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【摘 要】行车荷载重复作用的次数，是沥青混凝土路面产生龟状开裂的疲劳裂缝起着主要厡因。裂缝的行态在某种程度上能反映出不同沥青混凝土路面混合料的疲劳性能，抗疲劳特性又直接影响着玄武岩纤维沥青混凝土路面的耐久性能。
【关键词】沥青混合料；玄武岩纤维；疲劳试验
Adding basalt fiber asphalt concrete fatigue resistance performance test analysis
Teng Ya-min，Chai Jiang-hui
（XingTai highway administration XingTai Hebei 054000）
【Abstract】The number of vehicle load repeated action， it is the main cause of asphalt concrete pavement crack produce turtle. The form of cracks to some extent reflects the different fatigue performance of asphalt concrete pavement mixture， anti-fatigue features and a direct impact on basalt fiber asphalt concrete pavement durability performance.
【Key words】Asphalt mixture；Basalt fiber；fatigue test
沥青混凝土路面抗疲劳试验有应力控制模式和应变控制模式两种主要控制模式，应变控制模式疲劳试验方法大部分用于国外，应力控制模式则是常用于国内的试验方法。试验说明在应变控制疲劳试验的过程中，沥青混合料的应力应变曲线行态与沥青路面的受力状态更加吻合。因此，采用应变控制试验模式的弯曲疲劳试验方法，对沥青混合料抗疲劳性能的研究，是最符合沥青路面实际情况。
1. 疲劳试验过程分析
1.1 为了测定玄武岩纤维沥青混合料的抗疲劳性能，对于不同掺量玄武岩纤维的沥青混合料，根据以往研究的沥青混合料抗疲劳性能试验，一般选用高、中、低三个应变指标在UTM试验系统上进行沥青混合料抗疲劳试验，每个应变指标进行3个平行试件。抗疲劳试验设备见图1（a），模型见示意图1（b）所示。
图1 应变控制疲劳试验设备图（a）及模型示意图（b）
图2 应变水平与疲劳寿命（a）、总能耗（b）的回归曲线
1.2 试验条件在常温下，玄武岩纤维沥青混合料表现的粘弹性尤为显著。疲劳试验采用应变控制方法，试件断裂破坏现象一般不会明显出现，沥青混合料疲劳损坏标准一般以劲度下降到初始劲度的50%或更低时为标准，本试验中的沥青混合料疲劳试验所采用的劲度标准是以下降到初始劲度的50%时结束的。
1.3 试验过程中发现掺加玄武岩纤维的沥青混合料在同应变水平下的疲劳寿命较长，为节省试验时间，提高应变水平进行疲劳试验，疲劳试验结果见表1和图2所示。
2. 疲劳试验结果分析
2.1 玄武岩纤维沥青混合料是一种粘弹性材料，其弹性模量与外界温度有关，不是一个恒定值，由于它的影响，实际工程中所测得的应力的精确度比较差。所以，采用应力控制方法进行的疲劳试验，测出的混合料的弯拉应力与疲劳应力之间的关系曲线状态还需要进一步改进，然而，如果采用应变控制模式进行玄武岩纤维沥青混合料抗疲劳试验，所得出的试验数值可直接沥青混合料的抗疲劳性能的优劣。
2.2 经过以上试验过程的结果分析，可以得出以下几点结论：
（1）应变水平与疲劳寿命及累计能耗呈良好的双对数线性关系，可用 疲劳方程表示。
（2）累计能耗的变异系数比疲劳寿命的变异系数小，表明累计能耗值较疲劳寿命稳定，以累计能耗指标评价疲劳性能更合理。
（3）在其它环境条件相同时，玄武岩纤维沥青混合料的弹性模量越小，试件承受荷载产生的应变条件不变前提下产生的抗疲劳应力越小，沥青混凝土路面抗疲劳寿命就越长。
（4）在沥青混合料中掺加玄武岩纤维可以大大提高其抗疲劳性能。1000με应变水平下，掺加玄武岩纤维沥青混合料的疲劳性能为无掺加玄武岩纤维沥青混合料的1.83倍，玄武岩纤维沥青混合料疲劳性能为无纤维沥青混合料的2.71倍。
表1 疲劳试验结果
3. 结束语
（1）路用实验表明， 掺加玄武岩纤维明显改善了沥青混合料的路用性能，尤其在高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能方面，效果极为显著，与不加纤维的沥青混合料相比，高低温性能提高幅度各约80%，疲劳寿命提高了170%。
（2）在沥青混合料中加入玄武岩纤维，可以明显增强沥青混合料
浸水和冻融循环后的强度，残留稳定度和残留强度比均有所提高，远超出规范要求值，表现出较好的水稳定性能。同时，GBF极低的吸水率，避免纤维沥青界面因水分侵蚀膨胀，保证路面具有长期良好的耐水损害能力。
（3）在沥青混合料中加入玄武岩纤维，既可以提高抗拉强度又可以增大弯拉应变，达到最大应力后，仍能在较大的应变范围内维持较大的应力，表现出较好的力学性能。
参考文献
[1] 张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹性力学原理与应用[M].北京：人民交通出版社，2006.
[2] 黄卫，邓学钧，C.L.Monismith.能量方法分析沥青混合料的疲劳特性[J].中国公路学报，1994，7（3）：23～28.
[3] 交通部公路科学研究院.JTG E50-2006公路土工合成材料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2006.
【关键词】沥青混合料；玄武岩纤维；疲劳试验
Adding basalt fiber asphalt concrete fatigue resistance performance test analysis
Teng Ya-min，Chai Jiang-hui
（XingTai highway administration XingTai Hebei 054000）
【Abstract】The number of vehicle load repeated action， it is the main cause of asphalt concrete pavement crack produce turtle. The form of cracks to some extent reflects the different fatigue performance of asphalt concrete pavement mixture， anti-fatigue features and a direct impact on basalt fiber asphalt concrete pavement durability performance.
【Key words】Asphalt mixture；Basalt fiber；fatigue test
沥青混凝土路面抗疲劳试验有应力控制模式和应变控制模式两种主要控制模式，应变控制模式疲劳试验方法大部分用于国外，应力控制模式则是常用于国内的试验方法。试验说明在应变控制疲劳试验的过程中，沥青混合料的应力应变曲线行态与沥青路面的受力状态更加吻合。因此，采用应变控制试验模式的弯曲疲劳试验方法，对沥青混合料抗疲劳性能的研究，是最符合沥青路面实际情况。
1. 疲劳试验过程分析
1.1 为了测定玄武岩纤维沥青混合料的抗疲劳性能，对于不同掺量玄武岩纤维的沥青混合料，根据以往研究的沥青混合料抗疲劳性能试验，一般选用高、中、低三个应变指标在UTM试验系统上进行沥青混合料抗疲劳试验，每个应变指标进行3个平行试件。抗疲劳试验设备见图1（a），模型见示意图1（b）所示。
图1 应变控制疲劳试验设备图（a）及模型示意图（b）
图2 应变水平与疲劳寿命（a）、总能耗（b）的回归曲线
1.2 试验条件在常温下，玄武岩纤维沥青混合料表现的粘弹性尤为显著。疲劳试验采用应变控制方法，试件断裂破坏现象一般不会明显出现，沥青混合料疲劳损坏标准一般以劲度下降到初始劲度的50%或更低时为标准，本试验中的沥青混合料疲劳试验所采用的劲度标准是以下降到初始劲度的50%时结束的。
1.3 试验过程中发现掺加玄武岩纤维的沥青混合料在同应变水平下的疲劳寿命较长，为节省试验时间，提高应变水平进行疲劳试验，疲劳试验结果见表1和图2所示。
2. 疲劳试验结果分析
2.1 玄武岩纤维沥青混合料是一种粘弹性材料，其弹性模量与外界温度有关，不是一个恒定值，由于它的影响，实际工程中所测得的应力的精确度比较差。所以，采用应力控制方法进行的疲劳试验，测出的混合料的弯拉应力与疲劳应力之间的关系曲线状态还需要进一步改进，然而，如果采用应变控制模式进行玄武岩纤维沥青混合料抗疲劳试验，所得出的试验数值可直接沥青混合料的抗疲劳性能的优劣。
2.2 经过以上试验过程的结果分析，可以得出以下几点结论：
（1）应变水平与疲劳寿命及累计能耗呈良好的双对数线性关系，可用 疲劳方程表示。
（2）累计能耗的变异系数比疲劳寿命的变异系数小，表明累计能耗值较疲劳寿命稳定，以累计能耗指标评价疲劳性能更合理。
（3）在其它环境条件相同时，玄武岩纤维沥青混合料的弹性模量越小，试件承受荷载产生的应变条件不变前提下产生的抗疲劳应力越小，沥青混凝土路面抗疲劳寿命就越长。
（4）在沥青混合料中掺加玄武岩纤维可以大大提高其抗疲劳性能。1000με应变水平下，掺加玄武岩纤维沥青混合料的疲劳性能为无掺加玄武岩纤维沥青混合料的1.83倍，玄武岩纤维沥青混合料疲劳性能为无纤维沥青混合料的2.71倍。
表1 疲劳试验结果
3. 结束语
（1）路用实验表明， 掺加玄武岩纤维明显改善了沥青混合料的路用性能，尤其在高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能方面，效果极为显著，与不加纤维的沥青混合料相比，高低温性能提高幅度各约80%，疲劳寿命提高了170%。
（2）在沥青混合料中加入玄武岩纤维，可以明显增强沥青混合料
浸水和冻融循环后的强度，残留稳定度和残留强度比均有所提高，远超出规范要求值，表现出较好的水稳定性能。同时，GBF极低的吸水率，避免纤维沥青界面因水分侵蚀膨胀，保证路面具有长期良好的耐水损害能力。
（3）在沥青混合料中加入玄武岩纤维，既可以提高抗拉强度又可以增大弯拉应变，达到最大应力后，仍能在较大的应变范围内维持较大的应力，表现出较好的力学性能。
参考文献
[1] 张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹性力学原理与应用[M].北京：人民交通出版社，2006.
[2] 黄卫，邓学钧，C.L.Monismith.能量方法分析沥青混合料的疲劳特性[J].中国公路学报，1994，7（3）：23～28.
[3] 交通部公路科学研究院.JTG E50-2006公路土工合成材料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2006.