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1、2016年第3期(總第180期)江西建材交通工程瀝青混合料低溫性能評價指標研究■冉松林■四川川交路橋有限責任公司,四川德陽618300摘要:為說明溫度對瀝青混合料低溫抗裂性能的影響及表征瀝青混合料抵抗3實驗結(jié)果與分析低溫的能力,本文在瀝青混合料低溫彎曲試驗的基礎上,從能量角度出為表征溫度對瀝青混合料低溫抗裂性能的影響及瀝青混合料本身發(fā),引入單位體積破壞能的概念,將其作為瀝青混合料低溫性能的評價抵抗低溫的能力,本文針對AC-13基質(zhì)瀝青混合料與SMA-13兩種指標。采用該指標,本文對兩種不同類型的瀝青混合料,分別在0℃,-不同類型瀝青混合料,分別在0℃,-10℃,-
2、20℃三個溫度進行低溫10℃,-20℃三個溫度進行低溫彎曲試驗,并分別計算出單位體積破壞彎曲試驗,根據(jù)應力-應變關系,計算出破壞能,并以此作為評價瀝青能,進而分析這一指標的特點與規(guī)律性?;旌狭系蜏匦阅艿闹笜?。關鍵詞:瀝青混合料低溫性能低溫彎曲試驗破壞能通過進行瀝青混合料低溫彎曲試驗,得出試驗數(shù)據(jù),并繪制應力-32應變圖,回歸出三項式σ=Aε+Bε+Cε+D,并擬合混合料的應力-1引言應變關系。本文采用的兩種不同瀝青混合料在不同試驗溫度條件下,目前,主要采用低溫彎曲試驗用于評價瀝青混合料低溫性能,該實擬合出應力應變?nèi)検角€的系數(shù)如下表1所示。驗能真實反應瀝青混合料
3、在低溫條件下的受力狀況,但是單獨使用破表1應力應變曲線三項式的系數(shù)擬合表壞應變或彎拉強度作為低溫性能評價指標具有一定局限性,分別以破壞彎拉應變或者彎拉強度作為低溫指標評價混合料的低溫性能,則出混合料類型溫度℃ABCD[1]現(xiàn)結(jié)果不一致的現(xiàn)象。-200E+09900E+06-941740基于上述現(xiàn)象,本文從能量角度出發(fā),引入單位體積破壞能的概-600E+08100E+0621061念,將其作為混合料臨界彎拉應變和彎拉強度2個指標的綜合,用以評AC-13-900E+09200E+07-58361價瀝青混合料低溫性能。這種方法可以避免使用單一指標帶來評價結(jié)基
4、質(zhì)瀝青-10果不一致的現(xiàn)象,也更為科學表征混合料的低溫性能?;旌狭希釜保担埃牛埃梗勃保埃埃牛埃叮常玻矗担矗保不趶澢囼灥牡蜏卦u價指標-400E+10500E+07-2343252-202.1單位體積破壞能的幾何意義-400E+10400E+0710964本文通過進行瀝青混合料彎曲破壞試驗,測定瀝青混合料小梁試470E+07-900E+0612321件在三點彎曲試驗過程中的應力-應變曲線,計算低溫下的彎拉強度、0220E+07-600E+0533040061彎曲應變及彎曲勁度模量,計算出小梁破壞時的單位體積破壞能量。通過繪制出瀝青混合料低溫
5、彎曲破壞試驗應力-應變曲線,如圖1可SMA-13-300E+09300E+07-232551瀝青-10以看出,破壞能的幾何意義為當混合料應力達到峰值時,應力-應變曲混合料-500E+07-500E+0528961線與X軸圍成的面積。-300E+09900E+06-214612.2單位體積破壞能的計算-20-200E+09100E+07-90012每種瀝青混合料都具有一定能量儲存能力,即稱為通過應力-應變圖擬合回歸出的三項式,再采用破壞能公式(4)破壞能,可通過試驗方法確可計算出兩種瀝青混合料在不同溫度條件下的破壞能。將AC-13和定破壞能。瀝青混合
6、料試件SMA-13瀝青混合料分別在0℃、-10℃、-20℃的破壞彎拉應變、彎破壞時所需要消耗的能量越拉強度、彎曲勁度模量以及單位體積破壞能列于下表2、表3。3大,就說明路面抗裂性能越表2AC-13基質(zhì)瀝青混合料在不同試驗溫度下的破壞能(kj/m)好。本文基于低溫彎曲試溫度應力應變勁度模量破壞能平均值驗,回歸出材料的破壞能。(℃)(MPa)(mm)(MPa)(kj/m3)(kj/m3)圖1瀝青混合料低溫彎曲根據(jù)破壞能的定義,可706000232630350007291破壞試驗應力-應變曲線0000706將單位體積的破壞能表示為50900020592472
7、0006831以下公式:7622000141154020005223εcW=∫-10000576f0σ(ε)dε(1)8823000120972980006298式中,Wf表示瀝青混合料破壞能;εc為應力峰值時的應變。107360000923116270004924因此,判斷瀝青混合料是否發(fā)生低溫開裂,可通過采用溫度應力所-20000526112480000896125520005596做的功(這里稱之為應變能Wε)是否大于材料本身的破壞能(Wf)來判斷。即當時,混合料不產(chǎn)生開裂,反之,當應變能大于或等于破壞能表3SMA-13瀝青混合
8、料在不同試