shrp高性能沥青混凝土技术与发展

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1、SHRP高性能沥青混凝土技术应用与发展现状硅酸盐建筑材料国家重点实验室吴少鹏2012年4月沥青混合料的特性沥青胶结料与混合料SHRP的起源及发展现状内容提要沥青混合料的特性沥青胶结料的性能沥青胶结料的性能（另一ppt已有介绍）矿料的性能沥青混合料的性能永久变形疲劳变形低温开裂现有的沥青指标确定方法现有的沥青混合料设计步骤矿料的性能集料的棱角不管集料的来源，要求提供的集料有一定的强度和表面特性以抵抗重复荷载的作用。多边形及具有粗糙纹理表面的集料比圆和光滑的纹理能提供更强的强度。粗糙纹理的集料可以相互嵌锁，而光滑纹理不能相互嵌锁，其表

2、面可能相互滑动。圆形颗粒材料立方形颗粒材料矿料的性能集料的堆积特性立方形颗粒材料圆形颗粒材料为了保证路面有较高的抗剪强度，最好使用立方形颗粒集料，避免使用圆形颗粒集料！矿料的性能集料的受力特性荷载作用前荷载作用后集料的剪切变形，在公路转弯处尤为明显！沥青混合料的性能混合料系统虽然沥青混合料中单个物质的性能对混合料的性能十分重要，但是，由于沥青混合料中沥青和集料是统一的系统，其组合特性对沥青混合料的性能影响更大。了解沥青混合料性能的目的是工程技术人员希望避免沥青路面发生破坏，即永久变形、疲劳开裂、低温开裂。沥青混合料的性能永久变形第

3、一原因是作用在土基、底基层、基层和沥青表面层的重复应力较大沥青混合料的性能永久变形第二个重要原因是路面面层在重复荷载的作用下沥青面层抵抗重复荷载的抗剪强度较小。沥青混合料的性能疲劳变形沥青路面的疲劳开裂是重复荷载的作用在行车道出现的一种破坏。疲劳开裂的早期现象是路面出现在纵向出现不间断的裂缝，之后，路面出现更多的变形。这种疲劳开裂有时被称为“龟裂”。沥青混合料的性能疲劳变形克服路面过早出现疲劳开裂有以下途径：充分考虑路面设计年限内的重载交通；利用隔水措施，保证路面土基干燥；用厚的路面；路面材料在水的作用下不致出现多的减弱；路面材料

4、有一定的刚度。沥青混合料的性能低温开裂沥青混合料的性能低温开裂路面的低温开裂一般出现在温度的单一循环中。也有人认为是路面的温度疲劳引起的。路面的低温开裂与路面材料有关，一般硬的材料比柔的材料更容易出现低温开裂。沥青在环境因素的作用下出现氧化就会更容易出现低温开裂。因此，为了减少低温开裂，必须选用软的沥青，减少沥青混合料的空隙率。沥青胶结料与混合料沥青胶结料与混合料基本试验旋转式簿膜烘箱（RTFO）压力老化容器（PAV）动态剪切流变仪（DSR）旋转式粘度计（RTV）弯曲梁流变仪（BBR）直接拉伸试验（DTT）沥青胶结料与混

5、合料基本试验--短期老化试验旋转式簿膜烘箱（RTFO）--模拟施工期的老化沥青胶结料与混合料基本试验--长期老化试验压力老化容器（PAV）试验--模拟路面使用期的老化沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--动态剪切流变仪检验沥青胶结料的粘弹性特性，它通过测定沥青的复合剪切模量G*和相位角的关系来表明沥青的温度特性。沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--动态剪切流变仪复合剪切模量G*和相位角的关系。沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--动态剪切流变仪试验目的：通过控制高温时的劲度，保证沥青胶结料在高温时的剪切强度，限定沥青胶结

6、料低温时的劲度在中间状态就能保证沥青混合料的疲劳性能。沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--旋转式粘度计（RTV）旋转式粘度计（RTV）（Brookfield粘度计）试验目的：保证沥青在泵送和拌和时的具有足够的流动性。沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--弯曲梁流变仪（BBR）弯曲梁流变仪（BBR）试验--主要测定沥青的蠕变劲度（S）和沥青劲度变化率（m）沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--弯曲梁流变仪（BBR）弯曲梁流变仪（BBR）试验--测定低温时劲度，即蠕变劲度（S）和沥青劲度变化率（m）A：测定小梁所施加荷载和小梁

7、的弯曲变形，应用工程中梁的理论就可以计算小梁的劲度。B：通过测定沥青小梁试件在蠕变荷载作用下的劲度就可以确定沥青的性质。C：大的m值将促使沥青路面在温度发生变化时内应力能及时消散，从而减少路面的温度开裂。D：胶结料规范规定了路面实际的气候条件下的蠕变劲度和m值。沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--直接拉伸试验（DTT）直接拉伸试验（DTT）示意图沥青胶结料与混合料沥青胶结料基本试验--直接拉伸试验（DTT）直接拉伸试验（DTT）目的：A：对一些胶结料，尤其是聚合物改性沥青，其低温时的劲度比设计的要小，但其裂缝率仍然比较小的原因

8、是低温时的沥青劲度变化率较大。B：因此，如果沥青在低温时具有较小的直接拉伸试验（DTT）结果，沥青胶结料规范规定容许沥青可以具有较高的蠕变劲度。沥青胶结料与混合料Superpave对沥青胶结料的选择SUPERPAVE气候数据库可靠性原始气温路面温度