摘要：本研究采用4種級配瀝青混合料,對試件設計了兩種水處理條件,與未經水處理試件的疲勞試驗結果進行對比。研究水對瀝青混合料疲勞性能的影響,并初步分析水使混合料抗疲勞性能下降的力學機理。,
　　關鍵詞：瀝青混合料；降水；疲勞性能；機理
　　
　　
　　瀝青混合料抗疲勞性能即路面混合料在反復荷載作用下抵抗破壞的能力。路面使用期限間經受車輪荷載反復作用，長期處于應力應變交疊變化狀態，致使路面結構強度逐漸下降。當荷載反復作用超過一定次數后，在荷載作用下路面內產生的應力就會超過強度下降后的結構抗力，使路面出現裂紋，產生疲勞斷裂。瀝青路面的疲勞壽命除了受荷載條件的影響外，還受到材料性質和環境變化影響，具體包括荷載歷史、加載頻率、施加應力或應變波譜形式以及荷載間歇時間等。
　　目前國內道路界在濕度大氣因素對路面壽命影響這方面的研究工作進行得很少，瀝青路面的水損害能在路面投入使用后不長時間內發生，而且一旦開始病害發展較快，說明材料在降水和汽車荷載的反復作用下強度很快喪失，耐久性和抗疲勞性能下降很快，降水對瀝青混合料的宏觀力學性能會產生何種作用，對路面疲勞壽命會產生多大的影響，本研究就是針對這一問題展開試驗模擬和討論。
　　
　　1 原材料的選取
　　本課題采用埃索AH-90#瀝青。該瀝青滿足重交通道路瀝青AH-90#的技術要求。集料全部采用閃長巖，礦粉為石灰石磨制而成，集料各項指標均符合規范要求。所采用的級配有AC-16、AC-20、SMA-16、SAC-16，其各自級配的選取又分為這樣幾種情況，AC-16、AC-20則均采用規范中推薦的值，SMA-16取《公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術指南》（SHCF40-01-2002）推薦級配范圍的中值，SAC-16取級配范圍的中值。其級配曲線見圖1。
　　
　　
　　圖1-1級配曲線圖
　　2試驗方案
　　采用傳統的疲勞理論，采用控制應力方式。試驗結果可用下式來表示：
　�。�2-1）
　　式中：Nf-試件破壞時加載次數；
　　k，n-取決于瀝青混合料成分和特性的常數；
　　σ-對試件每次施加常量應力的最大幅值。
　　試驗尺寸：50×50×250mm,跨徑150mm；荷載波形：半正矢波；荷載頻率：10Hz；試驗溫度：常溫，15℃；加載方式：三分點加載；控制方法：控制應力的加載方式；
　　針對選定級配，即本課題中所采用的級配AC-16-I、AC-20-I、瀝青瑪蹄脂碎石SMA-16、多碎石瀝青混凝土SAC-16，將每種瀝青混合料切制好的36個小梁試件分別分為3組，每組12個試件，分別進行如下處理：
　　（1）一組采用條件1試驗：條件1試驗是將試件在常溫25℃下直接進行疲勞試驗；
　�。�2）一組采用條件2試驗：條件2試驗是將試件在常溫25℃作浸水7d處理，取出后立即在25℃條件下進行疲勞試驗；
　　（3）一組采用條件3試驗：條件3試驗是先將試件放入水中抽真空（254-600mmHg）15min，然后讓試件飽水0.5h，再將試件放入25℃水浴中保溫2h，取出立即在25℃條件下進行疲勞試驗。
　　
　　3試驗結果
　　AC-16、AC-20、SMA-16和SAC-16四種級配類型瀝青混合料的抗彎拉強度和疲勞試驗結果如圖2～圖5所示。
　　
　　圖2AC-20-I三種處理條件的試件疲勞曲線
　　
　　圖3AC-16-I三種處理條件的試件疲勞曲線
　　
　　圖4SMA-16三種處理條件的試件疲勞曲線
　　
　　圖5SAC-16三種處理條件的試件疲勞曲線
　　
　　4 試驗結果分析
　　上述試驗所示的疲勞方程可寫成通式，該方程表明瀝青混合料的應力水平與疲勞壽命之間在雙對數坐標上存在著線性關系，瀝青混合料疲勞性能通過疲勞方程的兩個參數k，n來反映。當對應力水平σ和疲勞壽命Nf進行雙對數回歸時，可得到一條直線，直線的截距為疲勞方程中k的對數，斜率為疲勞方程中的n。k值反映疲勞曲線線位的高低，k值越大，表明混合料的抗疲勞性能越好。而n值反映的疲勞壽命對應力水平變化的敏感程度，n值越大，疲勞曲線越陡，說明混合料的疲勞壽命對應力水平的變化越敏感。
　　針對圖2～圖5的疲勞曲線作以下分析和討論。
　�。�1）在疲勞試驗過程中，瀝青混合料小梁試件底部的彎拉應變隨荷載作用次數的增加總的變化規律是：總應變隨加載次數的增加而逐漸增大，其增大速度與荷載應力水平有關，應力水平越高，增大的速度越快。
　　（2）經水處理后試件疲勞方程的k值都比未經處理試件疲勞方程的k值小，表明經水處理過的試件的疲勞壽命均比未經水處理試件的疲勞壽命短，顯示水對瀝青混合料小梁試件的疲勞壽命表現出明顯影響，經水處理后小梁試件的疲勞壽命均縮短，說明水會加快瀝青混合料抗疲勞性能的衰減，另外，從試驗結果看，7d浸水的處理方法比抽真空飽水的處理方法對混合料疲勞壽命的影響更大一些。
　�。�3）從n值來看，對于SAC-16級配，經7d浸水試件疲勞方程的n值在其各自的三個疲勞方程的n值中最大，AC-20-I和AC-16-I兩種級配則是抽真空浸水試件的n值最大，只有SMA-16未經處理試件疲勞方程的n值較其它兩個方程的n值略大一些，表明經水處理試件的疲勞壽命對應力水平的變化更敏感。
　�。�4）在控制應力加載模式中，疲勞壽命隨混合料勁度的增加而增加，隨混合料勁度的減小而減小，據此分析水之所以會使瀝青混合料的疲勞壽命減少應是因為水的浸泡作用使得混合料勁度降低的結果。
　　
　　5參考文獻
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