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)容要點內(nèi)容要點 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)及評價指標瀝青的流變性質(zhì)及評價指標 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及評價指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及評價指標 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)的實際意義研究流變性質(zhì)的實際意義 公路作為服務(wù)國民經(jīng)濟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:高溫車轍與

2、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，它將向空隙移動并可能形成泛油，造成道路的破壞，然而我們掌握了評價瀝青及瀝青混合料流變性質(zhì)的指標，對其進行分析，將其應(yīng)用于實際工程中，能夠讓瀝青路面更少的損壞，有著實際的意義。 第二節(jié)第二節(jié) 流

3、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。彎曲蠕變試驗機 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)

4、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)分量隨時間不斷增長，使回彈應(yīng)變分量隨時間逐漸降低，從而導(dǎo)致變形恢復(fù)力隨時間逐漸降低的現(xiàn)象。測定應(yīng)力松弛曲線是測定松弛模量的實驗基礎(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、輻射等條件下與時間因素有關(guān)的變形和流動的規(guī)律。 第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價指標瀝青的流變性質(zhì)及評價指標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

5、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)及評價指標瀝青的流變性質(zhì)及評價指標應(yīng)力松弛柔量應(yīng)力松弛模量蠕變?nèi)崃咳渥兡Ａ垦佣仁湛s軟化點粘度針入度標表達瀝青流變性質(zhì)的指3-23-2 瀝青的流變性質(zhì)評價指標：第三節(jié)第三節(jié) 瀝青的流變性質(zhì)及評價指標瀝青的流變性質(zhì)及評價指標 3.2.1 基本概念基本概念 瀝青三大指標：針入度，延度和軟化點。

6、 針入度實驗是在規(guī)定的溫度和時間內(nèi)，附加一定質(zhì)量的標準針垂直灌入試樣的深度，以0.1mm表示，針入度用來評價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??；反之則表示瀝青愈硬，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)及評價指標瀝青的流變性質(zhì)及評價指標 軟化點：軟化點： 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，鋼球進入試樣，從一定的高度下 落，當(dāng)鋼球觸及底層金屬擋板時的溫度，視為軟化點，以攝氏溫度表示（），軟化點越高，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)及評價指標瀝青的流變性質(zhì)及評價指標 延度：延度： 延度試驗是將瀝青做成

7、8字型標準試件，在25攝氏度下，以5cm每分鐘速度拉伸至斷裂時的長度（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。延度儀器 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標 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度，瀝青路面將發(fā)生設(shè)計時考慮不到的低溫開裂。 第四節(jié)第四節(jié)

8、瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標 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)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標瀝青與瀝青混合料的結(jié)構(gòu)相關(guān)特性 瀝青是一種均質(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)及指標瀝青混合料

9、的流變性質(zhì)及指標 4-3 4-3 瀝青混合料的流變性質(zhì)評價指標瀝青混合料的流變性質(zhì)評價指標 應(yīng)力松弛柔量應(yīng)力松弛模量蠕變?nèi)崃咳渥兡Ａ渴湛s質(zhì)的指標表達瀝青混合料流變性 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標 4.3.1 收縮收縮：瀝青路面開裂的一個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)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標4.3.2 蠕變

10、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，對一個完善的彈性材料來說，它是蠕變?nèi)崃康牡箶?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)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標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(時間函數(shù))稱作松弛彈性模量。應(yīng)力隨時間增加而減小。但不為0，由于施加于材料上的外力作用時間是一個變量，因此松弛彈性模量是時間的函數(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)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標 對粘彈性液體，如圖所示，應(yīng)力隨時間下降，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)力都是時間的函數(shù)，因此其模量G也是時間的函數(shù)。 第四節(jié)第四節(jié) 瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標瀝青混合料的流變性質(zhì)及指標 必須指出，我們用蠕變試驗來定義柔量，用松弛試驗來定義模量，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