疲劳性能的试验研究方法 二、常用的试验研究方法及设备 三、各自方法的技术指标 四、指标的工程含义和应用
2021/7/26
2
一、沥青混合料的高温稳定性能评价方法
单轴静载、动载、重复试验 三轴静载、动载、重复试验 径向静载、动载、重复试验 简单剪切的静载、重复加载和动力试验 中空圆柱试件的动力、剪切试验 棱柱形梁试件的弯曲蠕变试验 小型模拟试验设备的车辙试验 大型环道、直道试验设备的足尺路面高温性能试验 现场试验路面的加速车辙试验
沥青混合料疲劳性能试验研究
１ｈ后 再 进 行 试 验 。
验找 出沥 青混合 料 疲 劳 规 律 ， 其 影 响 因素 进 行 分 对
析 ， 把室 内试 验结 果 与 实 际 路 面 的使 用 性 能 相结 并 合， 预估 沥青 路 面的疲 劳 寿命 ， 以指 导沥 青路 面的结
Ｔ０ ４ ６０
２ 、Ｓ 一２ Ｏ ＡＣ ５等不 同级 配 的沥 青 混合 料 在 ＡＰ 上 Ａ 分别进行 疲 劳试 验 ， 比较其 抗 疲劳 破坏 的能力 。
针 人 度 （ ５℃ ） ｏ １ｍｍ ２ ／ ．
延 度 （ ℃） ｃ ５ ／ ｍ 软化点／ ℃ 针 人 度指 数
蜡含量／
维普资讯 http://www.cqvip.com
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公 黪 与 汽 运
２ ０ 年 ６月 ０’ ６
第３ 期
沥 青 混合 料 疲 劳 性 能 试 验 研 究
陆 希 萍
中 图分 类 号 ： １． Ｕ４ ４ ７ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ２ ６ （０ ６Ｏ 一Ｏ １ －０ １ ７ — ６ ８ ２ ０ ）３ １ ６ ２
路面使 用期 间 ， 环 境 温 度 影 响下 经 受 车 轮荷 在 载 的反复作 用 ， 应 力 或 应 变 长期 处 于交 迭 变 化状 其 态， 致使 路 面结 构 强度 逐 渐 下 降 。 当荷 载 重 复作 用 超 过 一定 的次数 以后 ， 面 内产 生 的应 力 就 会超 过 路 路 面结 构强 度下 降后 的结 构 抗 力 ， 路 面 产 生疲 劳 使 裂 缝 。疲 劳 开裂 的早期 现象 是路 面在 纵 向出现不 问
玄武岩纤维沥青混合料性能研究
玄武岩纤维沥青混合料性能研究
本研究使用玄武岩纤维和不同掺量的沥青进行试验，通过对试验样品的力学性能进行测试，比较分析不同掺量的玄武岩纤维对沥青混合料的影响。试验结果显示，适当掺入玄武岩纤维可以显著提高沥青混合料的抗拉强度和弯曲强度，并且随着纤维掺量的增加，沥青混合料的抗弯性能逐渐增强。这是因为玄武岩纤维可以增加沥青混合料的内聚力，使其抗拉裂性和抗弯曲性能得到提高。
本研究使用恒应变加载试验对玄武岩纤维沥青混合料进行疲劳性能研究。试验结果表明，适当掺入玄武岩纤维可以显著提高沥青混合料的疲劳寿命和抗裂性能。这是因为玄武岩纤维可以阻止疲劳裂缝的扩展，延长沥青混合料的使用寿命。
玄武岩纤维可以显著改善沥青混合料的力学性能、耐久性能和疲劳性能。在道路工程中，适当掺入玄武岩纤维可以提高沥青混合料的整体性能，延长其使用寿命，减少维修成本。这对于道路的稳定性和耐久性有着积极的推动作用，具有重要的应用价值。
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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。
2.纤维沥青混合料的疲劳试验
疲劳试验时，可采用控制应力和控制应变两种不同的加载模式。应力控制方式是指反复加载过程中所施加荷载（或应力）的峰谷值始终保持不变，随着加载次数的增加最终导致试件断裂破坏。应变控制方式是指在反复加载过程中始终保持挠度或试件底部应变峰
谷值，不变。由于在这种控制下，试件通常不会出现明显的断裂破
坏，一般以混合料劲度下降到初始劲度的50%或更低为疲劳破坏标准。
由于控制应力的加载模式破坏概念比较清楚，所以本文利用应力控制方式来研究沥青混合料的疲劳特性。试验采用mts试验机进行，试验时的要求为：试件的尺寸为5×5×20cm的柱体试件，加载荷载时，采用三分点方式加载，为了更好的模拟车辆荷载对路面的影响，采用的加载的频率为10hz。试验结果可用下式来表示：，式中为疲劳破坏时试件的加载次数，为试件每次施加常量应力的最大幅值，k，n为疲劳参数。
3.试验结果分析
对比不同的纤维种类，得出纤维沥青混合料的疲劳试验试验结果如表2所示。
通过试验发现，纤维加入后混合料的疲劳寿命均有所增加。且聚酯纤维的在不同应力下的疲劳寿命较木质素纤维要长。从数值上分析，在0.3的应力水平下，聚酯纤维沥青混合料的疲劳寿命是未掺加纤维的沥青混合料的疲劳寿命的约3倍左右，是木质素纤维沥青混合料疲劳寿命的1.5倍左右，表明聚酯纤维具有最好的疲劳寿命。同时试验进一步发现，在高应力水平下，木质素纤维的疲劳寿命下降剧烈，在0.7的应力水平下，其疲劳寿命反而不如未掺加纤维的沥青混合料，表明木质素纤维对应力的敏感性较强。
从拟合方程的k和n值可以反映沥青混合料的疲劳性能，当k值表示疲劳曲线线位的高低，k值越大，疲劳曲线线位越高，疲劳耐
久。而n值越大，疲劳曲线越陡，疲劳寿命对应力水平变化越敏感。通过统计分析，可发现，未掺加纤维沥青混合料的k值为4256.3、木质素纤维沥青混合料的k值为2061.8、聚酯纤维沥青混合料的2344。可发现，木质素纤维的k值最低，表明其疲劳的耐久性最低，而未掺加纤维沥青混合料的k值最好。这说明，虽然掺加纤维能在某一应力水平下提高其疲劳性能，但是在应力幅变化时，基质沥青的抗疲劳能力最好。通过对比其n值，聚酯纤维的n值最大，表明其对应力水平的变化最为敏感，表2反映了在0.3到0。7应力变化时，其疲劳寿命的变化是急剧的。因此从应力敏感的角度分析，基质沥青的疲劳性能最好，但由于路面上的应力幅度变化较小，仍可认为，掺入纤维后，沥青混合料的疲劳性能是提高的。
疲劳破坏的过程，首先是在结构的某个部位开始产生微小裂纹，裂纹的起点为疲劳源。对沥青混凝土结构来讲，荷载、温度及内部不均匀结点的存在是裂纹产生的主要因素。当混合料受荷载作用时，裂纹尖端发生应力集中，裂纹扩展，当裂纹尺寸达到临界值时，出现失稳扩展，产生较大的裂缝直至断裂破坏。
由于三维随机各向短纤维阻滞了裂纹的扩展，延长了材料失稳扩展、断裂出现的时间，因而复合成的混合料的抗疲劳性能得到明显改善。
从另一方面讲，纤维的拔出需要额外的能量，建立应力的重新分布等也需要消耗能量，这就对复合体产生了增韧效应，从而增强了混合料虔合体）的抗疲劳能力。还有，纤维加人以后混合料的最佳
沥青用量增加，混合料的柔性增强，这有利于裂缝的添隙和弥合作用。
4.结论
本文对纤维沥青混合料的性能进行了分析，在其级配设计的基础上，通过不掺纤维、木质素纤维和聚酯纤维的方式来对比了不同纤维种类的沥青混合料进行了疲劳试验。疲劳试验中，应用了控制应力的三点加载方式。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，同时试验发现，聚酯纤维的疲劳性能较木质纤维良好。
参考文献
[1]倪良松，陈华鑫等.纤维沥青混合料增强作用机理分析[j].合肥工业大学学报（自然科学版），2003，26（s）：1033-1037. [2]彭波，靳明，袁万杰.纤维增强沥青混合料性能的研究[j].重庆交通学院学报.2002.21（4）：27- 30.
[3]汤文，盛晓军，孙立军.纤维橡胶沥青混合料的路用性能[j].建筑材料学报，2008，11 （5）：612-615.
[4]陈华鑫，张争奇，胡长顺.纤维沥青路用性能机理[j].长安大学学报（自然科学版），2002，22（6）：5-7.