沥青混合料低温抗裂性能试验方法研究进展

材料导报

2021, Vol. 35

Issue (z2): 127-137

无机非金属及其复合材料

沥青混合料低温抗裂性能试验方法研究进展

陈飞¹, 张林艳¹, 封基良², 马永³, 赵雁斌³

1 云南大学建筑与规划学院,昆明 650000
2 云南畅坦科技有限公司,昆明 650000
3 云南宾南高速公路有限公司,大理 671000

Research Progress on Test Methods of Asphalt Mixture's Low-temperature Anti-cracking Performance

CHEN Fei¹, ZHANG Linyan¹, FENG Jiliang², MA Yong³, ZHAO Yanbin³

1 School of Architecture and Planning, Yunnan University, Kunming 650000, China
2 Yunnan Changtan Technology Co., Ltd., Kunming 650000, China
3 Yunnan Binnan Expressway Co., Ltd., Dali 671000, China

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摘要在寒冷和温差较大的地区,低温开裂是沥青路面病害的主要破坏形式。裂缝的产生影响了路面的完整性、连续性及美观,会导致水通过裂缝渗入路面结构,进而削弱了沥青与骨料之间的粘附力,易诱发其他病害,严重缩短了沥青路面的使用寿命。为评价沥青混合料低温抗裂性能,广大科技工作者探索了多种室内试验和评价方法。但由于沥青混合料是一种多相、多组分、多尺度的黏弹性材料,受力极其复杂。因此不同试验方法的试件尺寸、形状、试验温度、加载速率等对混合料的受力状态影响显著,试验结果存在较大的差异性,导致评价指标和评价标准也各有差异,未形成统一标准,故目前仍没有一种简单有效且公认的方法。目前,根据沥青路面开裂的相关判据及理论基础将现有试验分为:连续体试验、断裂力学试验和声发射试验。连续体试验试件完整、无需再处理,评价多为力学指标;断裂力学试验评价多为能量指标,评价更全面;声发射试验为无损检测技术,可结合宏观试验进行裂缝扩展特性研究。本文结合路面低温开裂的机理,系统归纳了沥青混合料低温抗裂性能试验方法的研究进展,对各种评价方法的优缺点进行评述和对比总结,并结合试验评价难度、试验结果变异性与现场实际受力相关性等方面,探讨了进一步深研的方向,以期为确定科学合理、客观真实、系统全面的沥青混合料低温抗裂性能试验与评价方法提供参考。

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关键词: 沥青混合料低温开裂抗裂性能评价指标试验方法机理

Abstract: For the asphalt pavement, low-temperature cracking is the major damage form in the cold and large temperature variation region. The continuity and aesthetics of the pavement are seriously influenced by the cracks, which make the water through the cracks into the pavement structure. More seriously, the adhesion between asphalt and aggregate is weakened, and reduced the service life. A variety of indoor tests and evaluation methods are given by the researchers. As the asphalt mixture is a multi-phase, multi-component, multi-scale relativistic material, with the extremely complex mechanical property. Lots of uncertain factors lead to inconsistent results by different test methods, such as the specimen size, shape, test temperature, loading rate, so the evaluation index and standard for different experiment metho-ds are disunity, so none of them are widely recognized until now. At present, the criteria and basis theoretical for asphalt pavement cracking are mainly continuum test, fracture mechanics test and acoustic emission test. The mechanical indicator for continuum test specimen is complete and direct; more comprehensive is the super features for the fracture mechanics test evaluation by energy indicators; the crack propagation characteri-stics can be researched by the acoustic emission test and macroscopic test. In this paper, the test methods for low temperature crack resistance of asphalt mixture are systematic review and comparison summary. Based on the difficulty of test evaluation, the variability of test results, and the correlation with the actual stress on site discussed, the future valuable research directions are given. Which helps to get the scientific, reasonable, systematic and comprehensive test and evaluation method for low temperature crack resistance of asphalt mixture.

Key words: asphalt mixture low-temperature cracking anti-cracking performance evaluation index test method mechanism

发布日期: 2021-12-09

ZTFLH:

U416.217

基金资助: 云南省交通科技项目(云交科教〔2020〕113号;云交科教〔2017〕35号);云南大学第十二届研究生科研创新项目(2020225)

通讯作者: zhangly@ynu.edu.cn

作者简介: 陈飞,2019年6月本科毕业于南华大学土木工程学院,现为云南大学建筑与规划学院硕士研究生。目前主要研究方向为环氧沥青混合料的研究与应用。
张林艳,博士,副教授,硕士研究生导师。1997年获北京航空航天大学飞机设计专业工学学士学位。现就职于云南大学建筑与规划学院土木工程系。目前,研究方向为道路新材料研发与应用、路面结构分析、路面施工控制研究工作。近年来,主持或参与国家级、省市级、校级项目20余项,发表文章20余篇(SCI收录3篇)。

引用本文:

陈飞, 张林艳, 封基良, 马永, 赵雁斌. 沥青混合料低温抗裂性能试验方法研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 127-137.
CHEN Fei, ZHANG Linyan, FENG Jiliang, MA Yong, ZHAO Yanbin. Research Progress on Test Methods of Asphalt Mixture's Low-temperature Anti-cracking Performance. Materials Reports, 2021, 35(z2): 127-137.

链接本文:

http://www.mater-rep.com/CN/ 或 http://www.mater-rep.com/CN/Y2021/V35/Iz2/127

1 李晓娟, 韩森, 贾志清, 等. 山东大学学报: 工学版, 2010(6), 88.
2 郝培文. 沥青与沥青混合料. 人民交通出版社, 2009.
3 Li X J,Marasteanu M O, Kvasnak A, et al. Journal of Materials In Civil Engineering, 2010, 22(2), 145.
4 Ma H, Wang D, Feng D, et al. Journal of Functional Materials. 2015, (46),24074.
5 罗培峰. 基于半圆弯曲试验的沥青混合料断裂试验方法和评价指标研究. 硕士学位论文,长安大学, 2017.
6 Jackson N M, Vinson T S. Transportation Research Record, 1996,1545(1),43.
7 Zubeck H K, Vinson T S. Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board. 1996, 1545(1), 50.
8 Choudhary J, Kumar B, Gupta A. Road Materials and Pavement Design, 2021,22(1),1.
9 Buttlar W G, Roque R, Kim N. In: Proceedings of the 1996 4th Mate-rials Engineering Conference. Washington, 1996, pp. 163.
10 谭忆秋, 邵显智, 张肖宁. 中国公路学报, 2002, 15(3), 1.
11 齐琳. 采用间接拉伸试验评价沥青混合料低温抗裂性能研究. 硕士学位论文,长安大学, 2006.
12 Saha G, Biligiri K P. Construction and Building Materials, 2016, 105, 103.
13 张肖宁, 王哲人. 中国公路学报, 1990(3), 11.
14 葛折圣, 黄晓明. 东南大学学报(自然科学版), 2002, 32(4), 653.
15 郝培文, 张登良. 公路, 2000(5), 63.
16 Zhou F J, Im S, Sun L J, et al. Road Materials and Pavement Design, 2017, 18(S4), 405.
17 Perez-Jimenez F, Botella R, Martinez A H, et al. Construction & Buil-ding Materials, 2013, 46(Sep), 193.
18 魏宗昊璇. 基于区域特征的河北省寒冷地区高速公路沥青路面低温抗裂性能研究. 硕士学位论文,长安大学, 2020.
19 侯伟. 重庆交通大学学报(自然科学版), 2010, 29(6), 904.
20 李峰, 徐剑, 石小培. 公路, 2013(7), 249.
21 王雪静. 集料类型对橡胶沥青混合料低温性能的影响研究. 硕士学位论文,重庆交通大学, 2015.
22 刘道坤. 高寒地区沥青路面低温开裂机理及防治措施研究. 硕士学位论文,重庆交通大学, 2019.
23 毛成. 沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究. 博士学位论文,西南交通大学, 2004.
24 Behzad B, William B, Henrique R. Applied Sciences, 2018, 8(2), 306.
25 孙志棋. 基于收缩—松弛竞争机制的沥青混合料低温开裂机理研究. 博士学位论文,哈尔滨工业大学, 2020.
26 田小革, 应荣华, 郑健龙. 土木工程学报, 2002, 35(3), 25.
27 付国志, 曹丹丹, 赵延庆, 等. 复合材料学报, 2019, 36(4), 1001.
28 Grazulyte J, Vaitkus A, Andrejevas V, et al. Baltic Journal of Road & Bridge Engineering, 2017, 12(2), 135.
29 Liu J, Zhao S, Li L, et al. Cold Regions Science and Technology, 2017, 141, 78.
30 Tan Y, Sun Z, Gong X, et al. Construction & Building Materials, 2017, 155, 1179.
31 Xie Z X, Fan W Z, Wang L L, et al. International Journal of Pavement Research & Technology, 2013, 6(5), 554.
32 张磊. 沥青混合料低温开裂及松弛特性的研究. 硕士学位论文,哈尔滨工业大学, 2010.
33 贾敬鹏. 高性能沥青混合料低温抗裂性能研究. 硕士学位论文,重庆交通大学, 2008.
34 于芳. 沥青混合料低温性能指标试验研究. 硕士学位论文,湖北工业大学, 2015.
35 郝宏伟, 赵振国, 刘福军. 公路工程, 2017, 42(1), 301.
36 邵先胜, 李超, 裴珂. 内蒙古工业大学学报(自然科学版), 2020, 39(1), 67.
37 杜健欢,任东亚,黄杨权,等. 西南交通大学学报, 2021,56(4),864.
38 Im S, Zhou F J. Transportation Research Record, 2017, 2631(1), 1.
39 Bennert T, Haas E, Wass E. Transportation Research Record, 2018, 2672(28), 394.
40 Diefenderfer S D, Bowers B F. Transportation Research Record, 2019, 2673(2), 335.
41 黄卫东, 张家伟, 吕泉, 等. 同济大学学报(自然科学版), 2020, 48(11), 1588.
42 Lou K K, Wu X, Xiao P, et al. Applied Sciences, 2021, 11(5), 2289.
43 Wang J, Ng P L, Gong Y H, et al. Applied Sciences, 2021, 11(9), 4029.
44 范文忠, 王捷. 公路交通科技(应用技术版), 2012, 8(4), 51.
45 周雪艳, 马骉, 田宇翔, 等. 江苏大学学报(自然科学版), 2016, 37(5), 597.
46 邹博. 沥青混合料低温性能试验评价方法对比研究. 硕士学位论文,长沙理工大学, 2017.
47 Zeng G W, Yang X H, Yin A Y, et al. Construction and Building Materia-ls, 2014, 55(1), 323.
48 Wu J R, Hong R B, Gu C B. Advances in Materials Science and Enginee-ring, 2018, 2018(2), 1.
49 谭忆秋, 张磊, 柳浩, 等. 公路, 2010(1), 171.
50 高丹盈, 黄春水. 中国公路学报, 2016, 29(2), 8.
51 Pszczola M, Szydlowski C, Jaczewski M. Construction and Building Materials, 2019, 204, 399.
52 Farrar M J, Hajj E Y, Planche J P, et al. Road Materials & Pavement Design, 2013, 14(Suppl.1), 201.
53 Morian, N E. Influence of Mixture Characteristics on the Oxidative Aging of Asphalt Binders, Ph. D. Thesis, University of Nevada, Reno, 2014.
54 陈长坤, 杨富社, 王建军. 长安大学学报(自然科学版), 2016, 36(3), 19.
55 李晓娟, 韩森, 贾志清, 等. 广西大学学报(自然科学版), 2011, 36(1), 142.
56 王永, 王智博.材料导报, 2017, 31(S2), 417.
57 冉武平, 凌建明, 谷志峰. 西南交通大学学报, 2017, 52(5), 935.
58 Chong K P, Kuruppu M D. International Journal of Fracture, 1984, 26(2), R59.
59 Huang B S, Shu X, Tang Y. In: International Academic Conference in the Field of Transportation. Xian, 2005, pp. 266.
60 熊爱明, 黄卫东, 吕泉, 等. 石油沥青, 2020, 34(4), 33.
61 王杰, 秦永春, 曾蔚, 等. 长安大学学报(自然科学版), 2019, 39(4), 27.
62 汪德才, 郝培文, 李瑞霞, 等. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2020, 44(1), 64.
63 冯德成, 崔世彤, 易军艳, 等. 中国公路学报, 2020,33(7), 50.
64 吴金荣, 崔善成, 李飞,等. 材料导报, 2021, 35(6), 6078.
65 Pirmohammad S, Ayatollahi M R. Construction and Building Materials, 2014, 53(1), 235.
66 Yuan X Z, Tian Y Z, Liu Q L, et al. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2020, 44(1), 832.
67 Li X J, Marasteanu M O. Experimental Mechanics, 2010, 50(7), 867.
68 Wagnoner M, Buttlar W G, Paulino G. Exp Mech, 2005, 45(3), 270.
69 Zhou F, Im S, Hu S, et al. Asphalt Paving Technology, 2016, 85,77.
70 Zhu Y F, Dave E V, Rahbar-Rastegar R, et al. Road Materials and Pavement Design, 2017, 18(S4), 467.
71 闫科伟, 史小特, 朱月风, 等. 河南理工大学学报(自然科学版), 2021, 40(1), 169.
72 朱月风, 张洪亮, 张乘源, 等. 武汉大学学报(工学版), 2019, 52(3), 216.
73 闫科伟, 苏鑫, 朱月风, 等.广西大学学报(自然科学版), 2021, 46(1), 89.
74 Stewart C M, Oputa C W, Garcia E. Construction & Building Materials, 2018, 160(Jan30), 487.
75 Pérez-Jiménez F E, Valdés G, Miró R, et al. Transportation Research Record, 2010, 2181(1), 36
76 Pérez-Jiménez F E, Botella R, Martínez A H, et al. Construction & Building Materials, 2013, 46, 193.
77 López-Montero T, Miró R. Construction & Building Materials, 2016, 112(Jun1), 299.
78 Valdés G, Pérez-Jiménez F E, Miró R, et al. Construction & Building Materials, 2011, 25(3), 1289.
79 韩庆奎, 李晓民, 魏定邦. 硅酸盐通报, 2016, 35(1), 336.
80 Garcia-Gil L, Miro R, Perez-Jimenez F E. Construction & Building Materials, 2018, 166, 50.
81 Garcia-Gil L, Miró R, Pérez-Jiménez F E. Applied Sciences, 2019, 9(4), 628.
82 Qiu X, Xu J X, Xu W Y, et al. Construction and Building Materials, 2021, 280(1), 122536.
83 Wei H, Hu B, Wang F, et al. Construction and Building Materials, 2020, 248, 118632.
84 Yang K, Li D, He Z, et al. Materials, 2021, 14(4), 881.
85 Wei H, Li J,Wang F, et al. International Journal of Pavement Enginee-ring, DOI: 10.1080/10298436.2021.1902524.

[1]	文世涛, 仲美娟, 尚莉莉, 田根林, 杨淑敏, 马建锋, 刘杏娥. 水热炭化法制备生物质基碳纳米材料研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 28-32.
[2]	刘晓刚, 孙红, 刘林聪. 二维材料在摩擦机理和润滑应用方面的研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 33-37.
[3]	李世杰, 黄慧娟, 尚莉莉, 马建峰, 马千里, 刘杏娥. 活性炭净化室内甲醛的研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 75-80.
[4]	郝培文, 李万军, 韩钰祥, 苏纪壮, 乐宸. 基于OT试验的乳化沥青冷再生面层混合料抗反射裂缝性能研究[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 150-157.
[5]	王一名, 常立君, 李滢. 废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的强度特性及微观机理研究[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 268-274.
[6]	董宏伟, 张冠星, 董显, 薛行雁, 沈元勋. 纳米银焊膏的研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 341-345.
[7]	刘佳宾, 刘新灵, 李振. 粉末高温合金夹杂物引起疲劳裂纹萌生微观机理研究现状[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 385-390.
[8]	张凯, 吴连锋, 桂泰江, 丛巍巍. 电磁屏蔽材料的研究与进展[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 513-515.
[9]	孙鹏飞, 吕平, 黄微波, 张锐, 方志强, 桑英杰. 喷涂抗爆型聚脲钢筋混凝土板抗爆性能研究[J]. 材料导报, 2021, 35(z2): 642-648.
[10]	胡国彬, 刘慧根, 覃爱苗. 纳米二氧化硅负极材料储锂性能的研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 9-14.
[11]	曾纪军, 高占远, 阮冬. 氧化石墨烯水泥基复合材料的性能及研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 198-205.
[12]	李崇智, 牛振山, 吴慧华, 曹莹莹. 新型水泥基渗透结晶型防水剂的制备及性能[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 216-219.
[13]	张小涛, 李庆超, 李东旭. 碳基材料对水泥基材料性能的影响[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 220-224.
[14]	索智, 谭祎天, 谢聪聪. 基于灰度分析的抑尘沥青混合料微宏观性能关联研究[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 258-263.
[15]	王民, 樊向阳, 王滔, 罗蓉, 胡德勇, 石晨光. 无损状态下钢桥面沥青铺装材料变形恢复特性[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 269-273.

[1]	Yanzhen WANG, Mingming CHEN, Chengyang WANG. Preparation and Electrochemical Properties Characterization of High-rate SiO₂/C Composite Materials[J]. Materials Reports, 2018, 32(3): 357 -361 .
[2]	Yimeng XIA, Shuai WU, Feng TAN, Wei LI, Qingmao WEI, Chungang MIN, Xikun YANG. Effect of Anionic Groups of Cobalt Salt on the Electrocatalytic Activity of Co-N-C Catalysts[J]. Materials Reports, 2018, 32(3): 362 -367 .
[3]	Qingshun GUAN,Jian LI,Ruyuan SONG,Zhaoyang XU,Weibing WU,Yi JING,Hongqi DAI,Guigan FANG. A Survey on Preparation and Application of Aerogels Based on Nanomaterials[J]. Materials Reports, 2018, 32(3): 384 -390 .
[4]	Lijing YANG,Zhengxian LI,Chunliang HUANG,Pei WANG,Jianhua YAO. Producing Hard Material Coatings by Laser-assisted Cold Spray:a Technological Review[J]. Materials Reports, 2018, 32(3): 412 -417 .
[5]	Zhiqiang QIAN,Zhijian WU,Shidong WANG,Huifang ZHANG,Haining LIU,Xiushen YE,Quan LI. Research Progress in Preparation of Superhydrophobic Coatings on Magnesium Alloys and Its Application[J]. Materials Reports, 2018, 32(1): 102 -109 .
[6]	Wen XI,Zheng CHEN,Shi HU. Research Progress of Deformation Induced Localized Solid-state Amorphization in Nanocrystalline Materials[J]. Materials Reports, 2018, 32(1): 116 -121 .
[7]	Xing LIANG, Guohua GAO, Guangming WU. Research Development of Vanadium Oxide Serving as Cathode Materials for Lithium Ion Batteries[J]. Materials Reports, 2018, 32(1): 12 -33 .
[8]	Hao ZHANG,Yongde HUANG,Yue GUO,Qingsong LU. Technological and Process Advances in Robotic Friction Stir Welding[J]. Materials Reports, 2018, 32(1): 128 -134 .
[9]	Laima LUO, Mengyao XU, Xiang ZAN, Xiaoyong ZHU, Ping LI, Jigui CHENG, Yucheng WU. Progress in Irradiation Damage of Tungsten and Tungsten AlloysUnder Different Irradiation Particles[J]. Materials Reports, 2018, 32(1): 41 -46 .
[10]	Fengsen MA,Yan YU,Jie ZHANG,Haibo CHEN. A State-of-the-art Review of Cytotoxicity Evaluation of Biomaterials[J]. Materials Reports, 2018, 32(1): 76 -85 .

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