沥青混合料的疲劳性能及评价标准研究综述

能 量法 、 美国沥青学会法和 Ｃ Ｒ Ｒ法进行 了介绍 ， 并指 出充分 了解沥青路 面疲 劳性能 与建立相应 的评价标准 对沥青路 面 的使 用具
有重要意义。
关键词 ： 沥青路面 ， 疲 劳破坏 ， 预估方法 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ３ ５ 文献标识码 ： Ａ 力和常应 变疲 劳试 验 。结果 表明 ： 在相 同的 沥青用 量下 ， 对 于常
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第３ ９卷 第 ３ ４期 １ ４ ６． ２ ０ １ ３年 １ ２月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｉ ＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ｌ ＿３ ９ Ｎｏ ． ３ ４ Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
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建 筑 材 料 及 应 用
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文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ４ — ０ １ ４ ６ — ０ ３
沥 青 混 合 料 的 疲 劳 性 能 及 评 价 标 准 研 究 综 述
袁 强
（ 大连理工大学 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３）
摘
要： 根据沥青路 面的破坏机理 ， 分析 了影响沥青路 面疲 劳寿命 的因素 ， 对沥青 混合料疲劳寿命 的预 估方法— —ｃ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ － Ｐ ｅ ｌ ｌ 法、
命却要更短 。表面粗糙且棱 角尖锐的集料 如果压实 不充分 ， 会产 生较大 的空隙率 ， 导致疲劳 寿命缩 短。来 自美 国的实验数据 表
明， 空隙率每增加 １ ％， 疲劳寿命将降低 ４ ０ ％ 。因此在施工 时应 充
分碾 压达到规定 的密实度 ， 以保证沥青路 面的寿命 。
２ ． ３ 试件成型和试验方法的影响 是 由路 面底部产生并 向上扩展 的¨ Ｊ 。所 以 ， 在实 际路 面设计 当中 ３． １ ） 试件成型方法 。目前沥青 混合料试件成 型主要有 静压法 、 需要把底部拉应力作为控制变量 。
中保 持应变大小不变 。由于沥 青混合 料是 一种典 型 的粘 、 弹、 塑 定 的差异 ， 但试验周期短 ， 耗 资少 ， 因而 被广泛应 用 。试件 疲劳试 性综 合体 ， 因此使用粘弹性理论研究沥 青混合料 的模 量时需 考虑 验常采用简单 弯 曲试验 ， 包 括 直接 拉伸 试验 、 间接 拉 伸试 验 等 。 以下 原则 ： 沥青混合 料 同时具有 弹性 和粘性 的两种性 质 ， 其力 学 目前我 国所使用的沥青层疲 劳标 准是通过问接拉伸试验得到的 。 性能可以用温度和时 问 的函数表 示 ， 描 述具体 性质 时 ， 需 注 明条
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
２ 沥青 路面 破坏 机理
实践表 明， 移动 中的车轮荷载对路 面结构各点 的作用 不尽相 同。对于面层顶面上 的点来说 ， 车轮靠 近时受 拉 ， 车轮 直接作 用
时， 该 点受压 ， 当车轮驶离 后 ， 该 点受拉。对 于面层底 面上的点而
国外学者的研 究表明 ， 集料 的表面性状 对沥青｝ 昆合料 的疲 劳
件及环境因素 ， 如荷载类型 以及温度等 。
实际情况适当选用。
３ ． １ 疲 劳试验模 式
２ ） 试 验方法 。沥 青混 合料 疲 劳试 验有 很 多 ， 大体 可 分为 四 室内是按 照常应力试 验和 常应变试 验两种 模式 模拟 沥青路 类 ： 试件法 、 试 槽法 、 试件疲劳试验和现场试 验路 法。试验路 法和 面在 车辆荷 载作用下 的疲 劳状态来 进行 分析 的。常应力 试验是 试槽法虽能够更好地模 拟实 际工况 ， 但耗 资大 、 周期 长 的缺点 限 对沥青混合料施 加大 小不 变的荷 载。常应变 试验是 在实 验过程 制 了其应用。试件 疲劳 法模拟 的状态 与路 面实际工 作状 态 有一
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
寿命也有影响 。Ｍａ ｕ ｐ ｉ ｎ 通 过常 应力试 验表 面纹 理 和形状 不 同
的集料进行对 比分析得 出， 颗粒形状 对常应变模 式下 的疲 劳寿命
影 响较大 ， 片状颗粒多 的混合料 的劲度 模量 比砾石 的大 ， 疲 劳 寿
言， 其 应力一应 变状 态与 顶面 点恰好 相反 。根 据上 述分 析可 知 ， 汽车驶过一次就使面层上 的点经历一 次拉压应力循 环 ， 这样 反复 作用 之后 ， 路面结构强 度会 下降 ， 直 至路面破 坏 。由于路 面材料 的抗压强度远 大于其抗拉强度 ， 因此车轮作 用下的路 面裂 缝通常
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 。