沥青胶浆的疲劳性能研究

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1、摘要随着交通量的日益增大，疲劳破坏已经成为路面最主要的破坏形式之一。永久路面的兴起与应用使疲劳破坏成了路面研究与设计最需要预防的破坏模式，因此加深对沥青及沥青混合料的疲劳性能的认识已经成为客观需要。然而现有的沥青胶浆疲劳评价方法还存在很多不足，需要探索新的方法评价沥青胶浆的疲劳性能。本文引入一种新型实验样品，使用自制的夹具，建立新的实验系统进行动态剪切流变仪(DSR)时间扫描实验，研究沥青胶浆的疲劳性能，解决了沥青胶浆与DSR转子界面粘结破坏问题，同时避免了边缘效应的影响。考虑到沥青胶浆本身对循环加载的抵抗作用以及循环加载造成的破坏在沥青胶浆样品中发展

2、过程的速度快慢问题，将复合剪切模量(相位角)．加载循环次数曲线中沥青胶浆的各种宏观力学性能发生剧烈变化的过渡点定义为疲劳点。针对DSR在不同频率下所施加扭矩的变异性，引入一个与频率f有关的修正因数CF。采用应力控制模式首先研究了应力、温度、频率对基质沥青胶浆疲劳性能的影响，建立了相应的疲劳方程。结果表明，AH一70沥青胶浆的疲劳性能随着应力水平增大、温度升高而逐渐降低，在低应力水平下受频率的影响显著，一般地10Hz时其疲劳性能最差，20Hz时疲劳性能最好。然后研究了改性沥青胶浆的疲劳性能。结果表明，温度、频率对SBS改性PG70—22沥青胶浆样品疲劳性

3、能的影响比较复杂，受应力水平的制约；在高应力水平时疲劳寿命随着温度降低逐渐增大，频率对其疲劳性能的影响规律不明显。在应变控制模式下进行了老化沥青的疲劳实验。结果表明，老化程度越深，沥青的残余疲劳寿命越短，紫外光老化对其的残余疲劳寿命影响更加显著；紫外光老化对改性沥青疲劳性能的影响比对其他技术指标的影响大；室内加速紫外光老化在改性沥青老化残余疲劳寿命方面引起的变化速度约为自然暴露紫外光老化的1．5倍。本文引入的新方法可以通用于评价基质沥青胶浆和改性沥青胶浆的疲劳性能，并为探讨新的沥青胶浆疲劳性能评价方法提供了很好的思路。关键词：沥青胶浆，疲劳性能，新型样

4、品，DSR时间扫描实验，疲劳方程AbstractThefatiguedamageofbituminousbinderhasbeenoneofthemostimportantfactorswhichleadtothefatiguedamageofasphaltmixtures，becauseofthepersistentincreaseinroadtraffic．Theapplicationofperpetualpavementhasmadefatiguedamageoneofthemostneededpreventivedamages，SOthestu

5、dyonfatigueperformanceofbituminousbinderisneeded．However,thecurrentfatigueevaluationmethodsforbituminousbindershavereceivedconsiderablecriticismfortheirdefectsinreflectingtheaccumulationprocessoffatiguedamageandinevaluationofthefatiguepropertiesofmodifiedfatiguebituminousbinder．

6、Itisneededtofindanewevaluationmethodtoevaluationthefatiguepropertiesofbothbituminousbinderandmodifiedbituminousbindercorrectly．Inthispaper,theauthorscameupwithanewwaytoevaluationthefatiguepropertyofbituminousbinder．Anewtypeofspecimenandanewtestsystemwereintroducedtoavoidtheprobl

7、emofadhesionfailurebetweenrotorandbituminousbinderandtotestthe”true”fatigueresponse．Consideringthefactthatload—resistingpropertyandcrackpropagationratevariedfrombinderstobinders，thefatiguefailurepointwasdefinedasthepointwherethecomplexmodulusbeganasharpfailurepropagationdrop．The

8、fatiguefailureoccurredwhereallofthepropertiesch