基于瀝青混合料疲勞性能關(guān)鍵影響因素分析

摘要：瀝青路面的疲勞開裂程度關(guān)系著我國的交通狀況，因此我們應(yīng)該有效控制瀝青路面的破壞，改善瀝青混合料的疲勞性能就顯得非常關(guān)鍵。我們采取各種科學(xué)有效的實驗方法對瀝青混合料疲勞性能影響因素進(jìn)行分析，通過這些分析我們提出改善瀝青混合料性能的方法，為延長瀝青路面的壽命，保障交通的安全打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料 疲勞性能 影響因素

前言

為了有效的控制瀝青路面的疲勞破壞，我們應(yīng)該從瀝青混合料的疲勞性能影響因素著手，對瀝青混合料的材料性質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行仔細(xì)研究，認(rèn)真分析，找出影響瀝青混合料疲勞性能的關(guān)鍵影響因素，并針對這些因素對癥下藥，提出合理的措施改善瀝青混合料的性能，最終減少瀝青路面發(fā)生疲勞破壞的現(xiàn)象，最終保障我國的交通安全。

一、荷載條件對瀝青混合料疲勞性能的影響

1.荷載波形對疲勞性能的影響

瀝青混合料的疲勞性能也會受到荷載波形的影響。在相同的實驗溫度和應(yīng)力條件下，我們對不同的荷載波形進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)在正弦型波和半正弦波條件下瀝青混合料的相對壽命比較長，也與實際情況比較相符。不同加載波形對瀝青混合料的壽命影響如表1所示。

2.荷載頻率對疲勞性能的影響

我們通過在24℃溫度下實驗發(fā)現(xiàn)，荷載頻率也會對疲勞性能產(chǎn)生一定影響。一般來說，頻率越高，對瀝青混合料的性能越有利，越不容易產(chǎn)生疲勞。在3-30r/min荷載頻率時對壽命無大影響。在30-100r/min時，壽命縮短20%。在80-2500r/min荷載頻率時頻率越高，壽命越長。

2.荷載間歇時間對疲勞性能的影響

荷載間歇時間的長短也會對疲勞性能產(chǎn)生一定的影響。一般來說，間歇時間越長，會越有利于疲勞損害進(jìn)行緩解和恢復(fù)。因此間歇時間越長，瀝青混合料越不容易產(chǎn)生疲勞，瀝青路面的壽命也會越長。比如說在溫度為40℃時，穩(wěn)定間歇時間是0.3s，極限壽命比值是5。當(dāng)溫度在10℃和25℃之間時，溫度間歇時間變成0.5s，極限壽命比值是25。這主要是因為瀝青材料具有粘彈性的特性，在間歇時間內(nèi)會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，內(nèi)部應(yīng)力能夠?qū)ξ⒓?xì)裂縫進(jìn)行一定的愈合，因此間歇時間越長，瀝青混合料的疲勞性就會越低。

二、材料性質(zhì)對瀝青混合料疲勞性能的影響

1.瀝青混合料勁度對疲勞性能的影響

經(jīng)過實驗研究發(fā)現(xiàn)，瀝青混合料的勁度和疲勞性能也有一定關(guān)系。勁度在常應(yīng)力荷載條件下和常應(yīng)變荷載條件下，對疲勞性能的影響大不相同。在常應(yīng)力荷載條件下，勁度越大，瀝青混合料越不容易產(chǎn)生疲勞，壽命也就會越長。在常應(yīng)變荷載條件下則與之相反，勁度越小，混合料越不會疲勞，使用壽命也會越長。

2.瀝青混合料表面對疲勞性能的影響

一般來說，混合料的表面粗糙程度也會對疲勞性能產(chǎn)生影響?？傮w上來講，越是表面粗糙的混合料越對瀝青路面的壽命有利，越不容易產(chǎn)生疲勞。

3.瀝青混合料用量對疲勞性能的影響

在常應(yīng)力荷載條件下，根據(jù)我們繪制的瀝青用量和疲勞性能的關(guān)系曲線圖發(fā)現(xiàn)，存在著一個最佳瀝青使用量可以對瀝青混合料疲勞性能產(chǎn)生最大的影響。在常應(yīng)變荷載模式下，瀝青的使用量和混合料的疲勞性能成正相關(guān)的關(guān)系。

4.軟化點對瀝青混合料疲勞性能的影響

經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，在一定的條件下，具有較高軟化點的瀝青通常會有較長的疲勞壽命，因此軟化點對瀝青混合料的疲勞程度也有一定影響。

5.針入度對瀝青混合料疲勞性能的影響

在我們的研究過程中發(fā)現(xiàn)，在10℃時，針入度不同瀝青曲線斜率明顯不同。高針入度的瀝青相對于低針入度的瀝青來說，越不容易產(chǎn)生疲勞。

6.集料級配對瀝青混合料疲勞性能的影響

集料級配對瀝青混合料的影響主要是通過改變空隙率來實現(xiàn)的，密級配瀝青混合料相對于開級配混合料來說，具有更好的疲勞特性。

7.空隙率對瀝青混合料疲勞性能的影響

一般來說，瀝青的老化和空隙密切相關(guān)，所以空隙率對瀝青混合料的疲勞特性有非常大的影響。一般來說，空隙率每增加1%，疲勞壽命會降低40%。一般來說，孔隙率越小，勁度和密實度就越大，瀝青的使用壽命就會越長。

三、環(huán)境條件對瀝青混合料疲勞性能的影響

1.溫度對疲勞性能的影響

溫度對混合料的疲勞性能影響主要是通過改變勁度來實現(xiàn)的。除此之外，晝夜溫差的變化和重復(fù)荷載的作用是相同的，一般我們不考慮20℃以上溫度的破壞。疲勞破壞溫度主要集中在13-15℃之間。

2.濕度對疲勞性能的影響

含水量過多容易使混合料的勁度減小，在有水狀態(tài)下會使瀝青路面的疲勞壽命大大縮短，所以水對瀝青路面來說是非常不利的。據(jù)統(tǒng)計，在0.7MPa壓力條件下，有水瀝青路面疲勞壽命只有無水狀態(tài)下的18.7%。

四、各種對瀝青混合料疲勞性能影響因素的對比

我們通過科學(xué)的實驗和正確的分析認(rèn)為，影響瀝青混合料疲勞性能的因素主要有荷載條件、材料性質(zhì)和環(huán)境的作用，這三種因素影響的程度是不相同的。我們通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，荷載間歇時間對疲勞性能的影響是最大的，溫度和針入度對疲勞性能的影響作用僅次于間歇時間，而瀝青用量對混合料的疲勞性能影響最不明顯。

五、結(jié)語

隨著城市化和現(xiàn)代化步伐的不斷加快，車輛越來越多，汽車對公路的破壞越來越嚴(yán)重，瀝青混合料疲勞性能越來越引起人們的重視，我們必須采取措施解決這些問題，保證公路和城市道路的交通安全。在對公路和城市道路進(jìn)行設(shè)計和施工時我們應(yīng)該充分考慮這些問題，只有這樣才能夠保證我國公路設(shè)施建設(shè)的順利進(jìn)行，才能保證公路的安全，才能最終有使人們在日常生活和出行時更加方便，更加安全。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：符適（1981_01），男，湖南益陽人，學(xué)研究生歷，工程師，主要從事工程管理、工程質(zhì)量控制、瀝青混合料質(zhì)量控制、就地?zé)嵩偕|(zhì)量控制.