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沥青混合料测试的基础知识普及
发布时间:2022-03-10 浏览次数:1414 来源:欧美大地

我们为什么要测试沥青?

沥青混合料测试对于延长路面的使用寿命至关重要。弱沥青混合料会导致车辙和开裂,因此为了避免路面过早损坏造成昂贵的损坏和交通安全问题,我们必须能够充分测量材料的所有性能。这意味着沥青混合料测试设备必须能够进行质量控制和质量保证测试,以确定哪些混合物会成功,哪些会失败。


为了确定哪些混合物表现良好,测试条件必须准确地代表和模拟真实的路况——这就是性能测试发挥作用的地方。


交通量增加了,现代汽车的数量也增加了。因此,需要相应地调整沥青混合物。


更复杂的是,不仅交通状况发生了变化,而且使用的材料也发生了变化。石油经济和其他全球因素影响了沥青粘合剂的稠度,现在有新的建筑材料可供使用。过去,混合物更基本——骨料、粘合剂和填料是唯一的参与者。今天,我们使用其他材料,如聚合物和添加剂;更不用说我们还有再生沥青混合料、边际材料和再生轮胎橡胶。


把它想象成烤蛋糕——配料越多,食谱就越复杂。因此,性能测试的需求很简单:测试需要更好地代表真实的交通负载,并能够测量基本的材料特性。


性能测试 VS 传统测试

性能测试与传统测试的区别在于它们能够准确预测现场性能。在传统测试中,负载、速度和温度等测试条件不一定能准确描述真实路况。这降低了测试的可靠性,意味着路面更容易出现故障。


在性能测试中,我们实际上可以更改测试条件以模拟真实条件。在 CONTROLS,我们的产品旨在让您大幅控制特定的测试条件。例如,我们的动态沥青混合料测试机具有可以将温度从 -50 °C 更改为 +80 °C 的机柜,因为每个属性都需要特定的温度。


性能测试

我们要在性能测试中测量的主要参数是什么?

有许多参数必须考虑在内,但我们认为有三个重要参数对于衡量是关键的:

刚性

抗疲劳

车辙/永久变形


参数 1:刚度/弹性模量 (MoE)

第一个也可以说是关键参数是刚度,也称为动态模量。动态模量是指材料的弹性;它是施加的载荷与材料的弹性变形之间的比率。


沥青混合料是一种粘弹塑性材料。这意味着刚度取决于两个因素:温度和应用频率。温度极大地改变了材料的机械行为。机械性能也会受到应用频率的影响。如果负载施加得很快,材料就会变得更硬。如果涂得慢,材料会变得更软、更弱。


Mastercurve 中详细说明了刚度、温度和频率之间的关系:

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Mastercurve 的图形化详细描述了不同温度和加载频率下的动态模量。


参数 2:抗疲劳性

第二个重要参数是开裂,即抗疲劳性。疲劳是材料在反复承受车轮载荷(交通)时变弱的事实。疲劳失效的结果是疲劳开裂——你可能听说过“鳄鱼开裂”这个词。当路面由于反复施加载荷而受到应力达到其寿命极限时,就会发生这种类型的开裂。

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鳄鱼开裂的例子。


因此,要了解材料的抗疲劳性,我们必须随时间测量其弹性。疲劳测试的典型行为如下图所示:

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曲线越水平,材料越耐疲劳,材料越好。


参数3:车辙/永久变形

最后一个要测试的关键参数是车辙。车辙面临与疲劳相同的困境:经过反复的交通载荷,材料性能会发生变化和减弱。然而,在这种情况下,而不是路面开裂,它失去了它的形状和光滑度。不稳定的路面会产生车辙、波纹和其他永久变形的迹象。性能测试旨在防止这些损害的发生。