1、沥青与沥青混合料应力松弛性能研究文 献 综 述论文题目：沥青混合料应力松弛性能的研究 姓 名：陈智蓉班 级：道路与铁道工程 学 号：11008005摘要：沥青的低温性能是沥青的关键技术性能之一，对于寒冷地区或经受重载荷大交通量的路面，该性能指标尤为重要。本文简单描述了沥青混合料低温性能研究的背景和意义，回顾了国内外研究状况，分析了沥青路面主要低温病害，和沥青混合料的粘弹性性质，还对近几年国内对应力松弛性能的研究进行了重点阐述，并且得出重要结论，即应力松弛性能虽能很好的反映和描述沥青混合料的低温性能，但试验技术难度较大，鉴于我国目前技术水平，采取弯曲蠕变试验方法为宜。一 研究背景中国近年来修筑的
2、沥青路面，无论是北方冰冻地区，还是南方非冰冻地区，在使用期出现开裂的问题相当普遍，这种破坏在温度骤降或温差较大的地区更为突出。我们知道，沥青及沥青混合料低温特性是影响低温开裂的重要因素。沥青路面低温裂缝现象是普遍而且具有危害性的，控制沥青路面低温缩裂就成为十分重要而又紧迫的任务。沥青路面的低温开裂一直是困扰国内外道路工程界的主要问题之一，也是世 界各国都存在的普遍现象，其危害在于大量裂缝的存在使得路表水、空气及其它 有害物质可通过缝隙进入路面结构内部，并沿着混合料的孔隙渗入路面基层和路 基，使路面结构承载力下降，在行车荷载作用下产生唧浆、唧泥、冲刷，界面层 出现局部脱空，进而在路面形成局部凹陷
3、，最终导致路面发生网裂与坑槽，严重 地影响车辆的行驶质量，大大地降低了路面的使用寿命。另一方面，在季节性冰 冻地区当温度降至冰点时，滞留在路面结构孔隙中的水分还将产生冻胀，导致路 面材料的内部损伤和损伤积累，进一步加速路面的破坏。随着路面使用期限的延 长，沥青材料不断老化，低温开裂的问题将越来越严重。二 国内外研究状况对于温度变化引起的沥青路面开裂问题的研究始于二十世纪六十年代，但直 到今天国内外工程界仍然十分关注这个领域的研究与发展。从已有的成果来看， 早期的工作主要集中在低温开裂方面，重点是温度应力的计算方法以及沥青混合 料低温抗裂性能的试验研究。美国公路战略研究计划启动后，将温度变化引起
4、的 沥青路面开裂问题的研究全面推进到了一个新的阶段。在该计划中，对于温度应力的测定、温度开裂的预估、试验与分析仪器的开发以及低温开裂和温度疲劳开 裂等方面的问题进行了广泛的研究和推广应用；目前，正在致力于开发应用这些 方法与手段对沥青混合料的低温开裂与温度疲劳开裂的有关性能进行评价的分析系统。自 20 世纪 60 年代以来，加拿大、美国、日本等国家重点对沥青混合料低温开裂与材料低温性能指标进行了系统调查和研究，并铺筑了许多试验路，提出了沥青及沥青混合料低温抗裂的不同评价指标，但是这些指标都是针对本国具体实验进行的研究尚缺乏验证，尤其是沥青及沥青混合料性能指标与路用性能的相关关系，依然是道路领域
5、研究的重要课题。早些年我国沥青路面设计与施工规范中，均未提出沥青混合料的低温指标及相应的试验方法，而仅对改性沥青混合料提出了用一 10弯曲试验的破坏应变作为低温抗裂技术要求。但近年来，国内外许多大专院校及研究机构就沥青混合料的低温抗裂性评价方法、指标进行了广泛研究。美国 SHRP 曾提出以温度应力试验和三点弯曲 J 积分试验作为评价沥青路面低温开裂的主要方法。中国“八五”项目提出以 0弯曲蠕变试验的蠕变速率作为评价指标，也有研究者提出以松弛模量描述其抗裂性能或以沥青混合料低温开裂时的断裂能作为评价指标。一般评价沥青混合料低温抗开裂性能可从两方面进行,一方面看其在低温下的变形能力; 另一方面看其
6、在低温断裂时所能承受的断裂拉力的大小. 但以往多以其变形能力这一单一指标来衡量沥青混合料的抗开裂能力是不全面的。目前国内外用于研究沥青混合料低温抗裂性能的试验方法有多种，主要包括：等应变加载破坏试验(间接拉伸试验、弯曲、压缩试验)、直接拉伸试验、弯曲拉伸蠕变试验、劈裂蠕变试验、约束试件温度应力试验、三点弯曲 J 积分试验、 Cx 积分试验、温度收缩系数试验、应力松弛试验等。三 低温病害沥青路面使用期开裂是世界各国普遍存在的问题, 沥青路面在温度骤降或温差较大地区, 会由于温度应力的作用而产生裂缝。裂缝的产生严重危害道路的使用寿命和质量。沥青路面产生裂缝后，特别在雨季，由于雨水的浸入，导致沥青与
7、集料破落，进而产生水破坏，并且雨水沿裂缝渗入基层，还会产生唧浆等一系列病害。处理好沥青路面的低温裂缝有利于提高路面的使用寿命和使用性能。但是，沥青路面的低温裂缝是目前世界上尚未解决的一种道路病害。1 沥青从以往的研究总我们可以发现，影响沥青混合料的因素有如下几种：2 混合料自身的性质；3 路面结构；4 其它因素（当地的气温特点、施的性质；工质量、行车状况等） 。从这个四个因素中我们可以看出，沥青路面产生低温裂缝，并不是某一个因素能决定的，它是多种因素共同作用的结果，因此，也就加深了解决沥青路面低温裂缝的难度。破坏机理：沥青混凝土的低温变形能力主要取决于沥青材料的低温性能,沥青与矿料的粘结强度以
8、及沥青混合料的均匀性。沥青路面低温抗裂性能的好坏,关键是沥青材料本身直接影响到沥青混合料的低温抗裂性。从目前的观点看，关于低温开裂破坏机理主要是从严冬期温度骤降，温度疲劳，反射裂缝三个方面因素来考虑的。 1 严冬期温度骤降沥青混合料是一种复杂的材料，其具有应力松弛能力，当给沥青混凝土一定的应变时,由此产生的应力会随时间延长而松驰 ,在一般的温度范围内,由温度降低而产生的拉应力,会由于应力松驰而减小,将不产生出现裂缝那么大的应力。可是当出现寒流或寒潮时,过快的降温速率将使路面的应力来不及松驰, 出现过大的应力积累。与此同时 ,由于温度过低,沥青混合料的应力松驰模量逐渐增大,应力松驰性能降低 ,也
9、导致应力积累过大,待温度应力积累到超过沥青混合料的极限抗拉强度时,路面就将出现裂缝, 以便将应力释放出去。2 温度疲劳温度升降反复作用的温度应力疲劳使沥青混合料的极限拉应变或劲度模量变小,又加上沥青老化使沥青劲度增高,应力松弛性能下降,故可能在比一次性降温开裂温度高的温度下开裂。同时裂缝随着路龄的增加而不断增加。 3 反射裂缝我国沥青路面基层绝大部分是采用的半刚性基层，即采用无机结合稳定类材料。无机结合稳定类材料其特点是抗压强度高，而抗拉强度就低得多。而且这类材料对环境的敏感性比较大，尤其是在温度的作用下，会产生收缩。当收缩时产生的应力大于无机结合稳定类材料抗拉强度时，基层就产生裂缝，如果温度
10、应力小于抗拉强度，在重复荷载的作用下，基层也会产生疲劳裂缝。半刚性基层一旦产生裂缝，面层便会在开裂缝处产生应力集中,而且在低温下沥青面层的模量较大,它仅能承受较小的温度应力 ,因而极易产生反射裂缝。四 沥青混合料的应力松弛及粘弹性性质沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，其应力松弛特性是其粘弹性性质的一 个重要表现，要充分认识其应力松弛规律，就必须对粘弹性力学和沥青混合料的 粘弹性性质有全面的认识。粘弹性力学的基本理论粘弹性力学是伴随着聚合物材料的开发及其在工程中的广泛应用而迅速发展起来的一门新兴学科。聚合物材料的力学特性既不同于传统的弹性固体材料又不同于传统的粘性流体材料，但某些特殊条件下却又表
11、现出与弹性固体和粘性流体相似的特征，故称之为粘弹性材料。1 粘弹性材料的力学响应是一个不可逆的热力学过程众所周知，弹性固体具有确定的构形，在外荷载作用下将产生一定的变形， 但变形与加载历史无关，而且变形是弹性的，一旦卸载，变形可完全恢复。其全部力学响应过程是一个可逆的热力学过程。而粘性流体没有确定的构形，外力作用下的形变可随时间而无限发展，外力卸除后其形变不可恢复，变形过程中外力所做的功将全部转变为热能而耗散，其力学响应是一个不可逆的热力学过程。 2 粘弹性材料的力学响应具有记忆功能对于粘弹性材料而言，在考察其当前的应变响应时，不仅要考察当前的应力状态，而且要考察整个加载过程的应力状态，因为，
12、粘弹性材料具有“记忆”功能，它能“记住”以往的应力状态及其变化的整个过程并反映到现时的应变响应。而且，粘弹性材料的“记忆”功能符合记忆衰退原理。3 粘弹性材料具有温度相关性及时间相关性粘弹性材料特有明显的温度相关性。通常情况下，随着温度的升高，粘弹性材料的力学响应越来越明显地表现出粘性流体的特征，而随着温度的降低，其弹性固体的特征越来越明显。另一方面，弹性材料的力学响应与荷载作用时间无关，只要荷载一定，无论其作用多少时间，所产生的变形都是唯一确定的，不会因荷载作用时间长短的不 同而稍有改变。4 粘弹性材料的蠕变与应力松弛特性蠕变与应力松弛是粘弹性材料最基本的特性。在恒定应力作用下，应变随加 载
13、时间的延长而增加的过程称之为蠕变；在恒定应变作用下，图 1，应力随时间的延长而减小的现象称之为应力松弛。典型的蠕变曲线如图 1a 所示，典型的应力松弛曲线如图 1b 所示。5 沥青混合料的粘弹性特征用粘弹性理论描述沥青混合料的力学响应是一种更为合理的选择。最后，必须强调指出，粘弹性是任何一种工程材料所共有的本质特征，只是表现的程度不同而已。常见的表征材料应力松弛特性的本构关系模型包括 Burges 模型、Maxwell 模型、广义 Maxwell 模型等。一般认为 Burges 模型和广义Maxwell 模型能较好地描述粘弹性材料的应力松弛特征，特别是可通过调整 Ei，i 改变松弛曲线的形态以
14、适应不同材料的特点。五 国内所做应力松弛试验举例指标及测试方法应力松弛试验是施以衡应变下应力随时间变化的趋势。通常结果有两种评定方法：一是规定时间内应力松弛的最大能力，二是规定松弛应力比下的松弛最短时间，即应力松弛时间和应力松弛模量。应力松弛时间 m 越短，或应力松弛模量越小，表示该材料的弹性越好，抗开裂能力好。试验方法可采用弯曲应力松弛试验,压缩应力松弛试验和由等速加载弯曲破坏试验推断应力松弛性能。（一)广东省交通科学研究所对应力松弛性能的研究1 试验思路沥青路面不像水泥混凝土路面那样可以设置伸缩缝，因为沥青混合料具有粘弹性，使荷载在路面结构中产生的应力可得到一定的松弛而减小，在较高温度时应
15、力甚至会因松弛能力强而很快消失。在温度较低时，沥青混合料的应力松弛能力较差，松弛速度慢,因此在路面结构中会存在一定程度的应力累积，当累积的应力超过其强度时，就会发生开裂破坏。在相同的温度和强条件下，沥青混合料的应力松弛速度越快,其抗裂性能越好。相反,应力松弛速度越慢，则越易开裂破坏。因此，沥青混合料的应力松弛性能是评价其低温开裂的重要性能指标。同时，由于应力松弛试验是确定沥青混合料的粘弹性参数最基本的试验方法之一，可根据应力松弛试验结果得到沥青混合料的粘弹性参数，为用粘弹性理论进行理论分析提供参数。因此，将进行沥青混合料应力松弛试验研究。然而，在实际的试验操作过程中，给试件施加一个确定应变的工
16、作无法在瞬间完成，而往往需要占用一定的时间。因此,在试验过程中，如何缩短初始加载时间是决定试验结果是否精确的主要因素，在一些应力松弛试验报告中,瞬时弹性模量偏低，其主要原因就是因为初始加载时间较长，而在处理试验结果时又没有进行必要的修正。在较高的温度下进行应力松弛试验时,这种影响更为显著。同时，在整个试验过程,应注意保证应变的控制精度，否则就违背了应力松弛试验的基本前提。其次，沥青混合料作为一种热粘弹性材料，其力学特性与环境温度密切相关，对环境温度的变化十分敏感，因此，应设法保证在整个应力松弛试验过程中环境温度保持不变，即要注重选择合适的试验设备，以尽可能地提高温度控制精度，同时为保证试验的系
17、统性，应在不同的环境温度下相互独立地完成多个试件的应力松弛试验，对其结果进行分析。基于上述原因，本试验研究选择了从美国进口的约束试件温度应力试验仪( TSRST)进行应力松弛试验, 因为 TSRST 的温度控制精度高达0.1，通过初始加载使试件产生 ?0 的变形后可以在 0.00025cm 的精度范围内保持试件长度不变。此外，该设备的数据采集处理与存储完全由计算机自动控制，无需人值守,这一特点特别适合于时间较长的应力松弛试验。2 试验原理所谓应力松弛是指应变按 Haviside 函数变化的条件下,应力随时间衰减的特性。可见,要进行应力松弛试验,首先必须设计一个应变输入,使得:?t? =?0 H
18、( t) =0 t 0?t?=?0 H( t) =?0 t 0试验时,恒定应变?0 数值大小的选择也很重要,?0 选择太小, 试验过程的偶然因素会对试验结果产生较大的影响,难以保证试验精度 ,?0 选择过大,初始应力接近材料的强度极限,应力松弛过程中可能伴随有损伤的发生与发展,引起非线性响应, 一方面使得问题复杂化,另一方面也难以客观地反映材料的热粘弹性特性。3 试验方法3.1 试验准备首先设定试验温度,然后安装试件、温度传感器。和位移传感器 ,一切就位以后关门降温,当温度达到设定的试验温度后 ,再继续恒温 5 h ,以保证试件内芯和表面温度均衡一致。这一过程和温度收缩应力试验完全一样。3.2
19、 测定瞬时弹性模量由于 TSRST 是用于试件轴向位移受到完全约。束条件下进行温度收缩应力测定的专用设备,其附属的计算机数据采集系统只有荷载的自动测试功能,却不能进行应变的自动测试,因此, 事先必须依靠人工操作确定材料的瞬时弹性模量,然后依据初始应力和瞬时弹性模量求得初始应变。为了比较准确地测得瞬时弹性模量,采用了逐级加载、卸载的方法进行测定。加载时间一般不超过 2 s ,卸载时间可适当放宽 ,但卸载后至少等待 10 min 再进行下步实验程序。根据每次加载测得的荷载 Fi 、应变 i 及试件面积 F ,按下式计算相应温度下的瞬时弹性模量 E : 1ni E0? ?nAi?1i式中: n 为加
20、载的级数,一般取三级。3.3 应力松弛试验对试件施加初始荷载 F0 ,随即启动控制系统, 。开始进行松弛试验。在位移不变的情况下每隔 10 s 采集一次试件温度、拉力等试验数据, 恒定应变值 0 按下式计算： ?0?AE0沥青混合料的松弛模量 G( t ) 则根据试验中计算机采集的不同时刻的拉力值 F( t) 由下式计算：G?t?4 试验结果试验所用的沥青混合料及试件形状与温度应力试验完全一样,试验过程中共选择了- 20 、- 15、- 10 、- 5 、0 、5 、10 等不同的温度,试验所得各种温度下的沥青混合料初始模量见表 1。F?t? A0试验过程中,所选择的松弛时间一般在 12 h
21、以上,不同试验温度下所采集的部分试验数据见表 2 ,按表 2 所列数据绘制的应力松弛曲线如图 1所示。5 沥青混合料松弛模量主曲线应用分段拟合方法将松弛函数表达式( T0 = 15）表示为：G15?t?AeG15?t?C式中：?、?p?1?t?BeD?t t=0.5 (1?t) t0.5 为burgers 模型松弛函数；?t?t?t?A?BG15ee?q?q?21；A?；B?p1?4p2?2?p?4p212q?qp?4p1221；p1 = 2/ E1 + 2(2 +3) / E3 , p2 =23/ ( E1 E3) , q1 =2 , q2 =23/ E3 ; E1 , E3 ,2 ,3 为
22、 Burgers 模型中的 4 个参数。根据试验结果,获得 15 条件下的各参数（见表 3） 。6 结语本文探讨了沥青混合料的应力松弛性能试验方法,研究了在不同温度下的应力松弛特性。在粘弹性模型中,应用分段拟合方法表达了松弛函数 ,认为 Burgers 模型能较好地模拟沥青混合料的粘弹性性质。通过对松弛试验结果采用 Burgers 模型拟合,发现该模型只适合于描述短期松弛的特性 ,不适合于描述长时间下的松弛行为。（二 ）应力松弛试验的分析及其数据处理方法探讨当应变恒定时，应力随时间而减小的现象称为应力松弛。对于某些工程结构，应力松弛有利于结构的安全。沥青混合料的应力松弛能力越好，其抗裂性能也就
23、越好，所以常采用沥青混合料的应力松弛性能来评价其抗裂性能。同时，也可以根据应力松弛试验结果来确定材料的粘弹性参数。所以，应力松弛试验是一种常用于评定材料的应力松弛性能，确定其粘弹性参数的试验方法。进行应力松弛试验，理论上要求试验设备能够在瞬时对试件施加一个应变?0 ，并能保持恒定。但是，一般的试验设备均不可能在瞬时施加恒定的应变?0 ，只能是在一个尽可能短的时间内使应变由起始时刻的 0 很快地变化到?0，并保持恒定(见图 1)。这样，实际的应力松弛试验的加载过程与理论要求尚具有一定的差别。由于粘弹性材料的是有记忆的，其应力或应变响应决定于加载与变形的过程(历史) ，所以实际的加载过程肯定会对试
24、验结果具有影响。但是实际上一般都忽略了初始加载过程(即应变由 0 变化到?0。)的影响。本文旨在分析应力松弛试验中的初始加载过程对其结果的影响，并提出相应的分析方法。1 实际加载过程的理论分析设物体受到外部作用时产生随时间变化的应变?t，引用松弛模量函数Y(t)，根据叠加原理可以得到相应的应力计算公式：?t?0Y?t?Y?t?0td?d? d?实际的应变加载过程可以表述为：?t?0 t=0?t?0?t 0tt0 0?t?0 t=t0根据实际加载所得到的计算松弛模量一般情况下并不是材料真正的松弛模量。其原因就在于实际的加载过程不同于理论上的松弛试验的加载过程，在应变值恒定之前的加载过程对应变恒定
25、后的应力值具有一定的影响。这也说明，欲使实验测定的松弛模量真实可靠，应尽可能地缩短使应变恒定所需的时间，即应使 to 尽可能地小。2 实际松弛试验结果的分析处前面的分析表明：由于松弛试验的实际加载过程与理论要求不同，致使根据实际加载所计算得到的松弛模量与实际值间具有一定的偏差。因此，除要求在实际试验时，尽可能地缩短使应变恒定所需的时间 to 外，还需要探讨根据实际的加载试验结果计算松弛模量的方法。由于试验刚开始(t=0) 至 t=to 时间段内的试 验条件不符合应力松弛试验的条件，所以通常的做法一般都是忽略这个阶段，而只考虑应变恒定后的阶段。一般地，都是取应变刚开始恒定时刻 to 作为松弛试验
26、的起始时刻，即忽略应变由 0 逐步增加到 0 的过程。为比较这两种不同处理方法所造成的误差，笔者采用变化 Burgers 模型参数和时间 to，应用正交设计法计算、分析了各种情况下，两种处理方法所造成的误差。3 结语从上述的分析结果可以看出：(1)不论采用何种处理方法，在 to 时刻的计算误差最大，随着时间的延长，误差急剧减小，并很快趋于 0；(2)取应变刚开始恒定的时刻作为松弛试验的起始时刻，即完全忽略应变恒定前的加载过程的处理方法，所引起的误差较大，特别是在 to 时刻的误差最大。因此，在根据实际的试验结果来计算松弛模量时，应从开始加载时起开始记时，而不应从应变开始恒定时才开始记时，特别是
27、在 to 值较大时更应如此。（三）长安大学对改性沥青及纤维增强沥青混合料应力松弛性能的研究 1 前言随着高速公路事业的飞速发展，各种新型材料也应运而生。它们的出现，改善了沥青混合料的路用性能，具有广阔的应用前景。路用性能之一的低温缩裂主要是由于混合料的应力松弛速度赶不上温度应力的增长速度，从而出现过大的应力积累，其积累到超过沥青混合料的极限抗拉强度而产生的，因此，研究混合料的应力松弛性能十分必要。沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，它的全部力学行为都可以描述为温度、时间的函数。松弛是粘弹函数中比较单纯的一种力学行为，粘弹性材料的松弛能力可以松弛弹性模量来表示。松弛弹性模量可以采用松弛试验方法测定
28、，也可以应用粘弹性力学原理，将动荷载试验、一定应变速度试验及蠕变试验等方法的测定结果，通过数学计算而求出。下面本文通过等速加载弯曲试验，来评定 GoodRoad 1I 聚酯纤维增强沥青混合料和 SBS 改性沥青混合料的应力松弛能力。 2 原材料及试验方法2.1 原材料性能聚酯纤维除耐碱性能较差外，具有良好的化学稳定性、耐酸和耐微生物性能，以及较强的不受一般非极性溶剂侵蚀的能力。其强度高，延伸度适中，模量高， 回弹性好。GoodRoad 1I 是一种聚酯材料，是从石油中提炼的聚酯化产品。 SBS 属热塑性橡胶类改性剂，是苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，由于其具有良好的弹性，已成为目前世界上最为
29、普遍使用的道路沥青改性剂。在室内采用高速剪切机加工改性沥青。试验采用 SheH AH 一 110#沥青，石料为片麻岩，矿粉为石灰石矿粉，根据 GoodRoad II 的物化性能，按照混合料总量的 0.225加入纤维；按照沥青用量的 5；加入入燕山线型 14o1SBS 改性剂，级配均为 AC 一 16 I 型。根据马歇尔试验得出的表观密度、空隙率、沥青饱和度、稳定度、流值等指标确定最佳沥青用量。2.2 等速加载弯曲试验用静压法成型 300mmx30Ommx50mm 的板，切割成250mmx4Ommx4Omm 的棱柱体小梁，跨径为 200mm,采用万能材料试验机(MTS)进行试验。试验时，将试件置
30、于环境箱中恒温至少 4h，直到试件内部温度达到试验温度O.5后，将试件对称安放在支座上，试件上下方向与试件成型时方向一致，对位移测定装置和荷载传感器进行量程和调零处理，以 5mmmin 的速率中点加载，直到试件破坏。MTS 材料试验机可自动采集数据，以采集到的不同时刻跨中挠度和强度，根据公式将其换算为应力应变。本文对三种沥青混合料进行了不同温度(O 、一5 、一 1O 、一 15 、一 2O)、5mm min 加载速率的弯曲试验。3 试验分析方法小梁弯曲试验即以一定速度向试件中心施加位移，速度一时间关系为线性关系，根据积分型粘弹力学模型，采用松弛时间连续分布的假定，松弛模量可以认为是松弛时间谱
31、 H() 的函数。梁底应力应变和松弛弹性模量的关系为：t?d?H?ed?E0 Er?t?0d?显然，在等速加载试验方式下，各时刻应力、应变曲线的斜率即为材料的松弛模量，也就是材料的松弛模量为一定应变速度试验得到的应力、应变曲线的切线模量，一般采用以下公式计算松弛弹性模量。Er?t?dlg? ?dlg?在一定温度条件下，Iglg 一般为对数坐标上的直线，将测定数据在双对数坐标上绘图，可以方便地得到直线的斜率，从而简便地得到相对应时刻的松弛模量。4 试验结果及评价4.1 不同混合料的松弛模量在 5mmmin 加载速率下，经过计算，做三种沥青混合料的不同温度下时间一松弛模量的关系(以双对数坐标表示
32、)。4.2 松弛性能评价为了解决不同时间温度范围内的松弛特性，采用了时间温度等效换算法则。在粘弹性理论中经过时间与温度换算法则，可使实际问题得以简化。对定量粘弹性材料性质时，不可能将观测时间延长或者将温度范围扩大到某种程度，即使能够延长和扩准大，其试验精度也会因之而下降，并且不可能测得真值。对此，可把改变温度作为延长观测时间的手段，同样也可以把改变时间作为扩大环境温度的方法。因为，高温时的粘弹性动态相当于用较长时间观 测到的粘弹性动态；低温时的粘弹性动态相当于用较短时间观测到的粘弹性动态。本文以一 10 为基准温度，将低于一10 的 Er?T 曲线向左平移，高于一 10的 Er?T 曲线向右平
33、移，得到各混合料的松弛模量总曲线，如下图所示。由以上结果可知：在时间较短时，也即温度较低时，改性沥青混合料的应力松弛速度即单位时间内的应力松弛模量下降最大，纤维增强沥青混合料次之，二者均大于基质沥青混合料，说明在低温区改性沥青和纤维沥青混合料的残余应力较小，而基质沥青混合料有较大的残余应力，因而其低温抗裂性能较差。5 结语1 纤维增强沥青混合料及改性沥青混合料的抗低温缩裂能力与其应力松弛能力有很大关系。通过等速加载试验评价混合料应力松弛性能的方法简单、可行，具有可靠性。2 纤维增强沥青混合料及改性沥青混合料具有较基质沥青更好的松弛能力，低温抗裂性能好，这一点也已被笔者的其他试验所证实。3 采用
34、应力松弛速度来评价不同沥青混合料的应力松弛能力是有效的。六 结论1 本文对沥青混合料的低温性能进行了研究，沥青混合料的低温破坏主要是低温裂缝，也就是通常所说的温缩裂缝。沥青路面温缩裂缝是十分复杂的。从本文的分析中，我们知道，沥青混合料的温缩裂缝的发生是多方面原因的综合。温度骤降，温度疲劳和反射裂缝等都是沥青路面产生裂缝的原因。认真分析沥青路面温缩裂缝产生的原因，我们才能在改进沥青混合料低温性能方面有很大的提高。 2 本文列举三个例子对沥青混合料及改性沥青混合料进行应力松弛试验的研究，我们钦佩这些学者对学术的热爱和坚持，同时我们知道，目前国内外用于研究沥青混合料低温抗裂性能的试验方法有多种，应力
35、松弛性能虽能很好的反应和描述沥青混合料的低温性能，但试验技术难度较大，鉴于我国目前技术水平，采取弯曲蠕变试验方法为宜。3 应力松弛性能是评价沥青材料抵抗温度开裂的重要性能。应力松弛性能的指标是应力松弛时间和应力松弛模量。应力松弛时间 m 越短，或应力松弛模量越小，表示该材料的弹性越好，抗开裂能力好。4 本文重点探讨了沥青混合料的应力松弛性能试验方法, 研究了在不同温度下的应力松弛特性。在粘弹性模型中,应用分段拟合方法表达了松弛函数,认为 Burgers 模型能较好地模拟沥青混合料的粘弹性性质。参考文献1 沈金安. 沥青及沥青混合料路用性能. 北京：人民交通出版社，20012 Li X.Inve
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