瀝青混合料流變性質(zhì)

1、指導(dǎo)老師： 制作人： 2011.05.182011.05.18 介紹瀝青和瀝青混合料的流變性質(zhì)介紹瀝青和瀝青混合料的流變性質(zhì) 概念概念 內(nèi)容要點(diǎn)內(nèi)容要點(diǎn) 第一節(jié)第一節(jié) 引言引言 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的基本概念流變性質(zhì)的基本概念 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)語結(jié)語 第一節(jié)第一節(jié) 引引 言言 1-1 1-1 研究流變性質(zhì)的實(shí)際意義研究流變性質(zhì)的實(shí)際意義 公路作為服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的重要工程設(shè)施，其使用性能 備受關(guān)注。用瀝青為結(jié)合材料修筑的瀝青路面常出現(xiàn)兩種主要病害:

2、高 溫車轍與低溫開裂,其產(chǎn)生的主要原因是瀝青及瀝青混合料的高、低溫 穩(wěn)定性不足，研究其流變性質(zhì)將會有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 2-1 2-1 流變性質(zhì)與流變學(xué)概念流變性質(zhì)與流變學(xué)概念 2.1.1 2.1.1 材料的流變性質(zhì)材料的流變性質(zhì) 真實(shí)的材料應(yīng)該是具有流變性質(zhì)的,如 果對速度敏感就偏向于流體,如果對變形敏 感,就偏向于固體。 在夏季高溫季節(jié)，在瀝青路面中，瀝 青遇熱膨脹，成為自由瀝青，它將向空隙 移動(dòng)并可能形成泛油，造成道路的破壞， 然而我們掌握了評價(jià)瀝青及瀝青混合料流 變性質(zhì)的指標(biāo)，對其進(jìn)行分析，將其應(yīng)用 于實(shí)際工程中，能夠讓瀝青路面更少的損 壞，有

3、著實(shí)際的意義。 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 2.1.2 什么是流變性質(zhì)？什么是流變性質(zhì)？ 流變性質(zhì)是指物質(zhì)在外力作 用下的變形與流動(dòng)的性質(zhì)叫流變 性質(zhì)，其中包括彈性、粘性和塑 形。任何物體都具有彈性、粘性、 塑性，最典型的要數(shù)瀝青、塑料 等類的材料。 彎曲蠕變試驗(yàn)機(jī) 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 間延長而變小。 變條件下，應(yīng)力隨時(shí)應(yīng)力松弛：在恒定的應(yīng) 現(xiàn)象增加間延不變的條件下，應(yīng)變 力下，固體材料在保持應(yīng)：蠕變 應(yīng)力松弛 蠕變 流變性質(zhì) 的長而隨時(shí) 恒定溫度 )relaxation stress( )( creep 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 蠕變

4、曲線圖 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 粘彈性材料在總應(yīng)變 不變的條件下，由于試樣 內(nèi)部的粘性應(yīng)變(或粘塑 性應(yīng)變)分量隨時(shí)間不斷 增長，使回彈應(yīng)變分量隨 時(shí)間逐漸降低，從而導(dǎo)致 變形恢復(fù)力隨時(shí)間逐漸降 低的現(xiàn)象。測定應(yīng)力松弛 曲線是測定松弛模量的實(shí) 驗(yàn)基礎(chǔ)。 第二節(jié)第二節(jié) 流變性質(zhì)的概念流變性質(zhì)的概念 2.1.3 2.1.3 流變學(xué)：流變學(xué)： 研究物質(zhì)流變性質(zhì)的科學(xué)稱為流變學(xué)。流變學(xué)是力學(xué) 的一個(gè)新分支，它主要研究材料在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度濕度、 輻射等條件下與時(shí)間因素有關(guān)的變形和流動(dòng)的規(guī)律。 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青的流

5、變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 3-1 3-1 瀝青的流變性質(zhì)瀝青的流變性質(zhì) 在高速公路建設(shè)發(fā)展的今天，瀝 青路面里程與日俱增，瀝青在高速公 路的路面使用性能、服務(wù)壽命中起著 舉足輕重的作用。 瀝青是一種粘彈性物質(zhì)，具有一 定的流變性質(zhì)，尤其是在高溫季節(jié)， 加之行車荷載的作用，瀝青的流變性 對瀝青路面的性能具有重大影響。抗 流變性能差的瀝青路面將很容易形成 車轍、推移等病害，嚴(yán)重縮短高速公 路的使用壽命。 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 應(yīng)力松弛柔量 應(yīng)力松弛模量 蠕變?nèi)崃?蠕變模量 延度 收縮 軟化點(diǎn) 粘度 針入度 標(biāo)表達(dá)瀝青流變性質(zhì)的指 3-23-2 瀝青的流變性質(zhì)評價(jià)指

6、標(biāo)： 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 3.2.1 基本概念基本概念 瀝青三大指標(biāo)：針入度， 延度和軟化點(diǎn)。 針入度實(shí)驗(yàn)是在規(guī)定的 溫度和時(shí)間內(nèi)，附加一定質(zhì) 量的標(biāo)準(zhǔn)針垂直灌入試樣的 深度，以0.1mm表示，針入度 用來評價(jià)道路粘稠石油瀝青 的粘滯性，針入度愈大表示 瀝青愈軟，即稠度愈?。环?之則表示瀝青愈硬，即稠度 愈大。 針入度儀 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 軟化點(diǎn)：軟化點(diǎn)： 把確定質(zhì)量的鋼球置于 填滿試樣的金屬環(huán)上，在規(guī) 定的升溫條件下，鋼球進(jìn)入 試樣，從一定的高度下 落， 當(dāng)鋼球觸及底層金屬擋板時(shí) 的溫度，視為軟化點(diǎn)，以

7、攝 氏溫度表示（），軟化點(diǎn) 越高，表明瀝青的耐熱性越 好，即溫度穩(wěn)定性越好。 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo)瀝青的流變性質(zhì)及評價(jià)指標(biāo) 延度：延度： 延度試驗(yàn)是將瀝青做 成8字型標(biāo)準(zhǔn)試件，在25 攝氏度下，以5cm每分鐘 速度拉伸至斷裂時(shí)的長度 （cm）,即為延度. 延度 越大，表明瀝青的塑性越 好。 延度是評定瀝青塑 性的重要指標(biāo)。 延度儀器 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 4-1 4-1 概述概述 瀝青路面的低溫開裂問題是道路工程中的一個(gè)難題， 瀝青路面使用的瀝青混合料具有應(yīng)力松弛能力，降溫時(shí)瀝 青面層由于收縮變形產(chǎn)生的溫度應(yīng)力逐漸松弛，使得瀝青

8、路面能夠在不設(shè)收縮縫的情況下正常工作而不至于發(fā)生開 裂。但是如果降溫幅度過大，或者瀝青混合料的應(yīng)力松弛 能力不足，使得溫度應(yīng)力超過材料的破壞強(qiáng)度，瀝青路面 將發(fā)生設(shè)計(jì)時(shí)考慮不到的低溫開裂。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 4-2 4-2 瀝青混合料的流變性質(zhì)瀝青混合料的流變性質(zhì) 瀝青混合料是瀝青和石料的混合材料,被認(rèn)為是 一種典型的顆粒性材料，它的顆粒骨架空隙被具有 粘彈性的瀝青漿體不完全填充，在通常的工作條件 下，這種混合料的流變特性也表現(xiàn)為粘彈性。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 瀝青與瀝青混合料的結(jié)構(gòu)相關(guān)特性 瀝青是

9、一種均質(zhì)的 粘彈性材料，而瀝青混 合料是一種顆粒性的粘 彈性材料，這也就是它 們在流變特性方面存在 差異的原因所在，因此， 二者的力學(xué)特性既存在 一些相似性，又有許多 差異性。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 4-3 4-3 瀝青混合料的流變性質(zhì)評價(jià)指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)評價(jià)指標(biāo) 應(yīng)力松弛柔量 應(yīng)力松弛模量 蠕變?nèi)崃?蠕變模量 收縮 質(zhì)的指標(biāo)表達(dá)瀝青混合料流變性 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 4.3.1 收縮收縮：瀝青路面開裂的一個(gè)重要因素就 是瀝青的收縮因其應(yīng)力集中，當(dāng)瀝青（瀝青混合 料）的收縮變形大于瀝青（瀝青混合

10、料）自身的 松弛應(yīng)變，或累積的溫度應(yīng)力大于瀝青的粘接強(qiáng) 度，瀝青路面就會開裂。因此，測定瀝青（瀝青 混合料）的收縮系數(shù)，可用作為評價(jià)瀝青（瀝青 混合料）的抗開裂能力。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 4.3.2 蠕變模量蠕變模量 蠕變模量常作為瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算參數(shù)， 表征了在蠕變過程中材料單位應(yīng)變所需的應(yīng)力， 對一個(gè)完善的彈性材料來說，它是蠕變?nèi)崃康牡?數(shù) ，此外還有拉伸柔量、剪切柔量等。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 4.3.3 松弛模量松弛模量 在黏彈性固體的應(yīng)力 松弛中，與單位應(yīng)變相對應(yīng) 的應(yīng)力(時(shí)間函數(shù))稱作

11、松弛 彈性模量。應(yīng)力隨時(shí)間增加 而減小。但不為0，由于施 加于材料上的外力作用時(shí)間 是一個(gè)變量，因此松弛彈性 模量是時(shí)間的函數(shù)。 粘彈性固體應(yīng)力松弛圖線 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 對粘彈性液體，如圖 所示，應(yīng)力隨時(shí)間下降， 最后趨近于0，也就是說應(yīng) 力完全松弛。無論是粘彈 性固體或是粘彈性液體， 應(yīng)力都是時(shí)間的函數(shù)，因 此其模量G也是時(shí)間的函 數(shù)。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo)瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標(biāo) 必須指出，我們用蠕 變試驗(yàn)來定義柔量，用松 弛試驗(yàn)來定義模量，即 對粘彈性體，要表征 其性狀，必須了解 ，它是 材料的性質(zhì)，是其內(nèi)部結(jié) 構(gòu)的反映。我們