沥青混合料低温性能评价指标研究.pdf

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1、２０１６年第３期（总第１８０期）江西建材交通工程沥青混合料低温性能评价指标研究■冉松林■四川川交路桥有限责任公司，四川德阳６１８３００摘要：为说明温度对沥青混合料低温抗裂性能的影响及表征沥青混合料抵抗３实验结果与分析低温的能力，本文在沥青混合料低温弯曲试验的基础上，从能量角度出为表征温度对沥青混合料低温抗裂性能的影响及沥青混合料本身发，引入单位体积破坏能的概念，将其作为沥青混合料低温性能的评价抵抗低温的能力，本文针对ＡＣ－１３基质沥青混合料与ＳＭＡ－１３两种指标。采用该指标，本文对两种不同类型的沥青混合料，分别在０℃，－不同类型沥青混合料，分别在０℃，－１０℃，－

2、２０℃三个温度进行低温１０℃，－２０℃三个温度进行低温弯曲试验，并分别计算出单位体积破坏弯曲试验，根据应力－应变关系，计算出破坏能，并以此作为评价沥青能，进而分析这一指标的特点与规律性。混合料低温性能的指标。关键词：沥青混合料低温性能低温弯曲试验破坏能通过进行沥青混合料低温弯曲试验，得出试验数据，并绘制应力－３２应变图，回归出三项式σ＝Ａε＋Ｂε＋Ｃε＋Ｄ，并拟合混合料的应力－１引言应变关系。本文采用的两种不同沥青混合料在不同试验温度条件下，目前，主要采用低温弯曲试验用于评价沥青混合料低温性能，该实拟合出应力应变三项式曲线的系数如下表１所示。验能真实反应沥青混合料

3、在低温条件下的受力状况，但是单独使用破表１应力应变曲线三项式的系数拟合表坏应变或弯拉强度作为低温性能评价指标具有一定局限性，分别以破坏弯拉应变或者弯拉强度作为低温指标评价混合料的低温性能，则出混合料类型温度℃ＡＢＣＤ［１］现结果不一致的现象。－２００Ｅ＋０９９００Ｅ＋０６－９４１７４０基于上述现象，本文从能量角度出发，引入单位体积破坏能的概－６００Ｅ＋０８１００Ｅ＋０６２１０６１念，将其作为混合料临界弯拉应变和弯拉强度２个指标的综合，用以评ＡＣ－１３－９００Ｅ＋０９２００Ｅ＋０７－５８３６１价沥青混合料低温性能。这种方法可以避免使用单一指标带来评价结基

4、质沥青－１０果不一致的现象，也更为科学表征混合料的低温性能。混合料８５０Ｅ＋０９－２００Ｅ＋０６３２４５４１２基于弯曲试验的低温评价指标－４００Ｅ＋１０５００Ｅ＋０７－２３４３２５２－２０２．１单位体积破坏能的几何意义－４００Ｅ＋１０４００Ｅ＋０７１０９６４本文通过进行沥青混合料弯曲破坏试验，测定沥青混合料小梁试４７０Ｅ＋０７－９００Ｅ＋０６１２３２１件在三点弯曲试验过程中的应力－应变曲线，计算低温下的弯拉强度、０２２０Ｅ＋０７－６００Ｅ＋０５３３０４００６１弯曲应变及弯曲劲度模量，计算出小梁破坏时的单位体积破坏能量。通过绘制出沥青混合料低温

5、弯曲破坏试验应力－应变曲线，如图１可ＳＭＡ－１３－３００Ｅ＋０９３００Ｅ＋０７－２３２５５１沥青－１０以看出，破坏能的几何意义为当混合料应力达到峰值时，应力－应变曲混合料－５００Ｅ＋０７－５００Ｅ＋０５２８９６１线与Ｘ轴围成的面积。－３００Ｅ＋０９９００Ｅ＋０６－２１４６１２．２单位体积破坏能的计算－２０－２００Ｅ＋０９１００Ｅ＋０７－９００１２每种沥青混合料都具有一定能量储存能力，即称为通过应力－应变图拟合回归出的三项式，再采用破坏能公式（４）破坏能，可通过试验方法确可计算出两种沥青混合料在不同温度条件下的破坏能。将ＡＣ－１３和定破坏能。沥青混合

6、料试件ＳＭＡ－１３沥青混合料分别在０℃、－１０℃、－２０℃的破坏弯拉应变、弯破坏时所需要消耗的能量越拉强度、弯曲劲度模量以及单位体积破坏能列于下表２、表３。３大，就说明路面抗裂性能越表２ＡＣ－１３基质沥青混合料在不同试验温度下的破坏能（ｋｊ／ｍ）好。本文基于低温弯曲试温度应力应变劲度模量破坏能平均值验，回归出材料的破坏能。（℃）（ＭＰａ）（ｍｍ）（ＭＰａ）（ｋｊ／ｍ３）（ｋｊ／ｍ３）图１沥青混合料低温弯曲根据破坏能的定义，可７０６０００２３２６３０３５０００７２９１破坏试验应力－应变曲线００００７０６将单位体积的破坏能表示为５０９０００２０５９２４７２

7、０００６８３１以下公式：７６２２０００１４１１５４０２０００５２２３εｃＷ＝∫－１００００５７６ｆ０σ（ε）ｄε（１）８８２３０００１２０９７２９８０００６２９８式中，Ｗｆ表示沥青混合料破坏能；εｃ为应力峰值时的应变。１０７３６００００９２３１１６２７０００４９２４因此，判断沥青混合料是否发生低温开裂，可通过采用温度应力所－２００００５２６１１２４８００００８９６１２５５２０００５５９６做的功（这里称之为应变能Ｗε）是否大于材料本身的破坏能（Ｗｆ）来判断。即当时，混合料不产生开裂，反之，当应变能大于或等于破坏能表３ＳＭＡ－１３沥青混合

8、料在不同试