基于沥青混合料流变性质的研究.docx

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基于沥青混合料流变性质的研究

基于沥青混合料流变性质的研究

摘要：

在高速公路建设如火如荼的今天，沥青路面里程与日俱增，沥青在高速公路的路面使用性能、服务寿命中起着举足轻重的作用。

沥青是一种粘弹性物质，具有一定的流变性质，尤其是在高温季节，加之行车荷载的作用，沥青的流变性对沥青路面的性能具有重大影响。

抗流变性能差的沥青路面将很容易形成车辙、推移等病害，严重缩短高速公路的使用寿命。

用沥青为结合材料修筑的沥青路面常出现两种主要病害:

高温车辙与低温开裂,其产生的主要原因是沥青及沥青混合料的高、低温稳定性不足，研究其流变性质将会有重要的意义。

关键词：

沥青；沥青混合料；流变性质

1沥青路面在公路中的应用

自1988年沈大高速公路及沪嘉高速公路建成通车以来，高等级公路以前所未有的速度发展，我国高速公路进入了以建设高速公路、一级公路等高等级公路为主的时代。

高速公路从无到有，公路通达深度和覆盖面有了很大提高。

到如今，我国高速公路的总里程已经跃居世界第三位。

由于公路建设的发展，带动了交通运输事业的发展，在各种交通运输方式的总运量中，公路运输完成的客货运量和客货周转量所占比重从1978年的58.7%、34.1%和29.9%、2.8%，分别上升为91.3%、78.3%和54.8%、14.2%，成绩非常显著。

沥青路面是高等级公路的重要组成部分，公路路面相对于路基而言虽然只是薄薄的一层，但其工程造价却占到了公路总造价的15%～25%，在山区道路中更多。

路面作为道路直接与行车发生关系的“界面”，其工程质量具有特殊重要的意义。

目前，全国已建成的高级、次高级路面公路里程约占总里程的40%，其中高级路面突破了10万公里。

由于沥青路面具有良好的行车舒适性和优异的使用性能，建设速度快，维修方便，为此，约75%的高速公路采用了沥青混凝土路面。

结合国内外高等级公路的建设实践可知，沥青路面普遍的技术和质量问题主要的两个方面，即公路工程的耐久性（使用寿命）和路面的早期破坏。

一方面，现有的道路使用寿命（8～12年）普遍短于设计使用寿命（15～20年）；另一方面，随着交通量的迅速增长，车辆大型化和严重超载超限，使路面质量面临着新的严峻考验。

在我国新路开放交通一二年就出现了坑槽、开裂、车辙、抗滑性能不足等早期破坏的情况，个别路段早期损坏现象严重，不得不进行修复，带来直接和间接的经济损失。

目前，我国高速公路的使用有如下特点：

①行车渠道化，大量的车死轧一条车道，使道路过度疲劳，尤其在高温季节，对公路的破坏力很大，特别是对四车道的高速公路危害更大。

②交通量提高过快且货车占的比重较大，占总车数的60%－70%。

③超重车过多，占大型车辆的60%-70%，车辆载重远远大于设计指标。

再加上高温天气等环境条件，致使公路沥青路面沥青混合料的高温抗剪切能力不足，发生车辙损坏。

如今，沥青路面车辙损坏问题日益突出，已成为我国的主要公路病害。

而这种趋势还在继续发展，已经引起了业界人士的高度重视，采用各种手段解决该问题，国家也加大了投资力度。

我们知道，道路沥青作为沥青路面最主要的建筑材料，沥青及沥青混合料的质量好坏直接决定沥青路面的使用性能及使用寿命。

众所周知，我国的道路沥青主要采用石蜡基原油炼制，沥青的温度敏感性较大。

因此，在一些气候条件恶劣和交通负荷特别大的或一些政治经济特别重要的路段，当使用重交通道路沥青仍不能满足要求时，为使沥青混凝土达到更高的使用性能，可以考虑使用改性沥青。

在发达国家，高速公路网建成较早，已经进入维修养护的阶段，改性沥青主要用于：

做排水或吸音磨耗层及其下面层的防水层；在老路面上做应力吸附膜中间层，以减少反射裂缝；在重载交通道路的老路面上加铺薄和超薄沥青面层，以提高耐久性；在老路面上或新建一般公路上做表面处治，以恢复路面使用性能或减少养护工作量等。

在我国，现在正处于高速公路的大规模建设阶段，当使用改性沥青时，应当特别注意路基、路面的施工质量，以避免产生路基沉降和其他早期破坏。

否则，使用改性沥青就会达不到应有的效果。

2材料流变性质的概念

2.1材料的流变性质

真实的材料应该是具有流变性质的,如果对速度敏感就偏向于流体,如果对变形敏感,就偏向于固体。

在夏季高温季节，在沥青路面中，沥青遇热膨胀，成为自由沥青，它将向空隙移动并可能形成泛油，造成道路的破坏，然而我们掌握了评价沥青及沥青混合料流变性质的指标，对其进行分析，将其应用于实际工程中，能够让沥青路面更少的损坏。

流变性质是指物质在外力作用下的变形与流动的性质叫流变性质，其中包括弹性、粘性和塑形。

任何物体都具有弹性、粘性、塑性，最典型的要数沥青、塑料等类的材料。

流变性质包括蠕变和应力松弛。

蠕变是指恒定温度下，固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象；应力松弛是指在恒定的应变条件下，应力随时间延长而变小。

蠕变主要有三个影响因素温度、外力作用和受力时间。

粘弹性材料在总应变不变的条件下，由于试样内部的粘性应变（或粘塑性应变）分量随时间不断增长，使回弹应变分量随时间逐渐降低，从而导致变形恢复力随时间逐渐降低的现象。

测定应力松弛曲线是测定松弛模量的实验基础。

研究物质流变性质的科学称为流变学。

流变学是力学的一个新分支，它主要研究材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。

2.2沥青流变性

沥青具有强烈依赖温度的流变性能，其流变性受沥青各个组分（饱和分、芳香分、胶质、沥青质）之间物理—化学相互作用的制约。

饱和分主要由正构烷烃、异构烷烃和环烷烃组成，其平均相对分子质量在500～800之间，芳香分主要是一些带环烷和长链烷基的芳香烃，平均相对分子质量在800～1000之间，胶质也称极性芳烃，平均相对分子质量在1300～1800之间，沥青质是沥青胶体体系的核心，平均相对分子质量在数千到一万之间，是高度缩合的芳香烃。

沥青中高分子量的成分比重越大，则流变性越差。

2.3改性沥青流变性

SBS改性沥青是目前国内外应用最广泛的聚合物改性沥青，由于能同时改善沥青的高低温性能且价格便宜，因此在道路改性沥青中占有很大的份额。

但SBS改性沥青在流变性质方面存在非常复杂的变化，其粘度和软化点的变化幅度较大，这种现象在其它改性沥青（如PE、EVA、SBR改性沥青）中很少见。

对其中一些现象国外已有所报道，但并未作深入研究，由此导致了许多不同的观点，阻碍了对SBS改性沥青的深入研究和正确评价。

改性沥青的流变性具有两个显著特点，一是变化复杂，二是影响因素众多。

（1）SBS改性沥青流变性质的复杂变化

SBS改性沥青的流变性质易受到各种因素的影响，如基质沥青、改性剂种类、改性剂掺量（为改性剂质量与沥青质量之比）、SBS的性质、改性沥青制作的混合时间、温度及存贮过程等，并且这些因素对改性沥青的软化点会产生20～30℃的影响，而这些因素对其它聚合物改性沥青软化点的影响则要小得多，基本在5℃以下，一般不超过10℃。

通过试验发现，SBS改性沥青的软化点的复杂变化主要有以下现象：

①改性沥青的软化点提高程度随SBS掺量增加呈现加速上升的趋势，如图1所示。

从图中可以看出，掺量从3%增加到5%时，软化点的上升比较平稳，基本呈线性关系；掺量从5%增加到7%时，软化点迅速上升，5%可看作软化点转变的拐点。

②不同种类的SBS对沥青的流变性质的改变相差很大。

将线型SBS与星型SBS在完全相同的条件下制成改性沥青（掺量为5%），线型SBS改性沥青的软化点为59℃，而星型SBS改性沥青的软化点则高达95℃。

③同一种改性沥青在不同时间显现出完全不同的流变性质，这包括：

经过不同的混合时间后其流变性质变化相差很大，如将5%的SBS掺入沥青中后，混合时间ｔ对软化点的影响如图2所示。

从图中可以看出，改性沥青随着混合时间的增加，虽然软化点开始会从48℃升到最高95℃，但随着混合时间的继续增加时，软化点又会降低到66℃，并无明显规律。

（2）SBS改性沥青流变性质的主要影响因素

SBS改性沥青的流变性质受多种因素影响，变化幅度较大。

除了基质沥青和改性剂原材料本身的性质之外，根据其本质是结构决定物质的力学性能，因此聚合物相在改性沥青中的形态与结构将对改性沥青的流变性质起决定作用，主要影响因素有三[1]。

①聚合物相在改性沥青中所占的面积百分率。

聚合物所占的面积百分率大，则相应的改性沥青软化点高，反之亦然。

②聚合物相在改性沥青中的粒径大小。

粒径大的软化点高，粒径小的软化点低。

      ③聚合物相在改性沥青中的形状。

相关显微研究表明，经过高温剪切后，星型SBS在沥青中的分布基本为条形结构，而线型SBS在沥青中的分布基本为球形结构，由此造成星型SBS普遍比线型SBS改性沥青的软化点高很多。

此外，沥青作为典型的粘弹性体，温度对其流变性影响巨大，随着温度的升高，沥青由弹性体向牛顿流体转变，粘度急剧下降，经试验证明，粘度与温度呈双曲线关系，粘度的双对数与温度对数呈负线性关系，

3．沥青的流变性质及评价指标

在高速公路建设发展的今天，沥青路面里程与日俱增，沥青在高速公路的路面使用性能、服务寿命中起着举足轻重的作用。

沥青是一种粘弹性物质，具有一定的流变性质，尤其是在高温季节，加之行车荷载的作用，沥青的流变性对沥青路面的性能具有重大影响。

抗流变性能差的沥青路面将很容易形成车辙、推移等病害，严重缩短高速公路的使用寿命。

表达沥青流变性质的指标有针入度，粘度，软化点，收缩，延度，蠕变模量，蠕变柔量，应力松弛模量和应力松弛柔量。

3.1沥青针入度实验

测定沥青的针入度，以评价道路粘稠石油沥青的粘滞性，并确定沥青标号。

还可以进一步计算沥青的针人度指数，用以描述沥青的温度敏感性；计算当量软化点800（相当于沥青针人度为800时的温度），用以评价沥青的高温稳定性；计算当量脆点1.2（相当于沥青针人度为1.2时的温度），用以评价沥青的低温抗裂性能。

主要实验仪器有：

1）针入度仪针和针连杆组合件总质量为±50g±0.05g，另附±砝码一只50g±0.05g，试验时总质量为100g±0.05g。

仪器设有放置平底玻璃保温皿的平台，并有调解水平的装置，针连杆应与平台相垂直。

2）标准针：

由硬化回火的不锈钢制成，针及针杆总质量±2.5g±0.05g。

针应设有固定用装置盒，以免碰撞针尖。

3）盛样皿金属制，圆柱形平底。

小盛样皿的内径55mm，深35mm（适用于针入度小于200）；大盛样皿内径70mm，深45mm（适用于针入度200～350）。

对于针入度大于350的试样需使用特殊盛样皿，其深度不小于60mm，试样体积不小于125mL。

4）恒温水浴：

容量不小于10L，控温准确度为0.1℃。

水槽中应设有一带孔的搁架，位于水面下不小于100mm，距水槽底不得少于50mm处。

5）平底玻璃皿：

容量不小于1L，深度不小于80mm。

内设有一不锈钢三脚支架，能使盛样皿稳定。

6）温度计：

0℃～50℃，分度为0.1℃。

7）秒表：

分度为0.1s。

8）盛样皿盖：

平板玻璃，直径不小于盛样皿开口尺寸。

9）溶剂：

三氯乙烯。

10）其他：

电炉或砂浴、石棉网、金属锅或瓷把坩埚等。

实验过程：

1）沥青试样准备方法；2）制备试样方法；3）调整针入度仪使之水平；4）取出达到恒温的盛样皿，并移入水温控制在试验温度±0.1℃（可用恒温水槽中的水）的平底玻璃皿中的三脚架上，试样表面以上的水层深度不少于10mm。

5）将盛有试样的平底玻璃皿置于针入度仪的平台上。

慢慢放下针连杆，用适当位置的反光镜或灯光反射观察，使针尖恰好与试样表面接触。

拉下刻度盘的拉杆，使与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。

6）开动秒表，在指针正指的瞬时，用手紧压按钮，使标准针自动下落贯入试样，经规定时间，停压按钮使针停止移动。

7）拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，读取刻度盘指针或位移指示器的读数，准确至0.5（0.1mm）。

实验结果：

1）同一试样平行试验至少三次，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应少于10mm。

每次试验后应将盛有盛样皿的平底玻璃皿放入恒温水槽，使平底玻璃皿中水温保持试验温

度。

每次试验应换一根干净的标准针或将标准针取下用蘸有三氯乙烯溶剂的棉花或布揩净再用干棉花或布擦干。

三氯乙烯溶剂的棉花或布揩净再用干棉花或布擦干。

2）测定针入度大于200的沥青试样时，至少用三支标准针，每次试验后将针留在试样中，直至三次平行试验完成后，才能将标准针取出。

3）同一试样三次平行试验结果的最大值和最小值之差在所列允许偏差范围内时，计算三次试验结果的平均值，取整数作为针入度试验结果，以为单位。

当试验值不符此要求为针入度试验结果，以0.1mm为单位。

当试验值不符此要求时,,应重新进行。

3.2石油沥青软化点实验

实验目的是测定沥青的软化点，可以评定粘稠沥青的热稳定性。

主要实验仪器：

1）环与球软化点仪。

2）试样底板：

金属板或玻璃板。

3）环夹：

由薄钢条制成，用以夹持金属环，以便刮平试样表面。

4）平直刮刀。

5）甘油滑石粉隔离剂。

6）加热炉具。

7）恒温水槽：

控温的准确度为0.5℃。

8）新煮沸过的蒸馏水。

9）其他：

石棉网。

实验过程：

1）制备试样：

2）将装有试样的试样环连同金属板置于5℃±0.5℃水的恒温水槽中至少15min；同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于相同水槽中。

3）烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水，水面略低于立杆上的深度标记。

4）从恒温水槽中取出盛有试样的试样环放置在支架中层板的圆孔中，并套上定位环；然后将整个环架放入烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为5℃±0.5℃。

环架上任何部分不得附有气泡。

将温度计由上层板中心孔垂直插入，使端部测温头底部与试样环下面齐平。

5）将烧杯移至放有石棉网的加热炉具上，然后将钢球放在定位环中间的试样中央，立即开动振荡搅拌器，使水微微振荡，并开始加热，使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升5℃±0.5℃。

在加热过程中，应记录每分钟上升的温度值，如温度上升速度超出此范围时，则试验应重做。

6）试样受热软化逐渐下坠，至与下层底板表面接触时，立即读取温度，准确至0.5。

实验结果，同一试样平行试验两次，当两次测定值的差值符合重复性试验精密度要求时，取其平均值作为软化点试验结果，准确至0.5℃。

3.3石油沥青延度实验

实验目的是测定沥青的延度，可以评价粘稠沥青的塑性变形能力。

本方法适用于测定道路石油沥青、液体沥青蒸馏和乳化沥青蒸发残留物的延度。

实验仪器：

1）延度仪。

2）试模。

3）试模底板：

玻璃板、磨光的铜板或不锈钢板。

4）恒温水槽甘油滑石隔离剂。

5）温度计：

0℃～50℃，分度为0.1℃。

6）砂浴或其他加热炉具。

7）甘油滑石粉隔离剂（甘油与滑石粉的质量比2:

1）。

8）其他：

平刮刀、石棉网、酒精、食盐等。

（溶化沥青器皿、温度计、刮刀）。

实验过程：

1）制备试样

2）检查延度仪拉伸速度是否符合规定要求，然后移动滑板使其指针正对标尺的零点。

将延度仪注水，并保温达试验温度±0.5℃。

3）将保温后的试件连同底板移入延度仪的水槽中，从底板上取下试件，将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，取下侧模。

水面距试件表面应不小于25ｍｍ。

4）开动延度仪，并注意观察试样的延伸情况。

在试验时，如发现沥青细丝浮于水面或沉入槽底时，则应在水中加入酒精或食盐调整水的密度至与试样密度相近后，再重新试验。

5）试件拉断时，读取指针所指标尺上的读数，以cm表示。

在正常情况下，试件延伸时应成锥尖状，拉断时实际断面接近于零。

如不能得到这种结果，则应在报告中注明。

实验结果：

同一试样，每次平行试验不少于三个，如三个测定结果均大于100cm时，试验结果记作">100cm"；特殊需要也可分别记录实测值。

如三个测定结果中，有一个以上的测定值小于100cm时，若最大值或最小值与平均值之差满足重复性试验精度要求，则取三个测定结果的平均值的整数作为延度试验结果，若平均值大于100cm，记作">100cm"；若最大值或最小值与平均值之差不符合重复性试验精度要求时，试验应重新进行。

4.沥青混合料的流变性质及指标

沥青路面的低温开裂问题是道路工程中的一个难题，沥青路面使用的沥青混合料具有应力松弛能力，降温时沥青面层由于收缩变形产生的温度应力逐渐松弛，使得沥青路面能够在不设收缩缝的情况下正常工作而不至于发生开裂。

但是如果降温幅度过大，或者沥青混合料的应力松弛能力不足，使得温度应力超过材料的破坏强度，沥青路面将发生设计时考虑不到的低温开裂。

4.1沥青混合料的流变特性

沥青混合料是沥青和石料的混合材料，沥青是一种均质的粘弹性材料，而沥青混合料是一种颗粒性的粘弹性材料。

二者的力学特性既存在一些相似性，又有许多差异性。

（1）均质性和颗粒性

一般说来，所有的颗粒性材料在宏观上都具有这样三个特征[2]：

①材料由许多颗粒组成；②颗粒的自身强度远大于其联结强度；③在外力作用下，颗粒间发生相互错位移动，并存在内部摩擦。

例如，土壤颗粒、就属于颗粒性材料。

而在沥青混合料中，由沥青薄膜包裹着的粒料构成混合料的主骨架。

因此，沥青混合料的物理结构从总体上看是松散的，可以认为它是一种典型的颗粒性材料。

相反，在纯沥青材料中不存在宏观意义上的颗粒和内摩擦，只有当沥青分子（或原子）克服了内部引力时，才会发生剪切变形。

因此从宏观上来说，沥青材料属于非颗粒性材料，而从它的结构组成来说，它是一种均质性材料。

事实上，根据材料的结构组成和宏观孔隙率，公路建设的所有土工材料可分为三类：

①均质性材料（如钢铁、沥青）；②水硬性材料（如水泥混凝土）；③颗粒性材料（如土、沥青混合料）。

由此可见，沥青和沥青混合料分属于两种不同的类别，依次分别代表了土工材料的均质性和颗粒性。

（2）粘弹性特征

沥青混合料被认为是一种典型的颗粒性材料，它的颗粒骨架空隙被具有粘弹性的沥青浆体不完全填充。

在通常的工作条件下，这种混合料的流变特性也表现为粘弹性，并具有这样两个根本特征：

①它的力学特性与激励时间（如应变速率ε，频率f）和实验温度密切相关；②具有十分明显的蠕变和松弛现象。

也就是说，如果材料符合上述两个特征，就可以认为这种材料具有粘弹性。

沥青和沥青混合料是典型的粘弹塑性材料，具有明显的时温等效效应，其弹性模量、抗压强度随着应变速率的增大而增大，随着实验温度的降低而增大。

另一方面，蠕变和松弛实验现象也是粘弹性材料非常重要的流变特征。

大量的实验研究已经证实，沥青和沥青混合料表现出完全相同的蠕变和松弛现象。

⑶流变模型研究

研究认识沥青和沥青混合料粘弹性的另一种方法就是建立流变模型。

对于沥

青材料，传统上均采用伯格斯模型（Burgers'model）来分析其流变特性，

对于沥青混合料，扈惠敏等[3-4]利用伯格斯模型和Hook-Jeeves的模式搜索法进行了大量的数值模拟，效果良好。

模拟结果与加卸载循环时的实验数据非常接近，这说明伯格斯模型也能有效地反映沥青混合料的粘弹性。

同时也表明，沥青和沥青混合料不仅具有相同的粘弹实验特性，而且具有相同的流变分析模型。

通过对沥青和沥青混合料的材料特性和流变特性进行比较研究，首先可以发现它们二者之间存在许多相似性，如相同的粘弹性实验特性和相同的流变分析模型。

其次，它们之间唯一的差异性在于材料的结构组成不同，沥青属于均质性材料，沥青混合料属于颗粒性材料。

沥青混合料是沥青和石料的混合材料,被认为是一种典型的颗粒性材料，它的颗粒骨架空隙被具有粘弹性的沥青浆体不完全填充，在通常的工作条件下，这种混合料的流变特性也表现为粘弹性。

沥青是一种均质的粘弹性材料，而沥青混合料是一种颗粒性的粘弹性材料，这也就是它们在流变特性方面存在差异的原因所在，因此，二者的力学特性既存在一些相似性，又有许多差异性。

沥青混合料的流变性质评价指标有收缩、蠕变模量、蠕变柔量、应力松弛模量和应力松弛柔量。

收缩是指沥青路面开裂的一个重要因素，就是沥青的收缩因其应力集中，当沥青（沥青混合料）的收缩变形大于沥青（沥青混合料）自身的松弛应变，或累积的温度应力大于沥青的粘接强度，沥青路面就会开裂。

因此，测定沥青（沥青混合料）的收缩系数，可用作为评价沥青（沥青混合料）的抗开裂能力。

蠕变柔量作为沥青路面结构力学计算参数，表征了在蠕变过程中材料受单位应力所产生的应变，此外还有拉伸柔量、剪切柔量等。

沥青混合料蠕变性能的好坏决定于材料的配合比和沥青的蠕变性能好坏，若沥青的蠕变性能好，则沥青混合料的蠕变性能就好，对面板低温抗裂有利。

有些材料既具有粘性（即应变随时间的发展），又具有弹性（应力除去后，应变即减小）。

因此我们称之为粘弹性体。

沥青混合料就会表现出一定的粘弹性质。

在蠕变过程中有：

因此对于粘弹性体，我们需要了解整个时间范围内的J（t），不同的粘弹性体有不同的J（t），这反映了材料的微观差异，我们把J（t）称之为剪切蠕变柔量，同时由拉伸蠕变实验也可得剪切蠕变柔量。

在黏弹性固体的应力松弛中，与单位应变相对应的应力（时间函

数）称作松弛弹性模量。

应力随时间增加而减小。

但不为0，由于施加于材料上的外力作用时间是一个变量，因此松弛弹性模量是时间的函数。

对粘弹性液体，如图所示，应力随时间下降，最后趋近于0，也就是说应力完全松弛。

无论是粘弹性固体或是粘弹性液体，应力都是时间的函数，因此其松弛模量G也是时间的函数。

同样，对拉伸应力松弛实验，也可得出拉伸松弛模量。

沥青混合料高、低温变形分析

沥青混合料中起粘结作用的沥青，在力学性能上表现为三种力学状态，即低温时又脆又硬的玻璃态、一般温度时的粘弹态和较高温度时的粘流态。

从沥青路面所处的环境来看，沥青材料一般都在牯弹状态下使用。

沥青混合料中的沥青裹附着矿料，互相嵌挤在一起，共同承受外力，其强度来源于：

①沥青与矿料间的粘附力，②矿料问的嵌挤力，③矿料及沥青本身的强度可见，沥青混合料的力学性能取决于沥青、矿料的性质及其配合比。

这也就决定了沥青混合料与沥青在变形特性上的相似性，那们在量上有差异，但在质上是相近的

4.2沥青混合料的高温变形特性

分析高温压缩蠕变实验所得沥青混合料的蠕变曲线可知，沥青混合料受力后的变形由瞬时弹性变形，瞬时塑性变形（为材料后续压实，可不考虑在变形之内），随时间而变化的粘弹性及粘塑性变形组成，亦即由可以恢复的弹性、粘弹性和不能恢复的粘塑性变形组成。

沥青混合料在承受压力后由于矿料及沥青的压缩而产生瞬时弹性变形，随着外力作用时间的长短，沥青混合料内部的沥青及矿料因受力而发生重新排列，由此导致了粘滞流动，即产生粘弹性及粘塑性变形，这两种变形的增加速度随外力作用时间的延长而减小，表明沥青混合料内部产生的变形阻力越来越大，因而进一步的变形更加困难，亦即产生“固结效应”。

外力卸去后，瞬时弹性变形立即恢复，粘弹性变形逐渐恢复，而粘塑性变形因不能恢复而成为永久变形。

同时，由该图可以发现，实验温度愈高，变形愈大，但变形与温度为非线性关系。

路面中沥青混合料竖向永久变形的累积，便形成了沥青路面的车辙。

4.3沥青混合料低温拉伸变形特性

在低温受拉时，沥青混合料的抗拉强度主要取决于沥青的粘结力，因而沥青的性能与用量影响着沥青混合料的低温性能。

由低温拉伸I雷变曲线可见，在受拉时，其变形特性与在受压时具有相似性，只是各种变形所占的比例稍有变化，即瞬时弹性变形的比例减小，粘弹性及粘塑性变形的比例增加，但在受拉及受压过程中的变形特性没有本质的区别，只是在受拉时表现出程度较小的“固结效应”，这可由受拉时外力主要由沥青承受得到解释。

4.4流变学模型的提出

为表征沥青混合料的变形特性，研究人员已提出了多种流变学模型，各种模型的变形特性由其I雷变方程来表达。

但所有这些模型，都有其不足之处，都难以精确地表征沥青混合料的变形性能。

为此，很有必要根据前述混合料的变形特性，在分析常见模型的基础上，提出能准确地表征沥青混合料变形性能的流变学模型。

5.沥青路面的发展

众所周知，公路运输在我国交通运