基于细观结构特征的沥青混合料断裂机理研究_崔亚楠

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1、第１６卷第１期建筑材料学报Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．１２０１３８６年２月ＪＯＵＲＮＡＬ建ＯＦ筑ＢＵＩＬＤＩＮＧ材料学ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ报Ｆｅｂ．第１６，２０１３卷文章编号：１００７－９６２９（２０１３）０１－００８６－０５基于细观结构特征的沥青混合料断裂机理研究崔亚楠１，邢永明２，倪文琛１（１．内蒙古工业大学土木工程学院，内蒙古呼和浩特０１００５１；２．内蒙古工业大学理学院，内蒙古呼和浩特０１００５１）摘要：为研究沥青混合料的断裂性能，对ＳＢＳ沥青混合料和普通沥青混合料小梁进行三点弯曲试验，利用ＣＣＤ摄像头跟踪拍摄了沥青混合料小梁变形破坏的全过程，并利用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了受力前以及断裂后沥青混

2、合料的细观界面形貌，从细观结构角度揭示沥青混合料小梁变形断裂的机理．结果表明：ＳＢＳ沥青混合料的抗弯断裂性能要优于普通沥青混合料，而沥青本身的性能、沥青与骨料间的界面性能及加载速率对混合料的特性影响至关重要．关键词：沥青混合料；弯曲断裂试验；细观结构；界面中图分类号：Ｕ４１６文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９６２９．２０１３．０１．０１６ＳｔｕｄｙｏｎＳｐｌｉｔＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＡｓｐｈａｌｔＭｉｘｔｕｒｅＢａｓｅｄｏｎＭｅｓｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅＦｅａｔｕｒｅ１，ＸＩＮＧＹｏｎｇ－ｍｉｎｇ２，ＮＩＷｅｎ－ｃｈｅｎ１ＣＵＩＹａ－ｎａｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉ

3、ｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｈｈｏｔ０１００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｈｈｏｔ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｒａｃｋｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅａｒｌｙｄａｍａｇｅｔｙｐｅｓｆｏｒｐａｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅｓａｂｏｕｔＳＢＳａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅａｎｄｏｒｄｉｎａｒｙａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｂｅａｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｐｏｉ

4、ｎｔｂｅｎｄｉｎｇｂｅａｍｔｅｓｔ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄａｍａｇｅｃｏｍｐｌｅｔｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｂｅａｍｗｅｒｅｒｅｃｏｒｄｅｄｂｙＣＣＤ，ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅＳＥＭｓｔｕｄｙｏｆａｓｐｈａｌｔｃｏｎｃｒｅｔｅｍｅｃｏ－ｉｎｔｅｒｆａｃｅｐａｔｔｅｒｎｂｅｆｏｒｅｌｏａｄｉｎｇａｎｄａｆｔｅｒｆｒａｃｔｕｒｅｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＳＢＳａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｏｒｄｉｎａｒｙａｓｐｈ

5、ａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆａｓｐｈａｌｔ，ｂｏｕｎｄａｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｂｅｔｗｅｅｎａｓｐｈａｌｔａｎｄａｇｇｒｅ－ｇａｔｅ，ｌｏａｄｉｎｇｒａｔｅａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔａｆｆｅｃｔａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；ｂｅａｍｂｅｎｄｉｎｇｔｅｓｔ；ｍｅｓｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅ［１－２］裂纹是沥青混凝土路面早期破损形式之一，化和均匀化的宏观连续体，从而忽略了沥青混凝土最初可能只是材料内部的微观裂纹，后来相互连通材料复杂的细观结构，也难以揭示材料的变形和破形

6、成宏观裂纹，在交通荷载及温度应力作用下不断坏机制．扩展，导致路面服务能力降低，路用性能恶化．因此，沥青混合料是一种由多种成分组成的非均匀多裂纹是路面研究者和设计师共同关心的问题．相材料，从结构上来说，可以看作是由增强相（集料实际路面的力学行为远比人们认识的要复杂得和矿物填料）、基体相（沥青）和介于两者之间的界相［３］［４］多，其性能既受沥青、集料体积含量影响，也受这组成的三相材料．三者在混合料中所起的作用不些因素空间分布的影响．研究表明，沥青混合料的宏同：增强相彼此嵌挤形成骨架，主要承担外界的车辆观力学性能和其内部的裂缝发展有关．在过去，人们荷载；基体相将增强相黏结在一起，并传递应力至增为了研

7、究上的方便，常把沥青混凝土材料视为平均强相；界面是混合料中沥青和集料之间的桥梁，是集收稿日期：２０１１－０９－０１；修订日期：２０１１－１１－１６基金项目：国家自然科学基金资助项目（１１１６２０１０）；内蒙古自然科学基金资助项目（２００９ＭＳ０７０１）第一作者：崔亚楠（１９７４—），女，内蒙古集宁人，内蒙古工业大学副教授，博士．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎａｎｃｕｉ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ第１期崔亚楠，