沥青与沥青混合料.ppt

第三章沥青结合料的低温性能
第一节概述
路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降,产生卿浆、台阶、网裂,加速路面破坏。
因此,提高路面的抗裂性能是沥青路面的重要课题。
沥青混凝土面层温度开裂是路面破坏的主要形式之一
一般认为,沥青路面的低温开裂有两种型式:
一种是由于气温骤降造成面层温度收缩,在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土抗拉强度时造成开裂。
温度开裂的另一种形式是温度疲劳裂缝。
在我国,实际还存在第三种模式,是由于水泥、石灰、粉煤灰稳定类的半刚性基层收缩(温缩和干缩)或者已经开裂了的半刚性基层在裂缝部位的应力集中与沥青面层的低温收缩、荷载作用产生的综合作用,使温缩裂缝较多地产生。其中沥青面层的收缩起了主要的引发作用。这些裂缝实际上是温缩裂缝和半刚性基层收缩裂缝的反射性裂缝的综合裂缝。
沥青混凝土面层温度开裂是路面破坏的主要形式之一
沥青路面的低温抗裂性能主要取决于沥青结合料的低温拉伸变形性能,沥青结合料的性能起到特别重要的作用,其贡献率达到90 %。
这时的混合料非常坚硬,温合料的矿料级配对抵抗收缩变形导致的开裂无能为力,其贡献率充其量只有10%。
沥青路面的低温收缩裂缝与沥青结合料的低温品质及沥青混合料的温度收缩性能有关
针对沥青路面温度开裂问题,各国一致的结论是:
沥青本身的特性是影响低温开裂的主要因素
并提出了表征其低温品质的指标,这些指标包括:
沥青针人度、劲度、针人度指数PI、针入度粘度指数PVN、低温延度、弗拉斯脆点等。
针对我国国情:
现行《公路沥青路面施工技术规范》JTJ 032-94)对重交通道路沥青技术要求规定用15℃延度评价沥青的低温抗裂性能。
国家“八五”科技攻关专题选择了10℃,既有先进性,能反映沥青的低温抗裂性能,又具有实用价值,符合我国国情。
第二节沥青结合料的低温劲度模量
沥青路面的横向裂缝与沥青劲度最为相关。沥青结合料的劲度和沥青含量是解释温度开裂的关键性指标。
沥青材料的特性
沥青材料在路面服务条件下是粘弹性材料,在荷载作用下,应力与应变关系呈现非线型关系
为使用方便,采用了劲度模量的概念。劲度模量是取决于温度和荷载作用时间而变化的参数。
沥青材料的劲度模量(1)
首先沥青材料的劲度模量是温度的函数
沥青材料的劲度模量还是荷载作用时间的参数
有几种情况(1)通常意义上的时间;(2)加载速率;(3)换算时间
式中:
б和ε—沥青材料所受到的应力和产生的应变;
t—荷载作用时间;
T—温度。