结合料性质与应力吸收层沥青混合料疲劳性能相关性研究

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1、2011年5月第5期城市道桥与防洪科技研究181结合料性质与应力吸收层沥青混合料疲劳性能相关性研究石昆磊，金哲虎(上海市政丁程设计研究总院(集团)有限公司，上海200092)摘要：为探讨结合料性质与应力吸收层沥青混合料性能之间的相关关系，该文分别对六种不同沥青及其对应混合料所作的试验研究进行了分析。结果表明，结合料性质对应力吸收层沥青混合料疲劳性能存在显著影响。其中，60粘度、软化点及针入度二=项指标与应力吸收层混合料疲劳性能之间存在较好的相关性，可作为选择应力吸收层用沥青结合料的关键指标。关键词：沥青性质；应力吸收层混合料性能；相关性中图分类号：TU528

2、．42文献标识码：A文章编号：1009—7716(2011)05-0181—03分别对几种试验用沥青进行常规指标测试，0前言试验结果如表1所列。反射裂缝是半刚性基层沥青路面(旧水泥混表1原样沥青常规试验结果一览表凝土路面加铺沥青面层)中普遍存在的病害形式。反射裂缝的出现，进一步导致路表水进入基层、土基，加速路面的破坏，严重影响沥青路面的使用性能。诸多的防治反射裂缝措施中，在开裂结构层与沥青加铺层之间设置富沥青的沥青砂应力吸收层是一种有效的措施]。此种材料性能在很大程度上取决于结合料性能l】。本文通过大量试验，对比分析了结合料性能与应力吸收层混合料性能之间的相

3、关关系，总结出应力吸收层混合料用沥青的评价指标，为实际应用提供参考。1应力吸收层用混合料性能要求根据反射裂缝产生、发展机理，欲通过增设应力吸收层达到防治反射裂缝的目的，其本身应具备两方面的要求：其一，应力吸收层自身不开裂，这就要求应力吸收层本身具有一定的抗拉强度及变形能力，不致因车辆荷载过大或温度骤降引起超过极限强度的应力而破坏开裂；其二，应力吸收层具有很好的抗疲劳能力及弹性恢复能力，保证车辆荷载及温度荷载反复作用下能够很快地恢复3．2混合料级配而不疲劳开裂。应力吸收层混合料采用经过全面比较之后的较优级配[】，如表2所列。2结合料性质与混合料性能相关性分析表

4、2应力吸收层混合料级配表2。1结合料性质分析选择特制的高粘改性沥青(L0、L2)、SBS改性沥青(L1)、基质沥青(L3)、复合改性沥青(L4)、胶粉改性沥青(L5)等共六种典型沥青进行对比分析。应力吸收层混合料沥青含量统一为7．9％，为保证木同沥青的应力吸收层混合料体积参数处收稿日期：201l—O2—15在可比的相近水平，试件成型过程中通过改变压作者简介：石昆磊f1981一)，男，山东德州人，硕士研究生，T程师，从事道路工程设计工作。实功，调节混合料试件空隙率达到相近的2％水182科技研究城市道桥与防洪2011年5月第5期平范围。3．3混合料疲劳性能分析应

5、力吸收层混合料能否起到防治反射裂缝目的，抗疲劳性能是考察的关键。疲劳性能试验采用的是SHRP推荐的四点弯曲疲劳试验方法(即SHRPb'l一009和AASHTOTP一8标准)l1(】]：梁试件尺寸为385mm×65mm×50mm，应变控制模式，应Log”变水平20008，荷载为10Hz连续正弦波，试验60℃粘度与疲劳寿命关系曲线霉温度20℃。定义试件劲度下降到初始劲度一半时的重复荷载作用次数为疲劳寿命【l1J。试验结果如表3所列。表3疲劳试验结果表6080100软化点／℃软化点与疲劳寿命关系曲线图表3的结果显示，高粘性沥青L0、L2应力吸收层混合料的疲劳寿命分

6、别大于850000次和406080154360次，而其他几种沥青应力吸收层混合料疲20℃针入度／0．1Ⅲ劳寿命仅在1500～18000次范围，说明结合料不同，对应力吸收层混合料抗疲劳性能有非常大的影响，沥青的选用是关系到应力吸收层能否真正起到防治反射裂缝作用的关键所在。3．4相关性分析沥青结合料常规性能参数由于试验方法简便、直观，在实际中应用比较广泛，分析结合料性图3针入度与疲劳寿命关系曲线图质对应力吸收层混合料疲劳性能的影响有很高的实用价值H】。和0．9704，由此可看出，上述几项沥青指标与应力图1图3分别为60℃粘度、软化点、针入度吸收层混合料疲劳寿命之

7、间具有很好的相关关等沥青性质参数与疲劳寿命对数Lo的关系曲系，可作为选择沥青结合料的关键指标。线，拟合关系式如下：以10万次疲劳寿命作为评价应力吸收层混合【J0gⅣ=0．8592×Logv+1．2789(1)料疲劳性能的标准，根据各自回归公式，计算得到LogN=O．0583×T+0．4425(2)对应沥青各指标临界值如表4所列。LogⅣ=0_0847xd1-0．2553(3)Ix,e,N=0，0908~d2+1．1203(4)表4疲劳寿命10万次对应结合料各指标标准一览表式中：Ⅳ——疲劳寿命，次；I，——60℃粘度，Pa·s；卜软化点，℃；d．——20℃针入

8、度，0．1mm；4结论d，——15℃针入度，0．1m