沥青混合料低温性能

1、沥青混合料低温开裂及影响因素鄢然01020304目录 CONTENT低温开裂试验材料和方法影响因素环氧沥青低温开裂影响因素试验材料和方法环氧沥青 沥青路面低温开裂是寒冷地区沥青路面的主要破坏形式之一，沥青路面低温开裂是寒冷地区沥青路面的主要破坏形式之一，不仅影响沥青路面的整体性与连续性，且容易诱发其他病害，不仅影响沥青路面的整体性与连续性，且容易诱发其他病害，导致沥青路面使用性能降低，使用寿命缩短。导致沥青路面使用性能降低，使用寿命缩短。影响因素环氧沥青试验材料和方法低温开裂W目前高速公路沥青路面面层沥青混合料均采用改性沥青，目前高速公路沥青路面面层沥青混合料均采用改性沥青，其中其中SBSSB

2、S改性沥青应用较多。本研究选择改性沥青应用较多。本研究选择2 2种常用的不同针种常用的不同针入度的入度的SBSSBS改性沥青，即改性沥青，即SBSSBS和和SBSSBS粗集料分别为陕西产角闪粗集料分别为陕西产角闪岩碎石和河北产石灰岩碎石，细集料分别为陕西产石屑和岩碎石和河北产石灰岩碎石，细集料分别为陕西产石屑和河北产石屑，均应用于高速公路。填料为陕西产石灰岩磨河北产石屑，均应用于高速公路。填料为陕西产石灰岩磨细矿粉。细矿粉。 矿料级配组成分别选择矿料级配组成分别选择AC-13AC-13和和 AC-16AC-16的现行规范推荐范围的现行规范推荐范围级配中值级配中值 SZSZ和和 ZZZZ级配，与

3、其对应的是嵌挤填充级配级配，与其对应的是嵌挤填充级配STST和和 ZTZT，具体组成见表，具体组成见表2 2。2022-4-262022-4-26影响因素环氧沥青试验材料和方法低温开裂 该仪器主要由降温系统、测试系统、控制系统和数据采该仪器主要由降温系统、测试系统、控制系统和数据采集系统集系统4 4部分组成。部分组成。2022-4-26影响因素环氧沥青试验材料和方法低温开裂 1-压缩机；压缩机；2-介质室；介质室；3-底座；底座；4-控温室；控温室；5-试件固定装置；试件固定装置；6-温度补偿泵；温度补偿泵；7-吸入吸入泵；泵；8-回流泵；回流泵；9-温度补偿控制器；温度补偿控制器；10-拉力

4、传感器；拉力传感器；11-温度传感器；温度传感器；12-计算机计算机 在试件的四面不同高度处，用橡皮泥将温度传感器粘到在试件的四面不同高度处，用橡皮泥将温度传感器粘到试件上，试验过程中取试件上，试验过程中取4 4 个温度传感器的平均值为试件个温度传感器的平均值为试件温度以控制降温速率。试验从初始温度温度以控制降温速率。试验从初始温度2 2 开始降温，开始降温，降温速率为降温速率为10 /h10 /h。当试件遇冷后产生收缩变形，计算。当试件遇冷后产生收缩变形，计算机控制每收缩变形机控制每收缩变形0. 0025mm 0. 0025mm 后自动加载后自动加载1 1 次，将试件次，将试件拉伸到原来长度

5、。最后，当荷载超过材料强度时，试件拉伸到原来长度。最后，当荷载超过材料强度时，试件即断裂。即断裂。沥青混合料降温收缩断裂试验确定的断裂强度表示沥青沥青混合料降温收缩断裂试验确定的断裂强度表示沥青混合料破坏时的最大应力，断裂温度反映了沥青混合料混合料破坏时的最大应力，断裂温度反映了沥青混合料可以承受的最低温度，转折点温度反映沥青混合料在冷可以承受的最低温度，转折点温度反映沥青混合料在冷却温度下的应力松弛能力，温度应力曲线斜率绝对值表却温度下的应力松弛能力，温度应力曲线斜率绝对值表征沥青混合料在冷却温度状态下的流变特性。征沥青混合料在冷却温度状态下的流变特性。2022-4-26影响因素环氧沥青试验

6、材料和方法低温开裂 对于每一次约束试件温度应力试验均可得到如图对于每一次约束试件温度应力试验均可得到如图4 4 所示的所示的曲线。试件断裂时的强度为断裂强度，对应的温度为断裂温曲线。试件断裂时的强度为断裂强度，对应的温度为断裂温度。断裂强度公式如下度。断裂强度公式如下: :式中，式中，Pult Pult 为最大拉力，为最大拉力，N; A N; A 为平均横截面积，为平均横截面积，mm2mm2。2022-4-26影响因素环氧沥青试验材料和方法低温开裂APult /f1、沥青影响分析2022-4-26影响因素环氧沥青试验材料和方法由试验结果可知，改性沥青标号对沥青混合料的断裂强度和断裂由试验结果可

7、知，改性沥青标号对沥青混合料的断裂强度和断裂温度的影响明显，而对转折点温度和温度应力曲线斜率绝对值的温度的影响明显，而对转折点温度和温度应力曲线斜率绝对值的影响较小。总体而言，采用标号较高的改性沥青，其低温下的流影响较小。总体而言，采用标号较高的改性沥青，其低温下的流动性能更好，应力松弛能力更强，且具有更好的弹性恢复和变形动性能更好，应力松弛能力更强，且具有更好的弹性恢复和变形恢复能力，有利于提高沥青混合料抵抗降温收缩断裂的能力。恢复能力，有利于提高沥青混合料抵抗降温收缩断裂的能力。低温开裂2022-4-262、沥青用量影响分析2022-4-26影响因素环氧沥青由试验结果可知，不论由试验结果可

8、知，不论 AC-13沥青混合料还是沥青混合料还是AC-16沥青混合料，沥青混合料，沥青用量对混合料降温收缩特性均有明显影响，且存在特性最好沥青用量对混合料降温收缩特性均有明显影响，且存在特性最好的最佳沥青用量。的最佳沥青用量。低温开裂试验材料和方法3、集料种类影响分析影响因素环氧沥青河北集料为石灰岩，陕西集料为角闪岩，陕西集料的表面粗糙程河北集料为石灰岩，陕西集料为角闪岩，陕西集料的表面粗糙程度和棱角性好于河北集料。试验得出，集料种类对沥青混合料的度和棱角性好于河北集料。试验得出，集料种类对沥青混合料的降温收缩断裂特性的影响较小，降温收缩断裂特性的影响较小，2种集料配制的沥青混合料的各项种集料

9、配制的沥青混合料的各项指标差异不大，陕西集料组成的混合料的性能略优于河北集料。指标差异不大，陕西集料组成的混合料的性能略优于河北集料。2022-4-26低温开裂试验材料和方法4、集配组成影响分析影响因素环氧沥青由图可知，对于同一种改性沥青，矿料级配组成对断裂强度和断由图可知，对于同一种改性沥青，矿料级配组成对断裂强度和断裂温度的影响较大，而对转折点温度和斜率绝对值的影响较小，裂温度的影响较大，而对转折点温度和斜率绝对值的影响较小，总体表现为具有良好骨架结构和嵌挤填充密实的沥青混合料降温总体表现为具有良好骨架结构和嵌挤填充密实的沥青混合料降温收缩断裂特性优于规范中值级配混合料。收缩断裂特性优于规

10、范中值级配混合料。2022-4-26低温开裂试验材料和方法5、降温速率影响分析影响因素环氧沥青不论哪种改性沥青混合料，随着降温速率的提高，断裂强度不断不论哪种改性沥青混合料，随着降温速率的提高，断裂强度不断增大，断裂温度和转折点温度不断升高，斜率绝对值呈增大趋势。增大，断裂温度和转折点温度不断升高，斜率绝对值呈增大趋势。由此可见，在快速降温条件下，沥青路面的开裂几率明显增大。由此可见，在快速降温条件下，沥青路面的开裂几率明显增大。2022-4-26低温开裂试验材料和方法6、初始温度影响分析影响因素环氧沥青随着试验初始温度的升高，沥青混合料断裂强度不断减小，断裂随着试验初始温度的升高，沥青混合料

11、断裂强度不断减小，断裂温度和转折点温度逐渐降低，斜率绝对值逐渐减小。这表明较高温度和转折点温度逐渐降低，斜率绝对值逐渐减小。这表明较高初始温度时，快速降温对沥青混合料断裂强度的不利影响较大初始温度时，快速降温对沥青混合料断裂强度的不利影响较大。2022-4-26低温开裂试验材料和方法环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中，其中环氧树脂的环氧环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中，其中环氧树脂的环氧基与羟基同固化剂中的活性氢原子或其它活性基团发生一基与羟基同固化剂中的活性氢原子或其它活性基团发生一系列的固化反应，形成不可逆的固化物。环氧沥青混合料系列的固化反应，形成不可逆的固化物。环氧沥青混合料是由环氧沥青与专

12、用级配矿料在特定的温度和时间条件下是由环氧沥青与专用级配矿料在特定的温度和时间条件下拌和后所得的热固性高性能铺装材料，具有强度高、高温拌和后所得的热固性高性能铺装材料，具有强度高、高温时抗塑性流动和永久变形能力强、低温抗裂性能好、抗疲时抗塑性流动和永久变形能力强、低温抗裂性能好、抗疲劳性能优良、与钢板的粘结性能好、抵抗化学物质侵蚀能劳性能优良、与钢板的粘结性能好、抵抗化学物质侵蚀能力强等优点。力强等优点。实验时实验时集料选用钢桥面铺装专用玄武岩粗、细集料，填料集料选用钢桥面铺装专用玄武岩粗、细集料，填料选用石灰岩矿粉，以优化沥青结合料与集料的粘附效果。选用石灰岩矿粉，以优化沥青结合料与集料的粘附效果。采用下图所示集配。采用下图所示集配。影响因素环氧沥青2022-4-26低温开裂试验材料和方法2022-4-26采用环氧沥青结合料和国内广泛采用的矿料及级配，制备不同油石比的环氧沥青混合料小梁，通过3 种油石比的约束试件温度应力试验，获得荷载和温度的关系曲线，通过计算可以得到环氧沥青混合料断裂强度和断裂温度，从而比较不同油石比的环氧沥青混合料低温性能，以确定低温最佳油石比。本试验采用尺寸为50mm 50mm 250mm