瀝青膠結料疲勞性能評價的研究進展

2015-05-11 07:13:45王承獻王立志王鵬

山東建筑大學學報 2015年5期

關鍵詞：研究

王承獻，王立志，王鵬

（山東建筑大學交通工程學院，山東濟南250101）

瀝青膠結料疲勞性能評價的研究進展

王承獻，王立志*，王鵬

（山東建筑大學交通工程學院，山東濟南250101）

瀝青膠結料的疲勞特性對瀝青混合料的疲勞壽命起著重要作用，瀝青混合料的疲勞特性直接影響路面耐久性和長期使用性能，評價瀝青膠結料的疲勞壽命是研究路面疲勞破壞的基礎問題。文章概述了瀝青疲勞評價方法的進展，對比了疲勞壽命Nf50、能量比ER、累計耗散能變化率DER、疲勞因子G*·sinδ、耗散能變化率DR、簡化能量耗散變化率RDR等指標對瀝青膠結料疲勞性能評價的可靠性，闡述了其優缺點；結合實際路面荷載作用與破壞模式對瀝青膠結料的疲勞問題進行綜合分析，闡明了基于動態剪切流變儀（DSR）的時間掃描試驗方法、加載方式以及瀝青觸變性、自愈性等因素對瀝青膠結料疲勞性能的影響，闡述了6種瀝青膠結料疲勞性能評價指標在實際中的應用情況，展望了瀝青膠結料疲勞研究的方向。

瀝青膠結料；疲勞性能；應力控制模式；應變控制模式

0 引言

疲勞開裂損傷路面的平整性和耐久性，直接影響路面的使用壽命，甚至可認為瀝青混合料的疲勞性能決定了瀝青路面的整體使用質量和長期使用效益。LCPC（法國道橋中心實驗室）研究發現瀝青混合料的疲勞破壞主要是由于瀝青膠結料的開裂或損傷引起的，研究表明瀝青對瀝青混合料疲勞性能的貢獻率達52%［1］。因此，研究瀝青膠結料的疲勞性能對了解瀝青路面的疲勞破壞具有重要意義。

瀝青是一種典型的粘彈性材料，與彈性材料不同，其力學行為隨時間和溫度的變化而變化，且不同品種瀝青的力學性能也存在差異，因此其疲勞特性遠復雜于單純的彈性材料，也難以建立一種描述不同瀝青在不同荷載條件下力學行為的疲勞模型。瀝青及瀝青混合料的疲勞問題多年來一直是國內外研究的熱點問題，但迄今為止仍然沒有較為理想的成果，甚至我國公路規范中也沒有涉及疲勞相關的試驗方法，目前公路設計也僅僅是通過調整瀝青層的厚度來控制瀝青混合料疲勞的問題。部分研究者致力于優化瀝青混合料設計指標的研究［2］，卻并未觸及疲勞問題的本質。而研究者希望通過瀝青及瀝青混合料的疲勞機理研究，建立疲勞預估方程，實現從材料角度控制瀝青路面疲勞破壞。

瀝青疲勞壽命的有效表征是目前研究的熱點，文章主要介紹了目前認可度較多的6種瀝青膠結料疲勞性能評價指標，包括疲勞壽命Nf50、能量比E R、累計耗散能變化率DER、疲勞因子G*·sinδ、耗散能變化率D R和簡化能量耗散變化率RDR。通過全面分析和客觀評價6種指標對瀝青疲勞壽命評價的效果，確定其可靠性和適用性。根據實際路面的承載及破壞模式對瀝青膠結料疲勞問題進行綜合分析，為后續的研究工作提供理論支持。

1 瀝青膠結料疲勞指標分析

1.1 疲勞壽命Nf50

早在20世紀60年代，瀝青膠結料疲勞性能就已經受到關注，但由于理論基礎和檢測設備的局限，發展較為緩慢。1972年，Raithby等首次提出以瀝青膠結料的復數模量降低至初始模量50%時的加載次數作為瀝青的疲勞壽命，記作N［3］。

f50

相關研究結果顯示瀝青膠結料復數模量的變化趨勢依賴于加載模式：采用應變控制模式時，如圖1（a）所示，瀝青復數模量隨著加載次數的增加逐漸衰減，而且隨著加載次數的增加模量衰減速率逐漸加快［4］；采用應力控制模式時，如圖1（b）所示，加載初期瀝青的復數模量由于空間硬化的緣故略有增加，而當加載循環次數超過某一數值之后，瀝青材料的模量急劇下降直至破壞。無論應力控制模式還是應變控制模式，Nf50都出現在復數模量G*i加速下降階段。研究表明，應變控制加載模式下瀝青疲勞壽命Nf50與瀝青混合料疲勞壽命的相關系數高達0.84［4］。因此，Nf50作為評價瀝青疲勞性能的指標具有較好的合理性，且簡單易于操作。

圖1 不同控制模式下復數模量G*與加載次數的關系曲線圖［5］

然而有研究表明，Nf50物理意義不明確，缺乏理論依據，瀝青材料對不同加載過程中輸入能量的響應不同，故而不能以此衡量材料的響應機制，也就無法驗證這種定義方式是否獨立于加載模式。單麗巖等采用應力控制連續加載模式對A、B兩種70號瀝青進行疲勞性能研究時發現：采用Nf50作為瀝青的疲勞性能評價指標，當控制應力為100 KPa時B 70＃瀝青的疲勞壽命優于A 70＃瀝青；而控制應力在200 KPa時A 70＃瀝青的疲勞壽命優于B 70＃瀝青［6］。說明應力水平的大小可能會影響Nf50對瀝青疲勞性能的評價結果，這使得Nf50的適用性受到了質疑。因此若要繼續使用Nf50作為普適性的瀝青疲勞評價指標，應當在明確模量衰減至50%物理含義的基礎上，依據實際情況確定試驗加載模式和荷載參數。

1.2 能量比E R（EnergyRatio）

1977年，Van Dijk等提出使用能量比的方法評價瀝青的疲勞性能［7］，其定義計算式（1）為

式中：E R為能量比；n為循環加載次數；ω0為加載初期的耗散能，N·m；ωi為第i次加載循環中的耗散能，N·m。

加載過程中耗散能計算式（2）［4］為

式中：ωi為第i次加載循環中的耗散能，N·m；σi為第i次加載循環中的應力，KPa；εi為第i次加載循環中的應變；δi為第i次加載循環中的相位角，;為第i次加載循環中的復數勁度模量，KPa。

Shen等采用能量比E R作為評價指標研究了應力控制模式和應變控制模式下瀝青膠結料的疲勞性能［8］，得到循環加載過程中耗散能ω和能量比E R與加載次數的關系曲線如圖2所示。

圖2 不同控制模式下能量比E R和耗散能ω與加載次數的關系曲線圖［8］

圖2中無損傷線是斜率為1的直線，表示E R是n的線性函數，即ω0／ωi為常數1，其物理意義是第i次加載循環中的耗散能與加載初期的耗散能相同。無論應變控制模式還是應力控制模式，加載初期能量比與加載次數都遵循斜率為1的線性關系，隨著加載次數的增加，能量比E R逐漸偏離無損傷線。應變控制模式下，如圖2（a）所示，隨著加載次數的增加，材料內部出現微觀裂紋，致使瀝青的宏觀模量降低，保持相同的應變水平所需要施加的應力逐漸減小，根據公式（1）和（2）可得出每個循環中所消耗的能量逐漸減小，E R逐漸增大。應力控制模式下，如圖2（b）所示，隨著加載次數的增加，瀝青的模量逐漸減小，相同的應力產生的應變逐漸增大，根據式（1）和（2）可得出每個循環過程中所消耗的能量逐漸增加，E R逐漸減小。

加載初期能量比與加載次數遵循線性關系，可認為此階段為無損傷階段，此階段內每個循環過程中所消耗的能量均相同。當E R曲線開始偏離無損傷線，表示加載過程中所消耗的能量發生了變化，而其宏觀力學性質的變化就是由于材料內部微裂縫的發展而引發的。將線性關系結束、E R開始偏離無損傷線的點所對應的加載次數定義為N1［7］，表示瀝青內部材料細觀損傷的累計開始影響材料的使用性能，材料進入疲勞損傷階段。雖然N1的物理意義很明確，但是裂縫的形成是一個逐漸變化的過程，無論應力控制模式還是應變控制模式下，都難以準確地確定N1的位置。此外，研究結果顯示，即便E R曲線開始偏離無損傷線，材料仍然可以承擔相當比例的荷載循環次數［8］，因此如果僅僅以開始偏離時的荷載次數N1作為疲勞指標，則難以充分發揮材料的性能。

1.3 累計耗散能變化率DER(Cumul a tive Dissi pated Energ yRatio）

1990年，Pronk等首次提出采用累積耗散能變化率描述瀝青材料的疲勞破壞［9］，其定義計算式（3）為

式中：DER為累積耗散能變化率；n為循環加載次數；ωi為第i次加載循環中的耗散能，N·m；ωn為第n次加載循環中的耗散能，N·m。

相關研究得出累計耗散能變化率與加載次數的關系［10］如圖3所示。

圖3 不同控制模式下累計耗散能變化率D R與加載次數的關系曲線圖［10］

根據定義式（1）和（3），可知累計耗散能變化率DER和能量比E R具有相似性。相比于能量比，累計耗散能變化率考慮了加載歷史對材料性能的影響，采用前n次循環的耗散能之和代替初始耗散能的n倍來考察加載過程中瀝青的疲勞特性。對于瀝青這種典型的粘彈性材料來說，加載歷史對其力學性能有至關重要的影響，因此這是非常可取的。

根據圖3，兩種加載模式下，加載初期DER與加載次數均遵循斜率為1的直線（即無損傷線）關系。隨著加載次數的增加，應力控制模式下的DER逐漸向下偏離無損傷線，應變控制模式下的DER逐漸向上偏離無損傷線。Pronk將DER開始偏離無損傷線的點定義為疲勞發生的點［9］，記作Np。孟勇軍等經過研究認為采用DER可有效地評價改性瀝青膠結料的疲勞性能，并可用于預估改性瀝青混合料的疲勞性能［11］。實際上Np和N1的物理意義是相同的，都表示瀝青材料內部隨著損傷的累計而導致不可忽略的材料物理力學性質開始發生變化的點，宏觀表現為單次加載過程中消耗能量的差異。與能量比類似，DER曲線的偏離是逐漸發展的過程，很難找到一個準確的點來表征曲線偏移的開端。

鑒于難以準確地確定Np的位置，Bonnetti等將DER曲線偏移無損傷線20%的點定義為疲勞發生點［12］，記作Np20（如圖3所示），偏移量d計算式（4）為

式中：d為偏移量；R為累積耗散能變化率；N為加載次數。

圖3中，左側標示的Np20為應變控制模式下計算結果，右側標示的Np20為應力控制模式下得出的結果，二者所得的疲勞壽命相差三倍之多，究竟何種模式下的疲勞壽命更符合實際仍需要進一步的論證。研究表明Np20受試驗誤差影響小，而且Np20與Nf50的相關系數達到了0.95以上［8］，但是與Nf50類似，Np20的定義同樣缺乏理論的支撐，因此其可信度也容易遭受質疑，而且Np20與混合料疲勞特性的相關關系也有待驗證。

比較E R和DER可以發現，采用應力控制模式時，E R曲線與DER曲線均具有明顯的峰值，而采用應變控制模式時，E R與DER均向上偏離無損傷線，是一條發散的曲線；而且應力控制模式下得出的N1和Np都要遠大于應變控制模式下得出的N1和Np，這就要求深入考慮究竟何種加載模式更適于研究瀝青材料的疲勞性能。

1.4 疲勞因子G*·sin δ

1993年，An DER son等首先提出使用疲勞因子G*·sin δ評價瀝青疲勞性能［13］。其中G*為瀝青材料的復數勁度模量，δ為相位角，G*·sin δ反應材料變形過程中由于內部摩擦產生的以熱的形式散失的能量。其值越大，說明在重復荷載作用下能量損失速度越快，即材料的疲勞性能越差；反之，說明材料疲勞性能越好［14］。

用于測定疲勞因子G*·sin δ的瀝青樣品需經過短期老化和長期老化過程，在路面最高和最低設計溫度平均值以上4℃以10rad／s的剪切速率進行動態剪切試驗，G*·sin δ應不超過5000KPa，否則認為材料會發生疲勞破壞［15］。

Super pave規范確立G*·sin δ時假定瀝青膠結料的疲勞是在薄弱路面結構條件下的應變控制現象［15］，因此規范中G*·sin δ是在線彈性范圍內采用較小應變在10次剪切循環過程中測定的結果。然而在實際工程中，瀝青路面的疲勞破壞一般都發生在路面服役后期，是長期累積的非線性變形，因此根據Super pave規范測定的G*·sin δ并不能反映真實路面疲勞破壞時的應力歷史和力學狀態［15］。此外，Super pave確定G*·sinδ時的研究對象是基質瀝青，而隨著路面要求的不斷提高，應用于實際工程的瀝青大部分是改性瀝青，而改性瀝青與基質瀝青的性質和性能都有著很大的區別，因此基于基質瀝青的G*·sinδ并不一定能夠很好地表征改性瀝青的疲勞性能。NCHR P 9-10項目研究表明，改性瀝青的G*·sinδ與瀝青混合料疲勞壽命相關系數最高僅為0.2323［4］。G*·sinδ為我們提供了一種研究瀝青疲勞性能的思路，但是多種研究結果表明G*·sinδ并不能很好地描述瀝青尤其是改性瀝青的疲勞性能。

1.5 耗散能變化率D R（DissipatedEnergyRatio）

1997年，Carpenter等采用耗散能變化率D R的方法來評價瀝青的疲勞性能［16］，耗散能變化率也稱為損傷率，其計算式（5）為

式中：D R為耗散能變化率；ωi為第i次加載循環中的耗散能，N·m；ωi＋1為第i＋1次加載循環中的耗散能，N·m。

上述分析僅適用于應力控制模式下的情況，因為在應變控制模式時，隨著荷載循環次數的增加，瀝青膠結料的復數模量勢必逐漸降低，為了控制相同的應變，就必須不斷減小施加的應力值，從而導致E R值非常分散，很難找到一個可以定義疲勞壽命的反彎點。白琦峰等用90＃瀝青做應變控制模式下的疲勞試驗證明了這一點，說明耗散能變化率并不適合用作應變控制模式下的疲勞指標［17］。

1.6 簡化能量耗散變化率RDR（ReducedDissipated EnergyRatio）

2000年，Rowe等在研究瀝青混合料的疲勞性能時，提出簡化能量耗散率的概念［18］，其計算式（6）為

式中：RDR為簡化能量耗散變化率，GPa；i為循環加載次數；G*i為第i次作用時瀝青的復數勁度模量，KPa。

Rowe利用簡化能量耗散率研究混合料的疲勞性能得出具有峰值的簡化能量耗散率與加載次數的關系曲線，并嘗試將這一原理應用于瀝青膠結料的疲勞研究中［18］。白琦峰等采用70＃瀝青做時間掃描試驗，得出簡化能量耗散率與加載次數的關系曲線［18］，如圖4所示，將峰值所對應的加載次數定義為瀝青的疲勞壽命NR。

圖4 簡化能量耗散變化率RDR與加載次數的關系曲線圖［17］

相比于能量比E R和累計耗散能變化率DER的計算式（1）和（3），簡化能量耗散變化率RDR的計算式（6）較為簡單，卻缺乏理論依據，因此盡管簡化能量耗散率與荷載作用次數曲線較為理想，但是仍然缺乏說服力。相關研究證明NR與Nf50的相關系數達0.90，但仍需要更多的數據來驗證NR的準確性［17］。

1.76種瀝青膠結料疲勞評價指標存在的問題

根據現有研究結果來看，關于瀝青膠結料的疲勞性能仍然沒有形成為統一的評價指標，因此出現了當前瀝青膠結料疲勞指標多樣化的局面。不同的瀝青膠結料疲勞評價指標具有各自的優勢和不足，眾多的評價指標中只有疲勞因子G*·sinδ作為SHRP計劃的成果之一被納入AASHTO規范，然而大量研究表明G*·sinδ的測試原理和線彈性假設使得該指標并不能很好地表述瀝青膠結料的疲勞性能，并且該指標與瀝青混合料疲勞壽命相關性也較差，因此實際當中G*·sinδ只能作為一個參考性指標。疲勞壽命Nf50以其與混合料疲勞壽命良好的相關性和操作簡便性受到工程人員的青睞，不過由于其缺乏理論支撐因而在其準確性受到質疑時難以進行反駁，因此其實用性受到很大限制，而同樣缺乏實際物理含義的簡化能量耗散變化率RDR也面臨著相同的問題。能量比E R、耗散能變化率D R和累計耗散能變化率DER一直處于研究階段而很少應用于實踐，E R、D R和DER指標從能量的角度來研究瀝青膠結料的疲勞，雖然這些指標有具體的物理含義作為理論支撐，但由于瀝青的疲勞破壞是一個逐漸發生的過程，其過程中的能量也是逐漸變化的，因此三個指標都難以準確地對瀝青材料的疲勞進行定義，這就限制了E R、D R和DER在實際中的推廣應用。

2 瀝青膠結料疲勞性能主要影響因素

2.1 試驗方法

當前對于瀝青膠結料疲勞性能的研究，無論是試驗方法的選擇還是試驗參數的控制都存在著一定局限性。Zhou等采用彈性恢復試驗（Elastic Recovery Test）和雙邊刻痕拉伸試驗DENT（Double Edge Notch Ten sion Test）研究瀝青膠結料的疲勞性能，并用混合料拉壓疲勞試驗（Push-pull As phalt Mix Fatigue Test）進行驗證，認為DENT試驗可以用于測定瀝青膠結料的疲勞性能［19］，但這兩種試驗的應用仍不廣泛。SHRP計劃將動態剪切流變儀DSR（Dyn a mic Shear Rheo meter）引入道路界，提供了一種在特定溫度與荷載下實時測定瀝青參數的簡單方法，因此，DSR成為當前瀝青膠結料疲勞研究的主要手段。借助DSR進行動態剪切流變試驗或重復剪切流變試驗（也稱為時間掃描試驗），得到每次加載過程中瀝青膠結料的復數勁度模量G*、相位角δ、應力σ、應變ε等參數，然后對各種參數進行計算分析，進而確定瀝青材料的疲勞性能。

然而一些研究發現，DSR時間掃描試驗中，DSR轉子與瀝青粘結不牢會造成瀝青的“假性疲勞”，以至于不能準確反映瀝青的疲勞響應。Planche等研究發現，進行瀝青疲勞試驗時，初始復數模量不同的瀝青膠結料破壞機制不同［5］：當瀝青膠結料的初始復數模量低于15 MPa時，試驗過程中瀝青膠結料發生邊緣裂縫而導致塑性流動，此時瀝青樣品并沒有出現疲勞破壞；而當初始復數模量高于15 MPa時才可以觀察到真正的疲勞。不同的瀝青發生真正疲勞所要求的初始復數模量也不盡相同，大致在10～20 MPa之間。此外，采用平行板做DSR試驗時存在邊緣應力集中現象，瀝青試樣處于不均一的應力應變場，故而難以準確地確定瀝青的疲勞壽命。針對瀝青的“假性疲勞”現象，一些研究人員采用新的方法制作瀝青試樣，獲得了一些結果［20］，不過需要更多的研究來解決相關的問題。

2.2 加載模式

參照損傷力學的概念：當工作應力較高而失效循環次數較低（103～105次）類型的疲勞稱為低周疲勞［21］。低周疲勞的工作應力較高，一般接近或超過材料的屈服極限，應力與應變之間不再保持線性關系，采用應力控制時應力與疲勞壽命之間數據較為分散，而采用應變控制時應變與疲勞壽命有很好的關系，因此低周疲勞也稱為應變疲勞。而高等級公路設計的累計當量軸次一般在107以上且路面的疲勞破壞一般發生在服役后期，單個車輛產生的應力也遠小于路面承載力，借鑒低周疲勞的定義，路面的破壞應當屬于“高周疲勞”，因此對瀝青材料破壞的研究應當側重于應力控制模式。圖2、3也表明應力控制模式下相關曲線具有良好的疲勞特性，而應變控制模式時難以找到一個合適的反彎點來定義疲勞壽命。

加載方式的不同勢必影響材料的力學特性，對于應力控制和應變控制的試驗，簡單來說，應力控制時隨著加載次數的增加應變越來越大，而應變控制時隨著加載次數的增加應力必然越來越小，因此應力控制模式下裂縫發展速度要快得多。與瀝青路面的反射裂縫產生機理不同，疲勞裂縫的形成更加依賴于路面實際的受力方式［22］。究其原因，可能是由于瀝青屬于粘彈性材料，其力學響應與應力歷史有關，加載過程中應力與應變不具有一一對應的線性關系。

2.3 荷載波形

目前對于瀝青材料疲勞性能的研究，絕大部分都是采用連續的交變荷載，然而路面實際使用過程中，無論是不同的車輛之間，還是同一車輛的前后軸之間，通過同一位置時都存在一個時間間隔，也就是說，路面實際受到的荷載并不是連續荷載。對于具有觸變性和自愈性的粘彈性材料瀝青來說，其對于連續荷載與間歇荷載的力學響應并不相同。Bahia等利用DSR對瀝青膠結料進行間歇加載疲勞試驗，結果顯示間歇時間對瀝青的疲勞性能有較大影響［23］。因此研究過程中應當考慮到瀝青材料的自愈性和觸變性對外界輸入荷載響應的影響，而不能只采用連續交變荷載研究瀝青膠結料的疲勞性能。然而有關自愈性和觸變性對瀝青疲勞性能影響的研究仍然較少，Shen等對瀝青和瀝青混合料疲勞試驗中的愈合機理進行研究，提出愈合率的概念，以此來評估瀝青的自愈能力［24－25］。單麗巖等通過剪切試驗、疲勞試驗和愈合試驗對瀝青的觸變性進行研究，建立了瀝青的觸變模型，嘗試將瀝青的觸變性分離出來，試圖更深入的了解瀝青膠結料的疲勞損傷機制［26－28］。

此外，在應力控制模式的研究中，對應力水平的取值存在一定的隨意性，可以考慮參照實際路面上車輛和溫度荷載產生的應力水平取值，例如BZZ－100時輪胎接地壓強0.70 MPa，根據路面層次的厚度，按照應力擴散的方法計算疲勞層處的應力值。

3 展望

根據當前的研究進展來看，諸如疲勞壽命Nf50、疲勞因子G*·sinδ等瀝青膠結料疲勞性能評價指標在某種程度上揭示了瀝青材料在循環荷載作用下的性能，但是無論評價指標還是試驗方法都存在著許多問題和不足，需要進一步更深入的研究。為獲得準確評價瀝青膠結料疲勞性能的指標，要求所采取的試驗方法應當能夠較為全面地反映各種因素（如瀝青觸變性、自愈性、荷載間歇時間等）對瀝青疲勞性能的影響，這也就意味著需要對瀝青膠結料疲勞試驗方法進行改進或者創新，克服當前研究的局限，尋找出能夠模擬瀝青膠結料疲勞損傷演化過程的試驗方法。在充分了解瀝青膠結料疲勞破壞機制的基礎上，給出瀝青膠結料疲勞的定義，兼顧與瀝青混合料疲勞性能評價指標的相關性，提出能夠真實表征瀝青膠結料疲勞性能的指標。

［1］吳少鵬，江承建，林俊濤，等.老化瀝青膠結料的疲勞特性研究［J］.武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2013（3）：451－455.

［2］李燕，范正金，任瑞波.基于半剛性層模量衰變路面疲勞壽命分析［J］.山東建筑大學學報，2010，25（6）：591－594.

［3］ Raithby K.B.，Srerling A.B..Some affect of loading history on the performance of rolled asphalt［M］.Crowthorne：Tronnsport and Road Research Laboratory，1972.

［4］ Bahia H.U.，Hanson D.I.，Zeng M..NCHRP Report 459：Characterization of modified asphalt binders in superpave mix design［R］.Washington，D C：National Academy Press，2001.

［5］ Planche J.P.，Anderson D.A.，Gauthier G..Evaluation of fatigue properties of bituminous binders［J］.Materials and Structures，2004，37：356－359.

［6］單麗巖，譚憶秋，李曉琳.瀝青疲勞特性的研究［J］.武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2011，35（1）：190－193.

［7］ Van D.W.，VisserW..Energy approach to fatigue for pavement design［C］.San Antonio：University of Minnestoa，1977.

［8］ Shen S.，Liu X..Energy based laboratory fatigue failure criteria for asphaltmaterials［J］.Journal of Testing and Evaluation，2010，39（3）：1－8.

［9］ Pronk A.C.，Hopman P.C..Energy dissipation：the leading factor of fatigue［C］.London：Institution of Civil Engineering，1990.

［10］袁燕，張肖寧，陳育書.改性瀝青膠漿的疲勞評價研究現狀［J］.中外公路，2005，25（4）：163－166.

［11］孟勇軍，張肖寧.基于累計耗散能量比的改性瀝青疲勞性能［J］.華南理工大學學報（自然科學版），2012（2）：99－103.

［12］Bonnetti K.S.，Nam K.，Bahia H.U..Measuring and defining fatigue behavior of asphalt binders［J］.Journal of the Transportation Research Board，2002，1810：33－43.

［13］Anderson D.A.，Kennedy T.W..Developrnent of SHRP binder specification［J］.Journal of the Association of Asphalt Paving Technologist，1993，62：481－507.

［14］沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［15］T315-08 Aashto designation，Standard specification for performance graded asphalt bimder［S］.New York：Amorican Association of State Highway and Tran sportation Officials，2008.

［16］Carpenter S.H.，Jansen M..Fatigue Behavior under New Aircraft Loading Conditions［C］.Seattle：American Society of Civil Engineers，1997.

［17］白琦峰，錢振東，趙延慶.基于流變學的瀝青抗疲勞性能評價方法［J］.北京工業大學學報，2012，38（10）：1536－1542.

［18］Rowe G.M.，Boeldin M.G..Improved Techniques to Evaluate the Fatigue Vesistance of Asphaltic Mixture［C］.Barcelona：Norweqian Asphalt Contractors Association，2000.

［19］Zhou F.，Mogawer W.，Li H..Evaluation of fatigue tests for characterizing asphalt binders［J］.Journal of Materials in Civil Engineering，2013，25（5）：610－617.

［20］施正銀，劉聰慧，李雙霞，等.瀝青膠漿疲勞特性研究［J］.國外建材科技，2008，29（6）：82－85.

［21］張安哥，朱成九，陳夢成.疲勞、斷裂與損傷［M］.成都：西南交通大學出版社，2006.

［22］高翠蘭，王鵬.瀝青路面反射裂縫產生機理及瀝青性能評價［J］.山東建筑大學學報，2010，25（3）：351－354.

［23］Bahia H.，Zhai H.，Bonnetti K..Non-linear viscoelastic and fatigue properties of asphalt binders［J］.The Juournal of Association of Asphalt Paving Technologists，1999，68：1－34.

［24］Shen S.，Chiu H.M.，Huang H..Characterization of fatigue and healing in asphalt binders［J］.Journal of Materials in Civil Engineering，2010，22（9）：846－852.

［25］Shen S.，Lu X.，Zhang Y..Fracture and viscoelastic properties of asphalt binders during fatigue and rest periods［J］.Journal of Testing and Evaluation，2014，42（1）：1－9.

［26］單麗巖，譚憶秋.考慮觸變性的瀝青疲勞過程分析［J］.中國公路學報，2012（4）：10－15.

［27］Shan L.，Tan Y.，Underwood B.S..Separation of thixotropy from fatigue processof asphaltbinder［J］.Transportation Research Record，2011，2207：89－98.

［28］單麗巖.基于粘彈特性的瀝青疲勞——流變機理研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2010.

（學科責編：吳芹）

Research progress of evaluation indexes for fatigue performance of asphalt binder

Wang Chengxian，Wang Lizhi*，Wang Peng
（School of Transportation Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China）

Fatigue property of asphalt binder plays an important role in the fatigue life of asphalt mixture，and the fatigue property of asphaltmixture affects the durability and long-term performance of pavement directly，thus，it is the basis of the study of pavement fatigue damage problem thatevaluates the fatigue life of asphalt effectively.The article expounds the progress of asphalt binder fatigue evaluation method，compares the reliability of Fatigue Life（Nf50），Energy Ratio（ER），Cumulative Dissipated Energy Ratio（DER），G*·sinδ，Dissipated Energy Ratio（DR），Reduced Dissipated Energy Ratio（RDR）for evaluating asphalt binder fatigue characteristics，analyzes their advantages and disadvantages.It analyzes the fatigue problem of asphalt binder comprehensively，considering the actual load and failure form of the pavement，mainly discusses the effect of DSR time-sweeping test method，load mode，thixotropy and self-healing of asphalt binder on fatigue performance，states the practical application situation of 6 kinds evaluation indexes，and also discusses the fatigue research direction of asphalt binder.

asphalt binder；fatigue performance；stress controlled mode；strain controlled mode

U416.217

2014－10－26

王承獻（1987－），男，在讀碩士，主要從事瀝青混合料性能等方面的研究.E-mail：shamozhihu237＠163.com

*：王立志（1965－），男，副教授，博士，主要從事道路瀝青及道路新材料的研發等方面的研究.E-mail：wlz85503＠126.com

1673－7644（2015）05－0456－08