SHRP高性能沥青混凝土技术与发展.ppt

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 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，其表面可能相互滑动。 矿料的性能集料的堆积特性 矿料的性能集料的受力特性 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 沥青混合料的性能永久变形 沥青混合料的性能疲劳变形 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） 沥青胶结料与混合料基本试验--短期老化试验 沥青胶结料与混合料基本试验--长期老化试验 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 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 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） 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） 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） 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 路面温度的转化 选择胶结料的等级 荷载等级对胶结料选择的影响 交通等级对胶结料选择的影响 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Superpave软件提供美国和加拿大6500个观测站的温度数据库，设计人员可以根据所在地区的温度选择胶结料的等级。每个观测站根据观测结果，计算7天最高温度的区间及对应的温度的平均值，通过对所有这些观测计算的平均值和标准差计算分析； 同样，可以计算最低温度的平均值和标准差。 沥青胶结料与混合料 Superpave对沥青胶结料的选择 可靠性 Superpave设计系统中，可靠性指某一年的