瀝青混合料低溫性能評(píng)價(jià)指標(biāo)探究

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1、瀝青混合料低溫性能評(píng)價(jià)指標(biāo)探究摘要：我國瀝青混合料低溫抗裂性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是低溫彎曲試驗(yàn)的破壞彎拉應(yīng)變和彎拉強(qiáng)度，但平行試驗(yàn)很可能出現(xiàn)破壞彎拉應(yīng)變較接近而彎拉強(qiáng)度相差較大的矛盾結(jié)果。本文基于低溫彎曲試驗(yàn)，采用單位體積破壞能和彎曲系數(shù)來評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫性能，能避免使用單一指標(biāo)破壞應(yīng)變相差較大的情況，且能利用彎曲系數(shù)預(yù)測混合料抵抗低溫的能力。關(guān)鍵詞：低溫評(píng)價(jià)指標(biāo)破壞能彎曲系數(shù)0引言目前，我國主要用低溫彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫性能，在低溫條件（-10°0下對小梁施加跨中荷載直至斷裂，得到荷載與跨中撓度關(guān)系曲線，以破壞彎拉應(yīng)變作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，但采

2、用單一評(píng)價(jià)指標(biāo)很有可能出現(xiàn)平行試驗(yàn)中破壞彎拉應(yīng)變較接近而彎拉強(qiáng)度相差較大的矛盾結(jié)果。針對低溫彎曲試驗(yàn)方法的不足，本文從能量的角度對瀝青混合料進(jìn)行了粘彈性分析，由低溫彎曲試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，回歸出瀝青混合料的單位體積破壞能，用破壞能和彎曲系數(shù)作為瀝青混合料的低溫抗裂性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。1礦料級(jí)配本文采用AC-16型瀝青混合料，瀝青為殼牌70#,集料采用石灰?guī)r，各篩孔的通過率見表1。表1AC-16各粒徑通過篩孔百分率2基于低溫彎曲試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)試件尺寸：40mmX40mmX250mm小梁，跨距200mm,單點(diǎn)跨中加載，試驗(yàn)在MTS810閉環(huán)液伺服試驗(yàn)

3、機(jī)上進(jìn)行，加載速率為50mm/mino由彎曲試驗(yàn)的荷載-跨中撓度曲線可以得到彎曲破壞荷載、破壞時(shí)的撓度，計(jì)算出試件的抗彎拉強(qiáng)度、梁底破壞彎拉應(yīng)變以及破壞時(shí)的彎曲勁度模量，并確定小梁試件在破壞時(shí)的單位體積破壞能。2.1單位體積破壞能不同瀝青混合料具有不同的能量儲(chǔ)存能力，稱為破壞能。瀝青混合料試件達(dá)到破壞時(shí)所消耗的能量與其抗裂性能有較好的關(guān)聯(lián)性，消耗的能量越大，抗裂性能就越好。根據(jù)破壞能的定義，單位體積的破壞能可以表示為：（2-1）,其中表示破壞能；￡（3為應(yīng)力達(dá)到峰值時(shí)的應(yīng)變。因此，可根據(jù)應(yīng)變能（W￡）是否大于材料的破壞能（）來判斷瀝青混合料是否發(fā)

4、生低溫開裂。即當(dāng)（2-2）時(shí)，混合料不產(chǎn)生開裂；而當(dāng)應(yīng)變能大于或等于破壞能時(shí)，混合料產(chǎn)生開裂。分析應(yīng)力-應(yīng)變曲線發(fā)現(xiàn)，三次多項(xiàng)式能較好的擬合應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的上升階段。即（2-3）o式中，其中常數(shù)僅與材料類型有關(guān)。由式3-3和3-1即可得到瀝青混合料的單位體積破壞能：（2-4）2.2彎曲系數(shù)瀝青混合料一般有3種破壞形式，如圖loA曲線呈線性關(guān)系，為脆性破壞，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到峰值時(shí)試件突然斷裂，并喪失承載能力；C曲線為柔性破壞，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最大值時(shí)試件開始破壞，但仍具有承載能力；B曲線破壞形式介于A、C之間。B型破壞的產(chǎn)生溫度是一個(gè)關(guān)鍵性參數(shù)，在該溫度范圍內(nèi)

5、，混合料的低溫破壞形式從柔性轉(zhuǎn)化為脆性，該溫度稱為脆化點(diǎn)。脆化點(diǎn)越低，瀝青混合料破壞形態(tài)由柔性轉(zhuǎn)化為脆性的溫度越低，即低溫抗裂性能也越好。引入彎曲系數(shù)Su,以描述混合料低溫彎曲破壞形式及應(yīng)力-應(yīng)變曲線的屬性，并預(yù)測混合料抵抗低溫的能力。Su計(jì)算公式為：（2-5）。式中：為彎曲系數(shù)；Rb為強(qiáng)度；dw/dv為彎曲破壞能密度；為最大彎拉應(yīng)變。2.3試驗(yàn)結(jié)果分析由公式2-4可以得到混合料在不同溫度下的破壞能，列于表2O根據(jù)破壞能、破壞應(yīng)變和破壞強(qiáng)度，利用公式2-5可以求得混合料的彎曲系數(shù)。由上表回歸出彎曲系數(shù)與溫度的關(guān)系式，將其與相關(guān)系數(shù)列于表3。并根據(jù)

6、關(guān)系式求出彎曲系數(shù)為1時(shí)的溫度，即脆化點(diǎn)溫度。性能趨勢一致。兩種瀝青混合料相比較，改性瀝青混合料的破壞能較大、脆化點(diǎn)溫度較低，低溫抗裂性能要明顯優(yōu)于基質(zhì)瀝青混合料。3結(jié)語本論文通過對兩種瀝青混合料進(jìn)行0。（2、-10°C.-20°C的彎曲試驗(yàn)，得出混合料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，計(jì)算出混合料在每個(gè)溫度下的單位體積破壞能和彎曲系數(shù)。利用破壞能能夠較好地評(píng)價(jià)混合料低溫性能，利用彎曲系數(shù)能預(yù)測混合料的脆化點(diǎn)溫度，即抵抗低溫的能力。綜合兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，能較全面的評(píng)價(jià)混合料的低溫性能，避免了使用單一指標(biāo)而使結(jié)果出現(xiàn)矛盾的現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)：［1］趙熙?瀝青路面低溫縮裂模

7、型的研究東北林業(yè)大學(xué)，2006.5［2］張文君.瀝青路面非荷載裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施上海：2005.6［3］申愛琴，蔣慶華?瀝青混合料低溫抗裂性能評(píng)價(jià)及影響因素2004.6［4］李明?瀝青混合料低溫性能試驗(yàn)分析［D］東北林業(yè)大學(xué)，2006