沥青混合料劲度模量
沥青混合料的劲度模量
一、劲度模量的定义
研究路面粘弹性具有很重要的实用价值，在荷载作用下，应力和应变关系呈
现非线性关系，为了描述沥青处于粘弹状态下的力学特性，采用劲度模量的概念。 劲度模量与弹性模量不同，它是取决于温度和荷载作用时间而变化的参数，是表 现沥青粘性和弹性联合效应的指标。
各国学者或研究机构确定的劲度模量如下：
由于不同研究者对沥青结合料的低温劲度模量的认识和定义也不同。
范·德·波尔采用荷载时间t 和温度T 为函数的应力应变之比来表示粘弹性沥青抵抗变形的性能，劲度模量由下式表示。
()()t T t T S ..??? ??=εδ
式中：S －沥青的劲度模量，Pa ；
σ －应力，Pa ；
ε －应变；
t －载荷时间，s ；
T －温度，℃。
沥青结合料的劲度模量还是荷载作用时间的参数。不过关于时间的概念要比
温度复杂些，它可以有一下几种情况：1通常意义上的时间2加载速率3换算时间
沥青结合料的劲度模量Sbit 除了由实验获得外，可以从著名的V an der Poer
诺模图（见下图）求出，它取决于沥青的针入度指数PI ，软化点及荷载作用时
间，当为W 级沥青（蜡含量高）时，PI 要从不同温度的针入度回归求出，软化
点也要用当量软化点T800代替。
当沥青粘度已经测定后,沥青劲度模量可以简单的由下式求得：
()t 3t t η
λ
εσ
εσ
==?==T t b it S 、 σ， ε ——拉伸状态下的应力和应变
ε ——应变速率
λ——拉伸粘度，它与通常的剪切粘度η存在三倍法则λ=3 η。
二、沥青劲度模量的作用
① 用于预估沥青混合料的劲度模量；
Heukelom 和Klomp 建立了沥青劲度模量与沥青混合料的关系式，并考虑了
矿料体积百分率和空隙率的影响：
()
()h v v T t bit T t m ix C C n S S ???? ??-?+=15.21、、 其中：()
()100311001-+-=v v G v
V V V C 为混合料中的集料体 积率:()%
100'B v G V V V +-=为矿料体积百分率 ???? ???=bit
S n 5104lg 831.0 Vv ——混合料的空隙率。
该公式已经由V an Draat 及Sommer 对混合料不足3%作了修正，
???? ?
??=b it S 5104lg 831.0n
以上关系已作出了诺谟图，见下图
②评价沥青混合料的低温抗裂性能。
由F.Bonnaure 在1977年，用弯曲试验建立的沥青劲度预估沥青混合料的进度及
相位角的方法如下：
以上诺谟图也按下表根据不同的沥青劲度利用计算机计算求得
三、劲度模量对路用性能的影响
沥青路面结构设计可以看作是建立一个多层次系统结构。每层的结构性能由表示这层材料特性的各种参数决定,也就是各层的厚度、劲度模量、泊松比及疲劳性能曲线。除力学特性外, 层间摩擦力也很重要。假如两层间黏结充分, 也就是层间不会在连接面产生滑动,则路面结构的张力相对要小很多。除层间完全连续、绝对光滑的情况外, 还可计算具有部分摩擦力时的情况。
1. 现行设计方法( BISAR 计算程序)
力学路面结构设计---多层系统力学参数---适用于特定情况通过常用计算机
软件进行设计。BISAR程序较为普遍, 由壳牌实验室开发。程序最大适用于10
层系统。通过力学和几何学特性对系统进行明确描述。最底层假定为无限大, 层
厚无限。荷载定位在坐标系中,程序适用于多层圆形分布荷载叠加。通过x, y, z
坐标可以在坐标系中进行定位,程序在坐标系中计算张力、 压缩应变及位移。
2. 计算后路面结构的建立
为了与规范一致,在路面结构设计中, 要从路面结构类型中选定合适的路面
结构, 适应交通量及路基的需要。路面结构由以下各层组成:( 1)沥青面层; ( 2)沥
青联结层; ( 3)沥青基层---假设总厚度足够; ( 4)底基层; ( 5)路基。各层物理特性在
以下分项中概述。沥青类型名字已经从 2008年 5月更改, 但由于本研究在 2005
~ 2007年间, 因此仍采用旧名字。
2 . 1 路基
路基是一个无限厚度的半球体。这里的劲度系数是指静态模量 E2。基于设
计规程, 设计荷载较不利于满足设计寿命内的可预见承载值。本设计过程考虑 E
2 = 40MN /m2。本例中, E2的值在 40~ 80MN /m2之间以 10MN /m2为一阶变化,
应力随之发生相应变化。
2 . 2 底基层
表 1中描述了基层厚度及其劲度模量。M 50的力学静态模量是通过 SHELL
公式确定的。根据公式, 模量由路基模量决定。即E 粒料 = E 路基×0 . 2 ×H0.
45
FZKA 碎石垫层模量下式确定：E 碎石垫层 = E 路基×( 1 + 10.52×l g H 碎石
垫层-2.10×lgE 路基 ×lgH 碎石垫层 )
CK t(水硬性砂砾石 )的劲度模量确定在 2 000M Pa ; 本研究沥青路面设计
过程也假定为此值。
混凝土基层回弹模量可以根据平均压应力参照混凝土技术公式计算得出。
2 .
3 上基层
上基层采用沥青材料, 但上基层之上加铺联结层越来越普遍。在此计算中,
劲度模量的值为假设值。
2 . 4 联结层
联结层材料多采用 K - 22、 K- 22 /F 混合料。其劲度模量的测试方法之一
是采用 I T- CY (圆柱体试件间接张拉法 )测试。在布达佩斯工业与经济大学公路
工程实验室, 沥青混合料劲度模量的确定采用 I T - CY 方法进行测试。测试温
度为 10 ! 。基于此来测定 K- 22 /F 的劲度模量,见表 2。
表 2 计算采用沥青材料劲度模量
3 . 5 面层
目前道路建设最常用材料是AB- 11 , AB- 11 /F, AB-16 , AB - 16 /F, Z MA- 11混合料。本计算采用AB- 11 /F混合料。面层和联结层三种模量分别确定, 即均值、最小值、最大值,最小值和最大值分别都在95 % 保证率之内。此计算中不采用改性沥青,虽然其具有较高的劲度模量。
3.采用的路面结构
计算采用的材料性质见表3 。路面结构沥青层总厚度由交通荷载等级(采用交通荷载等级C, D, E, K )及基层确定,同时考虑最大及最小层厚:( 1) AB- 11 /F 层厚在35~ 60 mm之间;( 2) K- 22 /F层厚在70~ 100 mm之间。完全光滑情况单独考虑, 之后分别考虑光滑程度100%, 75%, 50 %, 25%, 0 %的情况。计算中, 单轮荷载50 kN (单轴重100 kN ), 作用半径R = 0.15 m, p= 0.707MPa。
4.计算过程
沥青层破坏假设为层底拉应力造成, 同时垂直压应力达到最大。经验显示压应力不会达到容许极限值, 因此将讨论沥青层最小压应力的控制。假设完全光滑情况可实现, 正是沥青层最小应力情况, 此时应力水平明显小于中值水平。反之, 各沥青层应力要控制在更低水平。计算中包括20种路面结构类型,见表 3 ,包括5种基层类型情况, 3种不同劲度模量面层, 3种不同劲度模量联结层, 5种不同沥青层间摩擦力情况。
表3 计算中采用的路面结构类型
层 1 层 2 层 3 层 4
编号总厚度
厚度/cm 混合料厚度/cm 混合料厚度/cm 混合料厚度/cm 混合料M50-C 16 6 AB-11/F 10 K-22/F 20 M 50 -- --
M50-D 19 4 AB-11/F 7 K-22/F 8 K- 22/F 20 M50 M50-E 23 5 AB-11/F 9 K-22/F 9 K-22/F 20 M50 M50-K 26 6 AB-11/F 10 K-22/F 10 K-22/F 20 M50 FZKA-C 15 5 AB-11/F 10 K-22/F 20 FZKA -- -- FZKA-D 18 4 AB-11/F 7 K-22/F 7 K-22/F 20 FZKA FZKA-E 22 4 AB-11/F 9 K-22/F 9 K-22/F 20 FZKA FZKA-K 25 5 AB-11/F 10 K-22/F 10 K-22/F 20 FZKA CKt1-C 13 4 AB-11/F 9 K-22/F 15 CKt -- -- CKt1-D 18 4 AB-11/F 7 K-22/F 7 K-22/F 15 CKt CKt1-E 20 4 AB-11/F 8 K-22/F 8 K-22/F 15 CKt CKt1-K 24 4 AB-11/F 10 K-22/F 10 K-22/F 15 CKt CKt2-C 11 4 AB-11/F 7 K-22/F 20 CKt -- -- CKt2-D 14 5 AB-11/F 9 K-22/F 20 CKt -- -- CKt2-E 19 5 AB-11/F 7 K-22/F 7 K-22/F 20 CKt CKt2-K 23 5 AB-11/F 9 K-22/F 9 K-22/F 20 CKt B-C 16 6 AB-11/F 10 K-22/F 20 Concrete -- -- B-D 18 4 AB-11/F 7 K-22/F 7 K-22/F 20 Concrete B-E 18 4 AB-11/F 7 K-22/F 7 K-22/F 20 Concrete B-K 19 5 AB-11/F 7 K-22/F 7 K-22/F 20 Concrete 5. 计算结果
5 . 1 面层层底拉应力
如果沥青层间无摩擦力, 则拉应力只在面层层底出现,否则将出现压应力。计算证明了这一点, 甚至在摩擦力25%时,只有沥青层总厚度较小的情况才会出现20~ 25με的应力。由此, 在设计时, 这种标准在沥青层间完全光滑情况时需要考虑。然而, 这种情况在实践中可能发生, 但只在极端情况下出现。图1中显示出几种不同路面结构类型在最小及最大模量下的面层应力。同交通荷载水平的增长一样, 应力通常不会降低,这是由面层厚度的不连续性造成的。
6 . 2 沥青层底拉应力
沥青层底应力的增长符合早期经验与研究结论---是路面结构疲劳破坏的主要原因之一,这意味着, 此处的应力值是最大的。这种情况下就要确定路面结构的哪个参数的变化导致了应力的明显变化。
图2示例出沥青层在较低应力水平时劲度模量与应力的关系。计算结果显示,层底应力与面层劲度模量关系不大。假设路面结构不变,只改变面层模量,层底应力的变化范围可计算得到,在表4中显示出其在路面类型中的性能。可以看出,基层强度越大,面层劲度模量在路面结构中的影响越小。
图1 不同类型层底拉应力
联结层劲度对路面结构性能有较大的影响。如图2所示, 偏差的减小与基层劲度模量的增大并存, 但对某一固定基层类型, 仍变化较大( 15% ~ 25% )。计算结果中可以看出, 联结层材料质量和物理参数的改善对路面结构的服务年限产生显著的影响。应力明显减小,同时更小的应力可提供更长的服务年限。
图2 层底拉应力与劲度模量关系
表4 不同面层劲度对应层底应力偏差比例
不同材料的路基模量对路面结构性能的影响如图3所示。最小路基模量为E 2 = 40 MN /m2, 在计算中以E2 =10MN /m2为阶梯控制增长到E2= 80MN /m2, 更高承载能力的路基是否显著降低路面结构中应力的增长。基于已有结果变化范围在大概8% ~ 10%, 对于混凝土基层来说大约6 %。联结层与基层间的摩擦力可增大层底应力, 减少路面结构寿命。图4显示了对沥青层间摩擦力的分析。通过摩擦力的增大,沥青层底拉应力急剧增长。完全摩擦和完全光滑两种情况的差别甚至是双倍的, 可用四次幂方程式抛物线显示出其良好的相关性。图4
中可以明显看出, 混凝土上沥青层底拉应力值甚至在完全光滑状态也保持不变, 或者应力绝对值很小。然而, 对于软弱混凝土基层, 因为要防止混凝土基层疲劳破坏,沥青层疲劳破坏设计不按各自设计指标进行设计。
6.结 论
面层在沥青层间光滑程度75%及更高时显示出更大的应力。各层其他参数对面层层底应力影响不大。因此, 沥青层间摩擦力非常重要,应对此采取相应技术措施。面层下部较上部应力大。改变路基劲度模量或面层劲度模量对层底应力作用不大。然而,改变联结层劲度模量或层间摩擦力效果明显。因此,联结层高劲度模量在路面结构中是必要的,面层劲度模量在路面设计中并不重要。
四、疲劳试验中沥青混合料的弯拉劲度模量
为了确定弯拉劲度模量是否适用表征疲劳过程中试件的力学状态变化，通过控制应变的小梁疲劳试验，研究了沥青混合料疲劳过程中弯拉劲度模量随应变水平的变化情况，应变水平的变化模拟了实际路面厚度变化变化对层底拉应变的影响结果表明:当应变水平较高时，沥青混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数的增加而急剧减小;随着应变水平的降低，衰减趋势逐渐变缓;通过研究发现，弯拉劲度模量可以用于表征应变疲劳过程中沥青混合料试件力学状态变化，并由此推算混合料的疲劳寿命。
室内小梁疲劳试验的荷载控制模式一般有两种，即应力控制和应变控制对于应力控制疲劳模式，随着荷载作用次数的增加，试件变形不断增大，最终会出现裂纹，并表现为断裂一般可用断裂时的荷载作用次数表征试件的疲劳寿命;而对于应变控制疲劳模式，由于试验过程中变形是一定的，虽然施加的应力不断增大，但一般不会出现明显的断裂因此，其疲劳寿命往往难以确定我国以前一直习惯于采用应力疲劳模式用来确定沥青混合料的疲劳寿命［1- 3］，近年来，随着对长寿命沥青路面的关注，一些研究人员认为，应根据不同路面的应力应变状态确定采用何种疲劳模式［4- 9］而国外研究［10，11］认为，可以采用弯拉劲度模量衰减来表征沥青混合料试件的疲劳寿命弯拉劲度模量反映了荷载作用下应力应变随时间的变化情况，其在疲劳过程中是不断变化的，但上述研究并未进行室内试验，缺乏数据的支撑针对以上情况，本文采用控制应变的小梁疲劳试验，对沥青混合料进行了不同应变水平的疲劳试验，以探求劲度模量是否可以用于表征应变控制模式下沥青混合料的疲劳寿命。
1 试验方案
1. 1 原材料
1. 1. 1 原材料技术性质试验所用集料为石灰岩石料，沥青为克拉玛依90#沥青，原材料技术性质如表1 表2 所示，符合公路沥青路面施工技术规范(JTG F40 2004)面层用集料规定
表1 集料技术性质
层常用级配，根据原材料筛分情况，最终采用的试验级配组成如图1 所示
1. 2 试验方法
根据马歇尔试验确定混合料的最佳沥青用量，分别按最佳沥青用量和富沥青(最佳沥青用量+0. 5%)，采用轮碾法成型400 mm ×400 mm ×70 mm(长×宽×高)试板，前者称为普通AC25，后者为富沥青AC25;待试件放置48 h 后拆模，再切割成尺寸为380 mm ×63 mm ×50 mm(长×宽×高)小梁试件;利用UTM 和小梁疲劳试验装置BFA(Beam Fatigue Apparatus)，分别进行 5 个应变水平(800με400με200με100με70με)的弯曲疲劳试验，记录疲劳过程中试件劲度模量及荷载作用次数.
2 结果与分析
2. 1 试验结果
不同应变水平下普通AC25 与富沥青AC25 混合料的劲度模量随荷载作用次数变化情况分别如图 2 图 3 所示
2. 2 结果分析
由图中可以看出，对于普通AC25 和富沥青AC25 两种沥青混合料，其弯拉劲度模量的变化规律是相似的:在不同应变水平下出现不同程度的衰减当在800 水平下试验时，两种沥青混合料的弯拉劲度模量迅速降低并很快达到破坏状态;当试验应变水平降低到400 时，沥青混合料的弯拉劲度模量减小速率放缓，但是随后仍然达到破坏状态;随着应变水平进一步降低到200 ，沥青混合料的弯拉劲度模量减小速率显著放缓，除了在开始阶段有明显的减小趋势外，后期逐渐趋于稳定，减小速率非常小，在作用150 万次后仍然没有达到破坏状态;当应变水平进一步降低到100 和70 时，沥青混合料的弯拉劲度模量减小趋势和200 类似，只是减小速率更小，在后期基本趋于水平状态另外还可以发现，100 和70 的弯拉劲度模量随荷载作用次数的变化趋势很是接近，这表明这两种应变水平下沥青混合料的疲劳行为相当由此可见，随着作用应变水平的降低，沥青混合料的疲劳寿命快速增加，如果作用的应变水平足够低，则疲劳过程中沥青
混合料的弯拉劲度衰减速率进一步减小两种沥青混合料疲劳过程中的弯拉劲度模量随应变水平变化，呈现出相似的规律应变水平越高，弯拉劲度衰减速率越大这与沥青混合料试件在疲劳过程中的力学状态变化情况相吻合，因此，弯拉劲度模量可以用于表征应变控制模式下沥青混合料的疲劳寿命
3 结语
本文对普通AC25 和富沥青AC25 两种沥青混合料进行了不同应变水平的弯曲疲劳试验，通过分析小梁弯拉劲度模量的变化情况，可以得到以下结论: (1) 应变疲劳模式中，小梁的弯拉劲度模量不断减小，并且其衰减速率呈非线性变化;另外对于不同的应变水平，应变水平越高，弯拉劲度模量的衰减速率越大;应变水平越低，衰减速率越小;
(2) 试验结果表明，采用弯拉劲度模量可以真实表征沥青混合料试件在应变疲劳过程中的力学状态变化，并由此推算其疲劳寿命.
五、纤维沥青混凝土的等效劲度模量
根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土的等效劲度模量的分析方法。应用Y.H.Zhao 和G.J.Weng提出的纤维增强复合材料的等效模量公式, 计算了具有不同纤维掺量的沥青混凝土在不同温度状态下的等效
劲度模量, 对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析。从温度、纤维掺量和纤维性状 3 个方面分析误差产生的原因, 其中温度为主要影响因素, 而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响, 根据误差分析结果提出计入温度影响的纤维沥青混凝土等效模量公式, 通过修正公式计算得到的结果与试验结果取得较好的一致性。
在沥青混凝土中加入纤维以提高沥青路面的性能, 在近些年得到越来越多的重视和应用。关于纤维加强路面的研究, 国外学者[1~3]已经作了大量的工作, 而且在路面的加固、修补、封闭裂缝等方面得到了广泛的应用, 但我国的研究成果[4~7]和应用范围却还很有限。从国内外的研究现状来看, 目前研究工作主要是从宏观角度入手, 以试验为主要手段研究在加入纤维后的沥青混合料的路用性能, 但研究不够系统, 特别是从材料设计观点出发研究纤维合理性状、掺量还未见有报道。纤维加入到沥青混凝土中, 纤维与纤维、纤维与周围基体之间由于材料的不连续性而存在着复杂的相互作用关系, 会显著地影响复合材料的韧性和破坏过程。纤维究竟如何影响复合材料的破坏过程, 在这个过程中, 纤维究竟发挥怎样的作用, 很难判断。应用试验方法选择纤维最佳掺量是非常复杂的过程, 如果首先应用复合材料力学理论预测出纤维最佳掺量的范围, 在有限的范围内再进行试验研究, 会大大减少试件数量,简化试验过程。本文在认为纤维任意分布在沥青混凝土中的前提下, 应用复合材料理论, 在试验的基础上, 探讨纤维沥青混凝土的宏观劲度模量预测方法。
1 劈裂试验
沥青采用辽河- 90# 沥青; 纤维选取山东泰安产聚酯纤维, 物化性能参数见表1; 矿料采用玄武岩碎石, 石灰岩石屑、矿粉; 纤维掺量分别为沥青混合料总质量的0%、0.15%、0.20%、0.25%; 试验温度分别为10、0、- 10、- 20 ℃。此次试验严格按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[8]进行, 劈裂试验结果见表2。
表 2 不同纤维掺量及温度下的劈裂试验结果
Tab.2 Splitting test results of asphalt concrete
with different fiber content
2 纤维沥青混凝土的等效劲度模量
2.1 复合材料细观力学
复合材料是由两种或两种以上材料复合而成的多相材料, 由于材料的非均质和
非各向同性, 其宏观力学性能比较复杂, 取决于各组分相的材料性能、体积含量、几何特征以及组分相间相互作用行为。而应用细观力学理论研究复合材料的力学行为, 可以实现用组分相材料性能和几何描述宏观性能, 达到优化设计材料的目的[9,10]。纤维沥青混凝土可以看成是复合材料, 本文将复合材料细观力学方法应用于纤维沥青混凝土的等效劲度模量预测, 给出便于工程应用的显式表达。2.2 基于Eshelby-Mori-Tanaka 理论的刚度公式Y. H. Zhao 和G. J. Weng 在Eshelby-Mori-Tanaka理论基础上提出了纤维增强复合材料的等效模量计算公式[11]。假设复合材料由基体和纤维两相材料组成, 将纤维视为圆柱体且沿任意方向均匀分布于基体中, 而且两组分材料均为线弹性均质材料。这种复合材料具有宏观各向同性的材料性质, 为了方便,将两个独立有效弹性模量表示为体积模量和剪切模量, 其无量纲形式分别为
式中, k, k0 分别为复合材料的有效体积模量和基体的体积模量; μ, μ0 分别为复合材料的有效剪切模量和基体的剪切模量; c 为增强相体积含量; p, q 分别为由组分材料性能确定的参数。
对于纤维沥青混凝土, 将沥青混凝土视为基体,纤维为增强体。处于低温状态下的沥青混凝土可以视为线弹性材料, 利用上述等效模量公式来求出纤维增强沥青混凝土的等效劲度模量。设某一温度下沥青混凝土劲度模量和泊松比分别为E0 和v0, 纤维的弹性模量和泊松比为E1 和v1, 可以根据式( 2) 、式( 3) 计算出基体或纤维的体积模量、剪切模量。
取基体和纤维的泊松比分别为0.3 和0.25, 通过式(1)、式(2)和式(3)算得纤维沥青混凝土的劲度模量,结果见表3。纤维掺量为0.25%时, 理论计算结果和劈裂试验的结果差别很大, 因此纤维掺量为0.25%时的结果没有考虑。理论计算与试验结果的对比见图1~图4。
2.3 结果分析
从表3、图1~图 4 可以看出, 在温度为0、- 10 ℃和纤维掺量为0.15%、0.20%时, 复合材料的理论计算结果和劈裂试验的结果比较接近。纤维掺量为时,0.25%理论计算结果和劈裂试验的结果差别很大，而对于温度为- 20 ℃复合材料的理论计算结果和劈裂试验的结果存在一定的差距。随掺量和温度变化的相对误差见图5、图6。从图5 的相对误差曲线可以看出, 温度为- 10 ℃和0 ℃时, 具有相同
的变化趋势, 且在纤维掺量为0.20%时相对误差较小。而温度为10 ℃和- 20 ℃时, 相对误差随纤维的掺量增加的趋势很明显。从图 6 的相对误差曲线可以得到,在纤维掺量为0.15%和0.20%时, 相对误差随着温度的变化呈抛物线形, 在温度为- 5 ℃时具有最小值。需要说明的是, 由于本文所应用的等效模量公式是针对组份材料在弹性范围内且没有考虑温度因素下建立的, 而劲度模量的大小是与温度有关系的。在温度为10 ℃时, 沥青混合料不是处于弹性状态, 因此相对误差较大。当考虑聚酯纤维性状时, 根据复合材料理论，纤维自身强度太小, 不利于混合料总体强度的提高。若纤维自身强度和模量过大, 却又与沥青混合料的界面强度不匹配。对短纤维而言，纤维与沥青混合料结合处的剪切应变不协调, 反而会出现应力集中现象, 使混合料总体强度反而下降,从聚酯纤维的性能参数来看不存在问题。从纤维的掺量和复合材料理论上分析, 纤维掺量越高, 复合材料的有效弹性模量应越大, 而试验结果却不是这个结论。这是由于等效模量理论的前提是两种材料界面完好结合的理想状态, 而试验材料却达不到这一点。当纤维掺量为0.15%和0.20%时, 纤维对沥青混凝土的弹性模量有所改变, 又不改变沥青混凝土的粘结力; 纤维掺量增加到一定程度时, 使沥青混凝土的粘性减弱, 即骨料之间的粘结力减弱, 材料发生了松散, 从而增加了混合料中的微裂缝, 故使材料的弹性模量降低。从上面的结果分析可以得出,纤维掺量不宜过大, 从而与根据试验[13]所确定的纤维掺量较一致, 最佳纤维掺量为0.20%。另外, 也可以在普通沥青混合料的最佳沥青用量的基础上增加沥青用量0.20%, 以保证材料界面理想的结合。
2.4 修正的等效模量公式
根据上述分析, 主要影响结果出现误差的是温度因素, 因此需要对公式(1)进行修正。式(1)可以转化为
k=k0 (1+cp)- 1。(4)
当纤维掺量c 一定时, 式(4)k0 和p 均为常数。从图1~图 4 可以看出试验结果和理论计算结果的变化趋势基本一致。为了简化对理论公式的修正, 假设在不同温度下的理论计算结果和试验结果存在线性关系, 因此对理论公式进行线性系数修正。公式(1)修正后的表达式为
k(T)=k0 (1+cp)- 1α(T), (5)
式中, α为温度修正系数。根据不同纤维掺量和温度下的试验结果即可确定温度修正系数, 见表4。
根据计算结果温度修正系数α与T 温度的回归。关系式如下:
由此可见α与T 的相关性较好, 说明本文引入的修正系数与温度具有较好的规律性。因此在已知纤维掺量和温度的条件下, 可以推出纤维沥青混凝土的劲度模量。采用修正后的式(5)计算纤维沥青混凝土的劲度模量, 计算结果与试验结果具有较好的一致性, 具体结果见表5。
3 结语
( 1 ) 通过对劈裂试验和引用的复合材料等效模量公式分别计算得到了纤维沥青混凝土的劲度模量,对两种方法得到的结果进行了误差分析, 得出温度为主要影响因素。
( 2 ) 引入温度修正系数, 对等效模量公式进行修正, 应用新公式计算纤维沥青混凝土的劲度模量,其结果与试验数据得到较好的一致性。
( 3 ) 鉴于本次试验的条件所限, 只选用了一种路面材料集配类型, 而且温度和纤维掺量变化选取的较少, 从而获得的数据不够充分, 对比较结果有一定
影响。但本文修正后的纤维沥青混凝土的等效模量公式可供纤维沥青混合料的设计参考使用。
参考文献:
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沥青混凝土密度是多少完整版
沥青混凝土密度是多少集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
沥青混凝土密度是多少 其特点是模量高、抗剪切能力强。那么沥青混凝土密度是多少呢？ 沥青混凝土密度 1.多种材料混合结构，按压实混合料干密度计算。单位：t/m3 路面名称干密度 水泥稳定土基层水泥土1.75 水泥砂2.05 水泥砂砾2.2 水泥碎石2.1 水泥石屑2.08 水泥石渣2.1 水泥碎石土2.15 水泥砂砾土2.2 石灰稳定土基层石灰土1.68 石灰砂砾2.1 石灰碎石2.05 石灰砂砾土2.15 石灰稳定土基层石灰碎石土2.1 施工工艺要求 一.一般要求 1.热拌沥青混凝土混合料按集料最大粒径分，有特粗式，粗粒式，中粒式，细粒式，砂粒式五种。
2.沥青混凝土面层集料的最大粒径应与分层压实层厚相匹配。 二.准备工作 1.应复查基层和附属构筑物质量，确认符合规范要求。施工材料经过试验合格后使用。机械需配套且有备用的，并保持状态完好。 2.沥青加热温度及沥青混合料拌制，施工温度应根据沥青标号，黏度，气候条件，铺筑层的厚度及下卧层厚度，按照《城镇道路工程施工及质量验收规范》(CJJ1-2008)的要求选用。当沥青黏度大，气温低，铺筑层厚度小时，施工温度宜用高限。 3.重要的沥青混凝土路面宜先修100--200米的试验段，主要分试拌，试铺两个阶段，取得相应的参数。 三.拌制运输 沥青混合料的拌制必须在沥青拌合厂(场，站)进行。应有良好的防雨排水设施，并配备试验室，以保证质量合格。 城市主干路，快速路的沥青混凝土宜采用间歇式(分拌式)拌和机拌合。它具有自动配料系统，可自动打印每拌料的拌合温度，拌合时间，拌合量等参数。 我国的高模量沥青混凝土应用逐渐步入推广阶段。虽然高模量沥青混凝土的低温性能和防水性能仍待观察，但是将其作为基层或中面层来解决流动性车辙是有效的。因此各地交通部门和市政道路公司纷纷开始和设计部门合作将其作为中下面层进行推广。
沥青混凝土密度是多少
沥青混凝土密度是多少公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
沥青混凝土密度是多少 其特点是模量高、抗剪切能力强。那么沥青混凝土密度是多少呢 沥青混凝土密度 1.多种材料混合结构，按压实混合料干密度计算。单位：t/m3 路面名称干密度 水泥稳定土基层水泥土 水泥砂 水泥砂砾 水泥碎石 水泥石屑 水泥石渣 水泥碎石土 水泥砂砾土 石灰稳定土基层石灰土 石灰砂砾 石灰碎石 石灰砂砾土 石灰稳定土基层石灰碎石土
施工工艺要求 一.一般要求 1.热拌沥青混凝土混合料按集料最大粒径分，有特粗式，粗粒式，中粒式，细粒式，砂粒式五种。 2.沥青混凝土面层集料的最大粒径应与分层压实层厚相匹配。 二.准备工作 1.应复查基层和附属构筑物质量，确认符合规范要求。施工材料经过试验合格后使用。机械需配套且有备用的，并保持状态完好。 2.沥青加热温度及沥青混合料拌制，施工温度应根据沥青标号，黏度，气候条件，铺筑层的厚度及下卧层厚度，按照《城镇道路工程施工及质量验收规范》(CJJ1-2008)的要求选用。当沥青黏度大，气温低，铺筑层厚度小时，施工温度宜用高限。 3.重要的沥青混凝土路面宜先修100--200米的试验段，主要分试拌，试铺两个阶段，取得相应的参数。 三.拌制运输
沥青混合料的拌制必须在沥青拌合厂(场，站)进行。应有良好的防雨排水设施，并配备试验室，以保证质量合格。 城市主干路，快速路的沥青混凝土宜采用间歇式(分拌式)拌和机拌合。它具有自动配料系统，可自动打印每拌料的拌合温度，拌合时间，拌合量等参数。 我国的高模量沥青混凝土应用逐渐步入推广阶段。虽然高模量沥青混凝土的低温性能和防水性能仍待观察，但是将其作为基层或中面层来解决流动性车辙是有效的。因此各地交通部门和市政道路公司纷纷开始和设计部门合作将其作为中下面层进行推广。
高模量沥青混合料
高模量沥青混合料 高模量沥青混合料所采用的沥青胶结料采用A级70号道路石油沥青，其质量应符合现行有关规定的技术要求。 粗、细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合现行有关规定的技术要求。天然砂可采用河砂，通常宜采用粗、中砂，其规格应符合现行有关规定的的要求。砂的含泥量超过规定时应水洗后使用。高模量沥青混合料中天然砂的掺量不宜超过矿料总量的10%。 高模量沥青混合料所用填料必须为石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合现行有关规定的要求。 本设计推荐的高模量添加剂属聚烯烃类化合物，质量应符合表5-27的技术要求。 高模量添加剂的质量技术要求表 5-27 高模量沥青混合料沿用现行《公路沥青路面施工技术规范》中的密实式沥青混凝土混合料级配设计范围，其级配范围应符合表5-28的规定。 高模量沥青混合料矿料级配范围 表5-28
高模量沥青混合料技术要求应符合表5-29的规定，并具有良好的施工性能。 高模量沥青混合料马歇尔试验技术标准 表5-29 高模量沥青混合料配合比设计结果应在标准试验方法下进行各种路用性能的检验，检验结果应符合表5-30中各项指标要求。 高模量沥青混合料配合比设计检验指标 表5-30
高模量沥青混合料适合在较高温度条件下施工，当气温低于15℃及大风天气不得铺筑。高模量沥青混合料的施工温度可参照表5-31中建议范围。当摊铺层较薄或外界气温较低时取高值，反之可取低值。 高模量沥青混合料不得在气温低于15℃，以及雨天、路面潮湿的情况下施工。高模量沥青混合料压实层的最大厚度不宜大于80mm。 高模量沥青混合料施工温度表 5-31
沥青混合料密度试验方法
沥青混合料密度试验方法（表干法） 1 目的与适用范围 1）表干法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件，包括I型或较密实的II型沥青混凝土、抗滑表层混合料、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）试件的毛体积相对密度或毛体积密度。 2）本方法测定的毛体积密度适用于计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标。 2 仪具与材料 1）浸水天平或电子秤：当最大称量在3kg以下时，感量不大于0.1g；最大称量3kg以上时，感量不大于0.5g；最大称量10kg以上时，感量5g，应有测量水中重的挂钩。 2）网篮。 3）溢流水箱：如图4.4.2.1所示，使用洁净水，有水位溢流装置，保持试件和网篮浸入水中后的水位一定。 4）试件悬吊装置：天平下方悬吊网篮及试件的装置，吊线应采用 图4.4.2.1 溢流水箱及下挂法水中重称量方法示意图 1-浸水天平或电子秤；2-试件；3-网篮；4-溢流水箱； 5-水位搁板；6-注入口；7-放水阀门 不吸水的细尼龙线绳，并有足够的长度。对轮碾成型机成型的板块状试件可用铁丝悬挂。 5）秒表。 6）毛巾。 7）电风扇或烘箱。 3 方法与步骤 1）选择适宜的浸水天平或电子秤，最大称量应不小于试件质
量的1.25倍，且不大于试件质量的5倍。 2）除去试件表面的浮粒，称取干燥试件的空中质量（ma），根 据选择的天平的感量读数，准确至0.1g、0.5g或5g。 3）挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，将天平调平或复 零，把试件置于网篮中（注意不要晃动水）浸水中约3min～5min， 称取水中质量（mw）。若天平读数持续变化，不能很快达到稳定，说 明试件吸水较严重，不适用于此法测定，应改用本规程4.6的蜡封法 测定。 4）从水中取出试件，用洁净柔软的拧干湿毛巾轻轻擦去试件 的表面水（不得吸走空隙内的水），称取试件的表干质量（mf）。 5）对从路上钻取的非干燥试件可先称取水中质量（mw），然后 用电风扇将试件吹干至恒重（一般不少于12h，当不需进行其它试验 时，也可用60℃±5℃烘箱烘干至恒重），再称取空中质量（ma）。 4 计算 1）计算试件的吸水率，取1位小数。 试件的吸水率即试件吸水体积占沥青混合料毛体积的百分率，按式 （4.1）计算。 S a= ×100 （4.1） 式中：S a——试件的吸水率，%； m a——干燥试件的空中质量，g； m w——试件的水中质量，g； m f——试件的表干质量，g。 2）计算试件的毛体积相对密度和毛体积密度，取3位小数。 当试件的吸水率符合Sa<2%要求时，试件的毛体积相对密度和毛体积 密度按式（4.2）及式（4.3）计算，当吸水率Sa>2%要求时，应改用 蜡封法测定。 γf= （4.2） ρ f= ×ρw （4.3） 式中：γf——用表干法测定的试件毛体积相对密度，无量纲； ρf——用表干法测定的试件毛体积密度，g/cm3；
高模量沥青混凝土施工技术总结
高模量沥青混凝土施工技术总结 高模量沥青混凝土在国内尚无成熟的施工工艺和相应权威的检测标准。本文结合阿尔及利亚东西高速高模量沥青混凝土的施工经验，对高模量沥青混凝土在施工中的应用做如下总结，为类似工程提供积极的借鉴意义。 标签：高模量沥青混凝土施工工艺检测指标 0引言 高模量的沥青混凝土，按照法国NFP98-140中的定义，是指通过采用高模量外加剂使沥青混凝土的复数模量(15℃，10Hz)≥14000Mpa的沥青混凝土。该材料广泛运用在高等公路建设之中，在阿尔及利亚东西高速公路项目中取得不错的效果。 1工程概况 阿尔及利亚东西高速公路项目分东段、中段和西段三部分，其中中标段共有M1－M7七个标段。M7标段位于东西高速公路中标段西部，基本沿东西方向布设。路段起自LimOuestWChief，终止于Chief，线路全长24Km。 1.1自然条件地形、地貌：CHLEF省地形外貌差异非常大，包括北部的DAHRA山区高地和南部的OUARSENIS低山丘陵。CHELIFF河流将其分割开来，并形成了狭长的盆地地貌。从东向西有一条很长的洼地，高程大致在128～308m，为；中积平原及低缓丘陵组成。地势较缓，渐渐增高，向南逐渐过渡，与南部地势起伏较大的白垩土相连接。 气象、水文、环境：CHLEF地区气候恶劣，平均温度为19℃：月最高温度在八月份，超过40℃；最低温度，在一月份是9.4℃。年降雨量400～1000毫米。11月至次年3月为雨季，一月份温度最低，有降雪、结冰。该区河流发源于撒哈阿特拉斯山，向北汇入地中海。河流流量季节变化较大，冬春涨水，夏末枯水，地表水缺乏。管区内环境污染主要是由风和沙土引起的粉尘。 地质、地震：线路穿越褶皱碎裂石灰层、新近冲积和崩积土覆盖的白垩纪岩层地带、移位岩石山区内的盆地、受CHLEF平原强地震频率影响而变形的第四纪地区、沉积地带和不稳定倾斜地带等。线路所经地区岩性主要为灰白色、浅黄、凝灰结构，块状构造的石灰质凝灰岩，表层多形成厚度1～3m钙质硬壳；地质构造上，属阿特拉斯阿尔卑斯褶皱带，地震多发地带，地震灾害相对严重。 1.2技术指标该高速公路的技术标准采用法国技术标准，双向六车道高速公，路基项宽度为32m，路面横向布置1m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+1m。路面结构层为：3.5cm 沥青混凝土BBMa(磨耗层)，5cm沥青混凝土BBME(连接层)，9cm高模量沥青
高模量沥青混凝土
高模量沥青混凝土应用技术研究研究报告
目录 1 课题研究背景 1.1 项目研究的目的和意义 1.2 国内外研究现状 1.3主要研究内容 1.3.1 高模量沥青混凝土材料应用的研究 1.3.2 采用高温和低温性能俱佳的低标号沥青或沥青混凝土外 掺剂后，高模量沥青混凝土路用性能的研究 1.4 研究技术路线 2 高模量沥青及外掺剂研究开发 2.1 高模量低标号沥青研发 2.1.1 溶剂脱沥青工艺 2.1.2 调和工艺 2.1.3 高模量低标号技术指标 2.2 路宝牌高模量沥青混凝土添加剂研发 2.2.1 基质原料选择 2.2.2 对基质原料改性工艺的选择 2.2.3 路宝牌外掺剂技术指标. 3 高模量沥青混合料力学特性研究 3.1 高模量沥青混合料合理组成 3.1.1 提高沥青混凝土高温模量的途径 3.1.2 试验所用原材料.
3.2 高模量沥青混合料静态模量 3.3 高模量沥青混合料动态模量 3.3.1 基质90#沥青混合料动态模量试验 3.3.2 高模量低标号沥青混合料动态模量试验 3.3.3 路宝混合料动态模量试验 3.4 高模量沥青混合料蠕变特性 3.4.1 静态蠕变试验 3.4.2 动态蠕变试验 3.5 高模量沥青混合料强度特性 4 高模量沥青混合料路用性能研究 4.1 高模量沥青混合料高温性能 4.2 高模量沥青混合料低温性能 4.3 高模量沥青混合料抗水损害性能 4.4 高模量沥青混合料抗疲劳性能 4.5 高模量沥青混合料抗冻性能 4.5.1 劈裂试验 4.5.2 试件毛体积相对密度变化率 4.5.3 试件表观相对密度变化率 5 经济、社会、环境效益及推广应用前景 5.1 经济效益分析 5.2 社会和环境效益 5.3 推广应用前景
高模量沥青混凝土施工
1.1.1高模量沥青混凝土施工 高模量沥青混凝土路面施工工艺与普通沥青路面基本相同，在施工过程中的关键环节在于严格控制好各项指标，以充分发挥高模量添加剂的效果，主要控制以下几点。 1、沥青混合料的拌和 高模量添加剂采用干拌法，直接将一定比例的添加剂与烘热的矿料同步进入拌和锅。少量的试验段采用人工投入，大用量采用自动添加设备进行添加。 拌和时间和改性沥青一样。添加剂和集料的干拌时间为15～20s，湿拌时间以沥青能均匀裹覆矿料为度，约为20～30s。总拌和时间一般为50～60s。 2、沥青混合料的碾压 采用满足路面压实要求的双钢轮振动压路机和胶轮压路机进行碾压，压路机需紧跟摊铺设备。高模量沥青混凝土碾压方案见“高模量沥青混凝土碾压方案表”所示。 高模量沥青混凝土碾压方案表
高模量沥青混合料当采用两台摊铺机摊铺时，采用分幅摊铺、一次碾压成型方式施工，碾压从两边向中间进行，以保证两台摊铺机搭接处混合料密实。采用一台摊铺机摊铺时，碾压由低处向高处顺序进行。初压应尽可能在高的温度状态下紧跟摊铺机碾压。振动压路机碾压速度大于6时，面层可能产生波浪不平整现象，速度小于3时，可能产生过振现象，容易导致骨料破碎和泛油问题产生，故应严格控制振动压路机碾压速度。碾压式压路机驱动轮应面向摊铺机。振动压路机应遵循“高频、低幅”原则，振动频率控制在35～50，振幅为0.3～0.8。碾压倒车时，应先停振停车，再慢速启动，以避免沥青面层产生推拥、开裂。 3、沥青混合料的施工温度 高模量沥青混凝土路面宜在较高温度条件下施工，高模量沥青混凝土的施工温度见“高模量沥青混合料的施工温度表”所示。 高模量沥青混合料的施工温度表
沥青混凝土密度是多少
沥青混凝土密度是多少其特点是模量高、抗剪切能力强。那么沥青混凝土密度是多少呢沥青混凝土密度 1.多种材料混合结构，按压实混合料干密度计算。单位：t/m3 路面名称干密度 水泥稳定土基层水泥土 水泥砂 水泥砂砾 水泥碎石 水泥石屑 水泥石渣 水泥碎石土 水泥砂砾土 石灰稳定土基层石灰土 石灰砂砾 石灰碎石 石灰砂砾土
石灰稳定土基层石灰碎石土 施工工艺要求 一.一般要求 1.热拌沥青混凝土混合料按集料最大粒径分，有特粗式，粗粒式，中粒式，细粒式，砂粒式五种。 2.沥青混凝土面层集料的最大粒径应与分层压实层厚相匹配。 二.准备工作 1.应复查基层和附属构筑物质量，确认符合规范要求。施工材料经过试验合格后使用。机械需配套且有备用的，并保持状态完好。 2.沥青加热温度及沥青混合料拌制，施工温度应根据沥青标号，黏度，气候条件，铺筑层的厚度及下卧层厚度，按照《城镇道路工程施工及质量验收规范》(CJJ1-2008)的要求选用。当沥青黏度大，气温低，铺筑层厚度小时，施工温度宜用高限。 3.重要的沥青混凝土路面宜先修100--200米的试验段，主要分试拌，试铺两个阶段，取得相应的参数。 三.拌制运输 沥青混合料的拌制必须在沥青拌合厂(场，站)进行。应有良好的防雨排水设施，并配备试验室，以保证质量合格。 城市主干路，快速路的沥青混凝土宜采用间歇式(分拌式)拌和机拌合。它具有自动配料系统，可自动打印每拌料的拌合温度，拌合时间，拌合量等参数。
我国的高模量沥青混凝土应用逐渐步入推广阶段。虽然高模量沥青混凝土的低温性能和防水性能仍待观察，但是将其作为基层或中面层来解决流动性车辙是有效的。因此各地交通部门和市政道路公司纷纷开始和设计部门合作将其作为中下面层进行推广。
沥青混凝土密度
1.多种材料混合结构，按压实混合料干密度计算。单位：t/m3 路面名称干密度 水泥稳定土基层水泥土1.75 水泥砂2.05 水泥砂砾2.2 水泥碎石2.1 水泥石屑2.08 水泥石渣2.1 水泥碎石土2.15 水泥砂砾土2.2 石灰稳定土基层石灰土1.68 石灰砂砾2.1 石灰碎石2.05 石灰砂砾土2.15 石灰稳定土基层石灰碎石土2.1 石灰土砂砾2.15 石灰土碎石2.1 石灰、粉煤灰稳定土基层石灰粉煤灰1.17 石灰粉煤灰土1.45 石灰粉煤灰砂1.65 石灰粉煤灰砂砾1.95 石灰粉煤灰碎石1.92
石灰粉煤灰矿渣1.65 石灰粉煤灰煤矸石1.7 石灰煤渣稳定土基层石灰煤渣1.28 石灰煤渣土1.48 石灰、煤渣稳定土基层石灰煤渣碎石1.8 石灰煤渣砂砾1.8 石灰煤渣矿渣1.6 石灰煤渣碎石土1.8 水泥石灰稳定砂砾2.1 碎（砾）石2.1 土1.7 土砂1.94 粒料改善砂、粘土1.9 砾石2.1 嵌锁级配型基、面层级配碎石2.2 级配砾石2.2 嵌锁级配型基、面层填隙碎石1.98 泥结碎（砾）石2.15 磨耗层砂土1.9 级配砂砾2.2 煤渣1.6 沥青碎石粗粒式2.28
细粒式2.26 沥青混凝土粗粒式2.37 中粒式2.36 细粒式2.35 砂粒式2.35 摘自交公路发[1992]65号《公路工程预算定额》附录一。 2.各种路面材料松方干密度如下：单位：t/m3 材料名称干密度 粉煤灰0.75 煤渣0.8 土1.15 矿渣1.4 煤矸石1.4 砂1.43 碎石1.45 石屑1.45 碎石土1.5 石渣1.5 砾石1.55 砂砾1.6 砂砾土1.65
沥青混合料
沥青混合料：是由矿料与沥青混合料拌合而成的混合料的总称。 分类：按结合料：石油沥青混合料、煤沥青混合料 按施工温度：热拌热铺、冷拌冷铺、热板冷铺 按集料粒径：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式 按集料级配：连续式、间断式 按混合料密实度:密级配、半开级配、开级配 按混合料特性：道路工程、大桥桥面 沥青混合料结构类型：悬浮密实、骨架空隙、骨架密实 沥青混合料强度形成原理：高温抗剪强度、粘聚力、内摩阻力、内摩擦角 沥青混合料强度影响因素：沥青粘度升混合料粘聚力升、沥青与矿料在界面上的交互作用、粒料比面和沥青用量、使用条件的影响（环境温度，荷载） 沥青路面损坏类型：裂缝（横向、纵向、网状）、车辙（失稳型、结构型、磨耗型）、松散剥落、表面磨光 沥青混合料技术要求：高温稳定性、低温抗烈性、水稳定性、抗老化性、抗滑能力、防渗水能力、施工和易性 沥青混合料变形特性：弹-粘-塑综合体 时间温度换算法则：试验温度一定，给定不同加载条件达到相同应变水平，相应的应力随加载速度加快或加载时间缩短而增大；加载速度一定，给定不同的试验温度，在相同时间达到相同应变水平时，材料相应的应变水平随温度升高而降低。 劲度模量：材料在一定荷载作用时间和温度条件下的应力与总应变之比。 沥青混合料劲度模量：沥青劲度模量和沥青混合料中集料数量的函数。 沥青混合料高温稳定性影响因素：内因：稳定性（摩阻：颗粒间摩阻力；粘结：沥青用量、集料表面积、集料密实度、集料流变性质）、混合料类型的影响、材料。外因：气候（气温、日照、热流、辐射、风雨）、荷载（重载、超载、行车速度） 高温稳定性评价常用方法：1马歇尔试验（参数是马歇尔稳定度、流值）2车辙试验（试验参数是动稳定度，测量的是车辙深度） 沥青混合料低温开裂机理：1温度骤降出现的横向收缩裂缝2温度疲劳裂缝（冬天开裂，春天弥合）3反射裂缝（温缩、干缩）4冻缩裂缝（基层冻缩设置防冻层可缓解）5由于综合原因造成的横向裂缝。 沥青混合料开裂影响因素和改善措施：1沥青性质（油源、沥青温度敏感性小、沥青劲度、老化、含蜡量）2沥青混合料组成（沥青用量：最佳用量影响不大。矿料组成级配：中粒式比细粒式温度应力小）3路面结构（面层厚度：增加降低开裂，防止基层反射。基层：柔性基层，摩擦系数大。土基：黏土利于减小面层温度收缩）4施工（充分压实、预琚缝） 沥青混合料低温缩裂性能评价试验：间接拉伸试验（指标是劈裂强度、破坏变形、劲度模量）、弯曲破坏试验（弯拉应力、应变、劲度模量)、压缩试验（破坏强度、应变、模量）、直接拉伸试验（拉伸强度、应变、模量）、蠕变实验（直接拉伸蠕变、劈裂拉伸蠕变、弯曲蠕变）、应力松弛试验（松弛3mm残余应力、松弛模量）、收缩试验（温缩系数）、冻断试验（破坏温度、破坏强度）、切口小梁弯曲试验、C积分试验。
高模量沥青混凝土介绍
一.背景 公路桥面铺装层为路面最薄弱环节之一。一方面与普通沥青路面相比桥面铺装气候、行车条件更为严酷，破坏现象出现更早，破坏更严重。另一方面，桥面沥青铺装层对桥面沥青混凝土层起着保护层的作用，既要封水，减少降水对桥面水泥混凝土层的侵蚀，又要缓和行车荷载对桥面水泥混凝土层的冲击作用。由于桥面水泥混凝土层与沥青层的模量相差很大，作用界面上应力相对集中，行车荷载作用时，桥面沥青混凝土层的受力作用比普通沥青混凝土路面要大得多。这种作用力主要是两种作用形式，一是行车荷载产生的剪应力，二是桥面形变产生的剪应力。正是这些作用条件，要求桥面沥青铺装层与水泥混凝土层面具有良好的连接界面和较高强度的沥青路面铺装层。由于水的存在，要求粘结材料必须具有良好的水稳定性。 为提高沥青混合料的高温稳定性，减小车辙和层间破坏，该项目调查了国内外近年来在沥青桥面铺装技术方面的研究成果，通过大量的室内对比实验研究，在初步研究的基础上提出，采用高模量沥青混凝土是一种有效的方法。 高模量沥青混凝土（High Modulus Asphalt Concrete）的理念最初由法国提出，在高模量沥青混凝土技术应用上旨在提高解决沥青路面在使用过程中出现的面层抗车辙能力不足及基层刚度不够的问题，并在法国成功使用已超过20年的时间。依据法国铺设之经验显示：与AC相比较而言，使用的是高粘性沥青，设计出的混合料是具有高含量的胶结料和低的空隙率，因此，能够有较好的抗疲劳能力；比较传统的软沥青，高粘沥青具有较低的愈合能力。混合料具有的高模量可以减少传递到底基层的应力，在与AC相同的厚度层的情况下；沥青含量大约在6%（油石比），HMAC的密实度、耐久性、抗车辙能力及抗疲劳能力均明显比传统密级配沥青混合料要好，是一种高模量高质量的沥青混凝土。 高模量混凝土应用于桥面铺装，可通过提高沥青混凝土的模量，降低了与水泥混凝土板的模量差异，降低车辆荷载作用下沥青混凝土产生的变形，减少沥青混凝土的不可恢复的残余变形，提高路面抗高温变形能力，延缓车辙的产生，降低车辙深度，改善路面的疲劳性能，延长路面使用寿命。采用高模量沥青混凝土材料，不仅可以减少桥面铺装本身的车辙，而且增加了铺装层对荷载的分布能力，有助于减小行车荷载产生的剪应力和桥面变形产生的剪应力，同时，由于空
RK300高模量改性沥青混凝土性能及应用
RK300高模量改性沥青混凝土性能及应用 摘要：RK300高模量改性沥青混凝土是一种绿色低碳环保的节能型筑路材料，具备环保、节能、抗车辙、抗水损、耐低温、耐老化、成本低等特点，有效的解决沥青路面的高温车辙及荷载变形、水损、温缩裂缝等三大问题。 关键词：RK300；高模量沥青混凝土；抗车辙；抗低温 近年来，我国公路交通事业得到了飞速的发展，但是由于交通密度的增大和载重车辆的日益增多，沥青路面儿出现了，车辙，开裂，水损害等早期病害，严重时将影响行车安全。RK300高模量改性沥青混凝土通过增粘、增稠、高模、增韧等作用，将沥青混合料的抗高温车辙性能、抗低温开裂性能、抗水损性能提高数倍，从而大大的延长了路面的寿命。由于该材料具有上述多项优势，在欧洲得到了广泛的应用。 1 RK300物理性能 RK300是一种外掺式高模量沥青混合料改性剂，以聚烯烃为主要原料，辅助合适的增容剂、分散剂和特种添加剂，通过现代化工合成工艺制成高相容、高分散的颗粒状改性剂，由于具有快速熔融并分散均匀的性能，可实现改性剂的干法拌和施工解决了，改性沥青的制作和储存带来的不
利影响，节约沥青路面儿投资成本，并有效地降低能源消耗量。 参照工业化产品质量的检测指标和方法，本文对k300进行了物理性能检测，结果如表1图示。 2 RK300高模量沥青混合料的特点 2.1环保 经中国科学院广州能源研究所评估: ⑴每吨，RK300高模量，改性沥青混凝土比SBS改性沥青混凝土要减少近9kg二氧化碳排放，即每修建1km高速公路可减少50t以上的碳排放。 ⑵做到废物利用，回收废橡胶塑料进行再生利用 ⑶免除了沥青分罐存放，减少了不同种类沥青的污染环节，免除了现场沥青改性加工造成的二次污染。 2.2节能 RK300高模量改性沥青混凝土拌和时沥青温度在150℃左右，而SBS改性沥青温度在180℃左右，且SBS改性沥青易离析，不方便小批量使用，而RK300应用了全球首创的“”快速分散相容技术”10s内可以在沥青混合料中达到微米级分散，使用方便，省去沥青改性过程，使用回收废像塑材料，减少沥青用量，沥青温度更低，又因拌和时降低沥青温度，缩短加热时间每吨沥青混凝土节约燃料油约1.0kg
长安大学高模量混凝土沥青路面应用技术研究
高模量混凝土沥青路面应用技术研究 高模量沥青混凝土（High Module Asphalt Concrete，HMAC）是一种高模量高质量的沥青混凝土，其设计思想是通过提高沥青混凝土的模量，减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的应变，提高路面抗高温变形能力，改善沥青混凝土抗疲劳性能，延长维修周期，延长路面的使用寿命。 一、优势 近年来，伴随着我国公路运输交通量急剧增加，超载、重载现象严重，路面结构的损坏情况日益加剧。高模量沥青混凝土路面具有优良的抗高温变形能力和抗疲劳性能，能够满足繁重交通量的需求。 在许多对旧路进行翻修、改造的工程中，路面标高往往会受到限制，采用传统的沥青混凝土材料在较薄的厚度下通常无法保证足够的承载能力。高模量沥青混凝土能够提供良好的承载能力条件下减薄沥青面层厚度，降低路面标高。 石油做为一种不可再生资源，人类的开采、使用数量不断增加，近年来原油价格的不断攀升，导致沥青材料价格居高不下，提高沥青面层模量，可以降低沥青面层结构厚度，有利于节省资源、降低能源消耗。 我国广泛应用半刚性基层沥青路面，半刚性基层模量、与沥青面层间模量差距大，高模沥青混凝土结构层可以作为两层间的联接层，全面提高路面结构各项使用性能、延长路面结构服务寿命。 二、国内配合比设计方法对高模量混凝土的适用性 利用我国普遍应用的马歇尔设计方法，针对掺加PR Module的高模量沥青混凝土的材料特点，对传统设计方法做相应调整，并提出适合我国的高模量沥青混合料设计方法。 为了保证外掺剂与沥青混合料的均匀混和，增加了外掺剂与热集料的干拌时间。考虑PR Module颗粒分布的均匀性和不影响现场施工过程中的生产效率，通过室内试验研究，将外掺剂干拌时间定为15S；确定高模量混合料的拌和温度为170℃～175℃；确定高模量混合料的拌合时间为45s；根据击实温度-性能曲线，建议掺加外掺剂的高模量沥青混合料击实温度为165±3℃，结合我国现有的设计方法和国情，采用马歇尔配合比设计方法确定最佳沥青用量。当沥青混合料的级配类型相同时，每增加0.2%~0.3%的高模量添加剂掺量，沥青混合料中的沥青用量增加0.1%。 试验表明，利用马歇尔试验方法设计的高模量沥青混凝土能够满足我国规范要求。 三、室内试验路用性能对比情况 选用包括法国、中国及Suppave设计级配的6种试验级配，从粒径大小来看，分别选择了3种中粒式和3种粗粒式级配，这些级配在国内外现有沥青路面建设工程中存在广泛应用，涵盖面广，具有一定的代表性。以此6种级配开展高模量沥青混凝土路用性能对比情况。 1、模量 随着外掺剂掺量的增加，混合料的抗压强度和回弹模量均显著提高。对于六种不同级配类型的沥青混合料，当添加剂掺量为0.7%时，回弹模量的提高程度大约在50％左右。 掺入0.7％外掺剂的混合料动态模量比未掺入的动态模量有大幅度提高，最大提高幅度可达到1倍以上，说明PR Module对提高沥青混凝土模量具有显著的效果。
沥青混合料B卷
江苏省建设工程质量检测人员岗位合格证考核试卷 沥青混合料B卷 （满分100分，时间80分钟） 姓名考试号单位1 一、单项选择题（每题1分，共计40分） 1.沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验时，拌和机拌合混合料的加料顺序为。 A．粗细集料→纤维稳定剂→沥青 B．沥青→纤维稳定剂→粗细集料C．粗细集料→沥青→纤维稳定剂 D．沥青→粗细集料→纤维稳定剂 2.沥青混合料肯塔堡飞散试验时，测得试验前试件的质量为456.3g，试验后试样的残留质量为432.5g，则该沥青混合料的飞散损失为 %。 A．5.5 B．5.2 C．5.0 D．5.7 3. 某一组沥青混合料离心分离法测定沥青含量试验数据如下： 则该组油石比为： A. 4.6% B. 4.4% C.5.1% D.3.4% 4.水中重法测定沥青混合料试件表观相对密度时，测得干燥试件的空气质量 取0.9971g/cm3，则该试件的表观密度为1231.5g，水中质量746.6g，ρ w g/cm3。 A.2.540 B.1.540 C.2.532 D.1.535 5.进行沥青混合料拌合的标准总拌合时间为 min。 A．2 B．3 C．4 D．5 6.用蜡封法测沥青混合料密度时，测石蜡对水的相对密度时，应测定重物在
的水中质量。 A. 25±0.5℃ B. 20±0.5℃ C. 20±1.0℃ D. 20±2℃ 7. 标准击实仪：由击实锤、φ98.5mm±0.5mm 平圆形压实头及导向棒组成。通过机械将击实锤提起，从高度沿导向棒自由落下击实。 A. 475.2±1.5mm B. 475.2±1.0mm C. 457.2±1.5mm D. 457.2±1.0mm 8.沥青混合料稳定度试验对试件加载速度是。 A . 10mm/min B . 0.5mm/min C . 1mm/min D . 50mm/min 9.随沥青含量增加，沥青混合料试件密度将。 A .保持不变 B .出现峰值 C .减少 D .增大 10.压实沥青混合料密实度试验，含水率大于2%的沥青混合料试件应使用。 A、表干法 B、蜡封法 C、水中重法 D、体积法 11.测定马歇尔稳定度的试验中，标准马歇尔试件放入达到规定温度的恒温水浴中保温（）min后，方可取出试件进行温度度试验。 A．10～20 B．20～30 C．30～40 D．40～50 12.沥青混合料马歇尔稳定度试验荷载精度要求是。 A．0.05kN B．0.01kN C．0.1kN D．0.5kN 13.标准马歇尔试件的高度为。 A．65.5±1.3mm B．63.5±1.3mm C．63.5±1.5mm D．95.3±2.5mm 14.沥青混合料浸水马歇尔试验对试件保温时间要求为。 A． 6h B．12h C．24h D．48h 15.对水中称重法、表干法、封蜡法、体积法的各自适用条件下述说法正确的是。 A．水中称重法适用于测吸水率大于0.5%的沥青混合料的密度 B．表干法适合测沥青混凝土的密度
2016试验检测-沥青混合料
第1题 一般情况下，测定沥青密度的标准温度为（？）。 A.15℃ B.20℃ C.25℃ D.30℃ 答案:A 您的答案：A 题目分数：1 此题得分：1.0 第2题 用灌砂法测定压实，采用量砂应洁净，量砂粒径为（）mm。 A.0.25-0.50 B.0.30-0.50 C.0.25-0.60 D.0.30-0.60 答案:D 您的答案：D 题目分数：1 此题得分：1.0 第3题 量砂松方密度标定时，用水确定标定罐的容积；用灌砂筒在标定罐上灌砂，测定（）。标定应进行三次。 A.装满标定罐后的剩余砂质量 B.装满圆锥体后的剩余砂质量 C.装满标定罐和圆锥体后的剩余砂质量 D.装满标定罐和圆锥体内的砂质量 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 第4题 当被测层粗糙度较大时，应（）。 A.更换被测层位置 B.整平被测层表面 C.在挖坑前测定填充表面空隙所需的量砂质量 D.在挖坑前测定填充孔隙所需的量砂质量 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注：
第5题 该光盘引用规程中的两种干密度计算方法有无实质性区别？（）。 A.有 B.无 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 第6题 通常沥青用量超过最佳用量的，就会使沥青路面的抗滑性明显降低。 A.0.30% B.0.50% C.0.80% D.1.00% 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 第7题 随沥青含量增加，沥青混合料试件空隙率将（）。 A.增加 B.出现峰值 C.减小 D.保持不变 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 离心分离法测定沥青混合料中沥青含量试验中.应考虑露入抽提液中矿粉的含量,如果忽略该部分矿粉质量,则测得结果较实际值( ). A.大 B.小 C.相同 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0
《高模量沥青路面施工技术指南》
高模量沥青路面施工技术指南Technical Specification for Construction of High Modulus Asphalt Mixture -
目次 1总则......................................................... - 1 -2 术语及符号................................................... - 2 - 2.1 术语 .....................................................- 2 - 2.2 符号 (2) 3 材料......................................................... - 3 - 3.1 沥青胶结料 ...............................................- 3 - 3.2 粗集料 ...................................................- 3 - 3.3 细集料 ...................................................- 4 - 3.4 填料 .....................................................- 5 - 3.5 添加剂 ...................................................- 5 - 4 混合料配合比设计要求......................................... - 6 - 4.1 高模量沥青混合料级配及沥青用量要求 .......................- 6 - 4.2 混合料设计方法及指标要求 .................................- 6 - 4.3 目标配合比设计阶段 .......................................- 7 - 4.4 混合料生产配合比设计阶段 .................................- 8 - 4.5 生产配合比验证阶段 .......................................- 9 - 5 施工........................................................ - 10 - 5.1 混合料施工温度 ......................................... - 10 - 5.2 混合料拌制 ............................................. - 10 - 5.3 压实及成型 ............................................. - 11 - 5.4 抽检 ................................................... - 11 - 5.5 其他 ................................................... - 11 - 6 施工过程中的质量管理与检查.................................. - 12 - 7 其它技术要求................................................ - 13 -附录本规范用词说明........................................... - 14 -附件：《高模量沥青路面施工技术指南》（XXX-201X）条文说明.......... - 15 -
高模量沥青混凝土在高速公路中的应用
高模量沥青混凝土在高速公路中的应用 发表时间：2018-07-13T15:12:57.463Z 来源：《基层建设》2018年第16期作者：冯国益 [导读] 摘要：本文通过国内高速公路的现状引入以及提高高速公路使用性能的意义。 天津五市政公路工程有限公司天津 300171 摘要：本文通过国内高速公路的现状引入以及提高高速公路使用性能的意义。本文介绍了高模量改性剂的技术指标和改性机理。由于高模量沥青混凝土优越的路用性能，在高速公路上得到了越来越广泛的利用。 关键词：高模量沥青混凝土；高速公路；应用；社会与环境效益 内容：随着我国高速公路的发展，高速公路走过了从完全照搬、逐渐探索到理性思考的过程，目前我国高速公路沥青路面结构与材料的发展逐渐理性和成熟。无论从沥青的选择到级配的优化直到结构层的优化都显示出我国高速公路有了长足的进步。 1 应用高模量的原因与意义 近年来，由于交通量的增长、轴载增加、超载严重、车辆渠化交通、持续高温天气等因素的综合影响，车辙已成为沥青路面最严重的早期破坏形式之一。研究表明，在沥青路面使用过程中，由于车辙引起的路面损坏所占的比例有愈来愈大的趋势。我国高等级道路沥青路面产生的车辙日趋严重。车辙的产生会影响路面的平整度，消减面层以及路面结构的整体强度，降低路面的抗滑能力甚至会由于车辙内积水而影响高速行车是的安全性，还可能影响车辆在超车或变更车道时的操作稳定性。从寿命周期费用的角度来讲，车辙不仅增加了后期维修养护费用也增加了运营费用，据不完全统计，在高等级公路维修原因中，车辙病害发生比率高达80%以上。由此可见，车辙问题亟待解决，对基于抗车辙性能路面新材料的研究与开发成为公路界专业人士关注的问题。 2 高模量改性剂 2.1改性剂的技术性能指标 （1）PR PLASTS是一种改善沥青混合料高温性能的专用改性剂，呈深蓝色或者黑色、外观为4mm左右的固体颗粒状，其主要成分为改性的高密度PE及低密度PE，属于热塑性树脂类；仅软化不溶解，燃烧无气味。其组成中95%以上为纤维聚合物，5%以下为填充物。 （2）岩沥青改性剂（RA）的密度为0.96g/cm3，大小在2～4mm（见图1.2），研究思路是将岩沥青这种天然高分子化合物，与化工合成高分子聚合物进行复合改性，综合利用两者长处，从而全面地增强沥青混合料路用性能。 2.2改性剂的改性机理 沥青改性是一个物理共混过程，改性剂与沥青的充分混溶是改善沥青性能的基本前提。在此基础上，改性剂吸附沥青中的轻质组分而发生溶胀，已溶胀的改性剂又与沥青其余组分相互作用，从而形成一种新的结构体系，加之此种改性剂自身的固有特性而使沥青性能得到相应的改善。 与以上改性机理不同，把改性剂PR/RA直接加入到沥青混合料中，不仅与沥青发生溶胀，与集料也有物理作用：改性剂在高温时软化，在压实过程中热成型，填充集料骨架中的空隙，同时由于热集料的挤压，使其发生严重的变形。冷却后相互交织起来，在集料骨架中搭桥形成嵌挤、加筋和胶结作用，从而牵制集料颗粒的移动。 3 高模量沥青混凝土的应用 我国许多高速公路路面开始返修、大修和在大量的改扩建施工中发现，出现车辙变形的路段一般中面层形变比较大，而下面层无变形。经研究发现，沥青路面中面层在高值压应力的作用下，由于压应力超过沥青混合料的抗压强度，碾压追密极易造成压密性车撤；同样沥青路面中面层在高值剪切应力作用下，车轮荷载的剪应力超过了沥青混合料的抗剪强度，致使沥青混凝土层出现了剪切变形，剪切变形的积累，则逐渐形成大的变形，即产生了面层失稳型车辙，因此，沥青路面中面层应该是产生车辙现象的主要结构层，下面层次之。 在京津塘高速公路改扩建项目中为了增强整个路面结构抵抗车辙变形和抗疲劳的能力，在中面层中应用了高模量沥青混凝土，其路面结构为：20cm水稳碎石底基层；40cm水泥稳定碎石基层；12cm沥青混凝土ATB-30下面层；6cm高模量沥青混凝土AC-20中面层；4cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13上面层。在我国，针对高模量沥青的研究还未成熟，对高模量沥青材料的组成及实际路用性能了解还不够，需要在国外研究成果的基础上并结合我国高速公路的实践经验，研究高模量沥青混凝土材料组成，总结高模量沥青混凝土的力学特性，为高模量沥青混凝土在我国的推广应用积累经验。 4 高模量沥青混凝土的施工 4.1 高模量沥青的拌制 4.1.1施工前的准备工作 沥青混合料拌和设备在开始运转前要进行全面检查，注意连接部件的紧固情况，检查搅拌器内有无积存余料、冷料运输机是否运转正常和有无跑偏现象，仔细检查沥青管道各个接头，严禁吸沥青管有漏气现象，注意检查电气系统，对于机械传动部分，还要检查传动链的张紧度等。 4.1.2混合料的拌和 试验路采用的拌和设备为MAC320沥青混凝土拌合楼，它采用先进的计量控温和计时设备，可以对混合料进行精确的配合比拌和。 高模量改性AC-20混合料的拌和时间及加料次序参照表1.1选用，每锅出料后，目测认为不合适（花料、离析），则需适当延长拌和时间（3～5s）。 拌和楼安装了监控设备，并派专人监视，确保ZQ-3按时按量准确投放。PR沥青混合料生产温度控制如表1.2所示。低于下限值175℃或超过上限值190℃温度的沥青混合料不得使用。拌和时间应以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料。 当拌和场出现混合料超温废弃，或其他问题不能保证生产能力时，要及时联系摊铺现场进行适当的调整，防止摊铺机出现停机待料的情况，必要时做横向施工缝。 4.2 高模量沥青的运输 高模量沥青混合料拌和好后，可采用大于15t的自卸汽车运输，车厢底板及周壁应涂一层油水隔离剂。每车料卸完后应将车厢清理干净，不应有残留，以防混合料粘附车厢。运输车辆上应覆盖，运至摊铺地点的沥青混合料温度不宜低于165℃。同时，应查明工程所在的具体位置、施工条件、摊铺能力、运输路线、运距和运输时问，根据拌和与摊铺设备的生产能力确定合适的运输车辆数。要组织好车辆在拌