基于瀝青混合料疲勞性能關鍵影響因素分析

摘要：瀝青路面的疲勞開裂程度關系著我國的交通狀況，因此我們應該有效控制瀝青路面的破壞，改善瀝青混合料的疲勞性能就顯得非常關鍵。我們采取各種科學有效的實驗方法對瀝青混合料疲勞性能影響因素進行分析，通過這些分析我們提出改善瀝青混合料性能的方法，為延長瀝青路面的壽命，保障交通的安全打下良好的基礎。

關鍵詞：瀝青混合料 疲勞性能 影響因素

前言

為了有效的控制瀝青路面的疲勞破壞，我們應該從瀝青混合料的疲勞性能影響因素著手，對瀝青混合料的材料性質和結構組成進行仔細研究，認真分析，找出影響瀝青混合料疲勞性能的關鍵影響因素，并針對這些因素對癥下藥，提出合理的措施改善瀝青混合料的性能，最終減少瀝青路面發生疲勞破壞的現象，最終保障我國的交通安全。

一、荷載條件對瀝青混合料疲勞性能的影響

1.荷載波形對疲勞性能的影響

瀝青混合料的疲勞性能也會受到荷載波形的影響。在相同的實驗溫度和應力條件下，我們對不同的荷載波形進行實驗，發現在正弦型波和半正弦波條件下瀝青混合料的相對壽命比較長，也與實際情況比較相符。不同加載波形對瀝青混合料的壽命影響如表1所示。

2.荷載頻率對疲勞性能的影響

我們通過在24℃溫度下實驗發現，荷載頻率也會對疲勞性能產生一定影響。一般來說，頻率越高，對瀝青混合料的性能越有利，越不容易產生疲勞。在3-30r/min荷載頻率時對壽命無大影響。在30-100r/min時，壽命縮短20%。在80-2500r/min荷載頻率時頻率越高，壽命越長。

2.荷載間歇時間對疲勞性能的影響

荷載間歇時間的長短也會對疲勞性能產生一定的影響。一般來說，間歇時間越長，會越有利于疲勞損害進行緩解和恢復。因此間歇時間越長，瀝青混合料越不容易產生疲勞，瀝青路面的壽命也會越長。比如說在溫度為40℃時，穩定間歇時間是0.3s，極限壽命比值是5。當溫度在10℃和25℃之間時，溫度間歇時間變成0.5s，極限壽命比值是25。這主要是因為瀝青材料具有粘彈性的特性，在間歇時間內會產生內部應力，內部應力能夠對微細裂縫進行一定的愈合，因此間歇時間越長，瀝青混合料的疲勞性就會越低。

二、材料性質對瀝青混合料疲勞性能的影響

1.瀝青混合料勁度對疲勞性能的影響

經過實驗研究發現，瀝青混合料的勁度和疲勞性能也有一定關系。勁度在常應力荷載條件下和常應變荷載條件下，對疲勞性能的影響大不相同。在常應力荷載條件下，勁度越大，瀝青混合料越不容易產生疲勞，壽命也就會越長。在常應變荷載條件下則與之相反，勁度越小，混合料越不會疲勞，使用壽命也會越長。

2.瀝青混合料表面對疲勞性能的影響

一般來說，混合料的表面粗糙程度也會對疲勞性能產生影響。總體上來講，越是表面粗糙的混合料越對瀝青路面的壽命有利，越不容易產生疲勞。

3.瀝青混合料用量對疲勞性能的影響

在常應力荷載條件下，根據我們繪制的瀝青用量和疲勞性能的關系曲線圖發現，存在著一個最佳瀝青使用量可以對瀝青混合料疲勞性能產生最大的影響。在常應變荷載模式下，瀝青的使用量和混合料的疲勞性能成正相關的關系。

4.軟化點對瀝青混合料疲勞性能的影響

經過實驗發現，在一定的條件下，具有較高軟化點的瀝青通常會有較長的疲勞壽命，因此軟化點對瀝青混合料的疲勞程度也有一定影響。

5.針入度對瀝青混合料疲勞性能的影響

在我們的研究過程中發現，在10℃時，針入度不同瀝青曲線斜率明顯不同。高針入度的瀝青相對于低針入度的瀝青來說，越不容易產生疲勞。

6.集料級配對瀝青混合料疲勞性能的影響

集料級配對瀝青混合料的影響主要是通過改變空隙率來實現的，密級配瀝青混合料相對于開級配混合料來說，具有更好的疲勞特性。

7.空隙率對瀝青混合料疲勞性能的影響

一般來說，瀝青的老化和空隙密切相關，所以空隙率對瀝青混合料的疲勞特性有非常大的影響。一般來說，空隙率每增加1%，疲勞壽命會降低40%。一般來說，孔隙率越小，勁度和密實度就越大，瀝青的使用壽命就會越長。

三、環境條件對瀝青混合料疲勞性能的影響

1.溫度對疲勞性能的影響

溫度對混合料的疲勞性能影響主要是通過改變勁度來實現的。除此之外，晝夜溫差的變化和重復荷載的作用是相同的，一般我們不考慮20℃以上溫度的破壞。疲勞破壞溫度主要集中在13-15℃之間。

2.濕度對疲勞性能的影響

含水量過多容易使混合料的勁度減小，在有水狀態下會使瀝青路面的疲勞壽命大大縮短，所以水對瀝青路面來說是非常不利的。據統計，在0.7MPa壓力條件下，有水瀝青路面疲勞壽命只有無水狀態下的18.7%。

四、各種對瀝青混合料疲勞性能影響因素的對比

我們通過科學的實驗和正確的分析認為，影響瀝青混合料疲勞性能的因素主要有荷載條件、材料性質和環境的作用，這三種因素影響的程度是不相同的。我們通過實驗研究發現，荷載間歇時間對疲勞性能的影響是最大的，溫度和針入度對疲勞性能的影響作用僅次于間歇時間，而瀝青用量對混合料的疲勞性能影響最不明顯。

五、結語

隨著城市化和現代化步伐的不斷加快，車輛越來越多，汽車對公路的破壞越來越嚴重，瀝青混合料疲勞性能越來越引起人們的重視，我們必須采取措施解決這些問題，保證公路和城市道路的交通安全。在對公路和城市道路進行設計和施工時我們應該充分考慮這些問題，只有這樣才能夠保證我國公路設施建設的順利進行，才能保證公路的安全，才能最終有使人們在日常生活和出行時更加方便，更加安全。

參考文獻：

[1] 謝軍，郭忠印.瀝青混合料疲勞響應模型試驗研究[J].公路交通科技. 2007（05）

[2] 葛折圣，黃曉明.瀝青混合料疲勞性能影響因素的灰關聯分析[J]. 交通運輸工程學報. 2002（02）

作者簡介：符適（1981_01），男，湖南益陽人，學研究生歷，工程師，主要從事工程管理、工程質量控制、瀝青混合料質量控制、就地熱再生質量控制.