P—25℃时针入度,0.lmm。 图13-10沥青劲度模量诺谟图 2.沥青混合料的劲度模量 C.范德甫对一系列密级配沥青混合料进行试验后确认,沥青混合料的劲度模量是沥青 的劲度模量和混合料中集料数量的函数。对某一沥青混合料,可以从诺谟图查得规定荷载作 用时间与温度的沥青劲度模量之后,再用下式计算沥青混合料的劲度模量 Sm=S, 1+ (13-21) 式中:Sm—沥青混合料的劲度模量,MPa Sb沥青的劲度模量,MPa 4×10 n=0831g Cv一混合料中集料的集中系数, 集料的体积 集料的体积+沥青的体积 此式仅适用于沥青混合料的空隙率v为3%,C等于0.7~09的情况,若空隙率大于 3%,C要修正为 1+(00v-003 算得的C值代替式(13-21)中的C值,就可求得沥青混合料的劲度模量 三.沥青混合料的疲劳特性 如同其它路面材料一样,沥青混合料的变形和破坏,不仅与荷载应力的大小有关,而且 358
358 P—25℃时针入度，0.1mm。 图 13－10 沥青劲度模量诺谟图 2．沥青混合料的劲度模量 C．范德甫对一系列密级配沥青混合料进行试验后确认，沥青混合料的劲度模量是沥青 的劲度模量和混合料中集料数量的函数。对某一沥青混合料，可以从诺谟图查得规定荷载作 用时间与温度的沥青劲度模量之后，再用下式计算沥青混合料的劲度模量： Sm S n C C b V V n = + − 1 2 5 1 . （13－21） 式中： Sm— 沥青混合料的劲度模量，MPa； Sb — 沥青的劲度模量，MPa； n Sb = 083 4 104 . lg CV —混合料中集料的集中系数，即： CV = + 集料的体积 集料的体积 沥青的体积 此式仅适用于沥青混合料的空隙率 VV 为 3，CV 等于 0.7～0.9 的情况，若空隙率大于 3， CV 要修正为： ( ) C C V V V V = 1+ 0.01 − 0.03 算得的 CV 值代替式（13－21）中的 CV 值，就可求得沥青混合料的劲度模量。 三．沥青混合料的疲劳特性 如同其它路面材料一样，沥青混合料的变形和破坏，不仅与荷载应力的大小有关，而且
同荷载作用次数有很大关系。路面材料在低于极限抗拉强度下经受重复拉应力或拉应变而最 终导致破坏,称为疲劳破坏。导致路面材料最终破坏(即开始疲劳开裂)的荷载作用次数, 称为疲劳寿命。 影响沥青混合料疲劳特性的因素很多,除了与材料的性质(种类、组成等)、环境因素 (温度、湿度等)、加荷方式等因素有关外,还取决于沥青混合料的劲度。因此,任何影响 劲度的因素(矿料级配、沥青种类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷 速度和应力级等)对混合料的疲劳特性都有影响 沥青混合料的疲劳特性可用各种室内试验方法测定。通常采用的方法是在简支的小梁上 作重复加荷弯挠试验,也可采用重复加荷抗拉试验(劈裂试验)测定。 弯挠应力σ(MPa)和应变ε用下式计算: (13-22) (13-23) 4a 式中:b一试件宽度,m: h一试件高度, 一支点间距,n P一使梁弯挠的动荷载,MN a一荷载距支点的水平距离,m A一梁中点的动挠度,m。 疲劳试验可以用控制应力或控制应变两种方式控制加荷。如用控制应力方式,则每次对 试件施加的荷载为常量。由于施加荷载过程中,在应力集中处开始产生裂缝,随着荷载作 用次数增多,试件不断受到损伤,劲度随之而降低,故荷载应力尽管不变,实际的弯曲应变 则随施加荷载次数的增加而增大。对于控制应变方式,在测试过程中,始终保持每次荷载 下应变值不变,要不断改变荷载使梁产生一固定值的挠曲,因此,应力随施加荷载次数的增 加而不断减小。 在控制应力条件下,沥青混合料达到疲劳破坏的荷载平均作用次数按下式计算 n, N,=KII (13-24) 控制应变施加荷载时,达到破坏的平均作用次数为: 几2 上两式中:Omax-拉应力的最大值; E max 拉应变的最大值 K1、K2-取决于沥青混合料组成和特性的系数 n1、n2一坡度因素,由应力一疲劳寿命图上得出。通常n2>n1,对大多数沥 青混合料n2=5~6。 图13-11示一些典型沥青混合料的拉应变与疲劳寿命的相互关系
359 同荷载作用次数有很大关系。路面材料在低于极限抗拉强度下经受重复拉应力或拉应变而最 终导致破坏，称为疲劳破坏。导致路面材料最终破坏（即开始疲劳开裂）的荷载作用次数， 称为疲劳寿命。 影响沥青混合料疲劳特性的因素很多，除了与材料的性质（种类、组成等）、环境因素 （温度、湿度等）、加荷方式等因素有关外，还取决于沥青混合料的劲度。因此，任何影响 劲度的因素（矿料级配、沥青种类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷 速度和应力级等）对混合料的疲劳特性都有影响。 沥青混合料的疲劳特性可用各种室内试验方法测定。通常采用的方法是在简支的小梁上 作重复加荷弯挠试验 ，也可采用重复加荷抗拉试验（劈裂试验）测定。 弯挠应力（MPa）和应变用下式计算： = 3 2 aP bh （13－22） ( ) = − 12 3 4 2 2 h l a （13－23） 式中：b—试件宽度，m； h—试件高度，m； l—支点间距，m； P—使梁弯挠的动荷载，MN； a—荷载距支点的水平距离，m； —梁中点的动挠度，m。 疲劳试验可以用控制应力或控制应变两种方式控制加荷。如用控制应力方式，则每次对 试件施加的荷载为常量。由于施加荷载过程中 ，在应力集中处开始产生裂缝，随着荷载作 用次数增多，试件不断受到损伤，劲度随之而降低，故荷载应力尽管不变，实际的弯曲应变 则随施加荷载次数的增加而增大。对于控制应变方式，在测试过程中 ，始终保持每次荷载 下应变值不变，要不断改变荷载使梁产生一固定值的挠曲，因此，应力随施加荷载次数的增 加而不断减小。 在控制应力条件下，沥青混合料达到疲劳破坏的荷载平均作用次数按下式计算： N K n 1 1 1 1 = max （13－24） 控制应变施加荷载时，达到破坏的平均作用次数为： N K n 2 2 1 2 = max （13－25） 上两式中： max — 拉应力的最大值； max— 拉应变的最大值； K1、 K2— 取决于沥青混合料组成和特性的系数； n1、 n2 — 坡度因素，由应力－疲劳寿命图上得出。通常 n2 > n1 ，对大多数沥 青混合料 n2 =5～6。 图 13－11 示一些典型沥青混合料的拉应变与疲劳寿命的相互关系
图13-11沥青混合料拉应变与疲劳寿命的关系 试验表明,同一种沥青混合料因试验时所采用的控制方式不同,试件达到破坏的荷载作 用总次数有一定的差别。一般情况下,按应力控制得出的疲劳寿命较短。路面设计时,用应 力控制还是用应变控制,主要取决于路面的应力状态更接近于那一种试验的受力状态。这也 是目前学术界广泛开展研究的课题,尚有争议。由于应变便于量测,因此,国际上大多数有 影响的设计方法采用应变作为设计指标 四、沥青路面的温度状况 沥青混合料的强度随温度而变化,温度降低时强度提高,温度升高时强度降低。可见温 度是影响沥青路面力学特性的一个重要因素。 自然气温每年和每月都发生周期性变化,与大气直接接触的路面表面温度也相应地发生 周期性变化。路面表面温度周期性起伏与气温的变化基本上是一致的。但是,在太阳直接辐 射下,由于有一部分辐射热被路面所吸收,因而路面的热量增大,使路面表面的温度较气温 高。图13-12示沥青路面中一天中的温度变化。可以看出,太阳辐射和气温对沥青路面的 温度有极大的影响。此外,沥青路面结枃内不冋深度处的温度,同样随气温变化也呈现出周 期性的变化,但变化的幅度随离路表深度增大而减小。图13-13示一个典型的温度随深度 变化的情况。在上午4时,地球的长波辐射热保持路面结构内温度比气温高。而在下午2 时,太阳辐射由路面吸收,使路面表面温度升高
360 图 13－11 沥青混合料拉应变与疲劳寿命的关系 试验表明,同一种沥青混合料因试验时所采用的控制方式不同，试件达到破坏的荷载作 用总次数有一定的差别。一般情况下，按应力控制得出的疲劳寿命较短。路面设计时，用应 力控制还是用应变控制，主要取决于路面的应力状态更接近于那一种试验的受力状态。这也 是目前学术界广泛开展研究的课题，尚有争议。由于应变便于量测，因此，国际上大多数有 影响的设计方法采用应变作为设计指标。 四、沥青路面的温度状况 沥青混合料的强度随温度而变化，温度降低时强度提高，温度升高时强度降低。可见温 度是影响沥青路面力学特性的一个重要因素。 自然气温每年和每月都发生周期性变化，与大气直接接触的路面表面温度也相应地发生 周期性变化。路面表面温度周期性起伏与气温的变化基本上是一致的。但是，在太阳直接辐 射下，由于有一部分辐射热被路面所吸收，因而路面的热量增大，使路面表面的温度较气温 高。图 13－12 示沥青路面中一天中的温度变化。可以看出，太阳辐射和气温对沥青路面的 温度有极大的影响。此外，沥青路面结构内不同深度处的温度，同样随气温变化也呈现出周 期性的变化，但变化的幅度随离路表深度增大而减小。图 13－13 示一个典型的温度随深度 变化的情况。在上午 4 时 ，地球的长波辐射热保持路面结构内温度比气温高。而在下午 2 时 ，太阳辐射由路面吸收，使路面表面温度升高