高勁度模量瀝青混合料力學(xué)性能試驗研究

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1、244科技研究城市道橋與防洪2012年5月第5期高勁度模量瀝青混合料力學(xué)性能試驗研究傅睿，魏琳(重慶市市政設(shè)計研究院，重慶市400020)摘要：通過測試幾種高勁度模量混合料在不同溫度下回彈模量、動態(tài)模量和勁度模量，比較其高勁度混合料的性能，得出測試的高勁度模量混合料的回彈模量明顯高于一般的瀝青混合料；摻加一定比例外加劑PR．M可以提高瀝青混合料的回彈模量；20％勁度模量試驗結(jié)果表明，橡膠瀝青混合料勁度模量最高，硬質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青勁度模量相當(dāng)，橡膠瀝青混合料ARAC20達(dá)到了高勁度模量瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：高勁度模量；回彈模量；動態(tài)模量；勁度模量；試驗中圖分類號：U416．2

2、文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—7716(2012)05—0244—05瀝青混凝土試件的抗壓強(qiáng)度依下式計算：1概述R=(1)7rd目前，我國瀝青路面設(shè)計方法以路面的設(shè)計彎沉、瀝青面層底面拉應(yīng)力、基層底面的彎拉應(yīng)力式中：R——試件的抗壓強(qiáng)度，MPa；為設(shè)計的控制標(biāo)準(zhǔn)，混合料的抗拉強(qiáng)度采用劈裂P_試件破壞時的最大荷載，N；d——試件直徑，Illm。強(qiáng)度試驗測試，材料的模量均采用抗壓回彈模量。瀝青混合料的抗壓回彈模量成為我國瀝青路面結(jié)繪制各級荷載的壓強(qiáng)q與回彈變形△之問構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)，直接影響到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和關(guān)系的曲線，并作相應(yīng)的修正，從曲線上讀取第5厚度計算。級荷載及相應(yīng)的△厶，瀝

3、青混合料的抗壓同彈模量勁度模量試驗(Stiffnessmodulus)與動態(tài)模量按下式計算：試驗(Dynamicmodulus)是目前力學(xué)一經(jīng)驗法或經(jīng)qi=(2)驗一力學(xué)法中研究的重點，通過動荷載試驗反映混合料的變形能力，可以更加有效的表征混合料甓的變形特性。為此，本文將分別測試幾種高勁度模式中：qi——相應(yīng)于各級試驗荷載I)i作用下的壓強(qiáng)，量混合料在不同溫度下的回彈模量、動態(tài)模量和MPa；勁度模量，通過模量比較幾種高勁度混合料的性pi——施加于試件的各級荷載值，N；能，從而為力學(xué)一經(jīng)驗法或經(jīng)驗一力學(xué)法的應(yīng)用E——抗壓回彈模量，MPa；提供重要的依據(jù)?！鄳?yīng)于第5級荷載(0．5P

4、)時的荷載壓強(qiáng)，MPa：2單軸抗壓回彈模量——試件軸心高度，mill；2．1抗壓回彈模量簡介△，J——相應(yīng)于第5級荷載(0．5P)時經(jīng)原點路面材料的回彈模量反映了材料抵抗可回復(fù)修正后的回彈變形(mil1)。變形的能力。目前我國的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范2．2試驗結(jié)果都采用回彈模量作為結(jié)構(gòu)層材料的力學(xué)參數(shù)?；卦囼灢捎眯D(zhuǎn)壓實儀制備同彈模量試件，尺寸彈模量試件的成型方法有靜壓法、輪碾法和揉搓為cI)100mm×100mm，以空隙率4％控制壓實次成型法等，其中揉搓成型更能反映路面的實際碾數(shù)，回彈模量試驗溫度為l5c】C和20。壓T藝。不同試驗條件下各種瀝青混合料的無側(cè)限抗回彈模量試驗根據(jù)《公

5、路丁程瀝青及瀝青混壓強(qiáng)度試驗結(jié)果如表1及圖1所示，回彈模量測合料試驗規(guī)程》(T0713—2000)規(guī)定的單軸壓縮試定結(jié)果如表2及圖2所示。驗方法進(jìn)行，試驗溫度分別為15oC、20~C。通過三種不同的瀝青混合料進(jìn)行單軸壓縮試驗得m如下結(jié)論：收稿日期：201I-12—26(1)根據(jù)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試驗結(jié)果，由表l作者簡介：傅睿(1979一)，男，重慶人，工程師，從事公路及市政道路橋梁方面的設(shè)計和研究工作。和圖1所示，隨著溫度的升高，各種高勁度瀝青混2012年5月第5期城市道橋與防洪科技研究245表1不同瀝青混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果(單位：MPa)落疆搏復(fù)岔移復(fù)表2不同瀝青混合料回彈

6、模量比較(單位：MPa)圖3高勁度瀝青混合料20~C抗壓回彈模量測試結(jié)果(3)添加劑PR．M使橡膠瀝青的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度降低；添加劑PR-M提高了橡膠瀝青高勁度混合料的回彈模量，具體結(jié)果見表3。表3添加劑對混合料回彈模量的影響混合料類型試驗條件15℃2O℃109∞3動態(tài)模量(DynamicModulus)墨8蠹。73．1動態(tài)模量試驗簡介墨5本研究中瀝青混合料的動態(tài)模量采用32Superpave簡單性能試驗機(jī)(SPT)測定。參考的試驗規(guī)程為AASHTOTP一62。動態(tài)模量試驗可以采用應(yīng)0變控制方式或應(yīng)力控制方式。本研究中采用應(yīng)力碗蘑搏槨錯蕩鐙主控制方式，對試件施加正弦荷載，式(3)給出

7、了動圖1高勁度瀝青混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果態(tài)模量試驗中典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線。不管采用何種控制方式，動態(tài)模量試驗都可以得到三個參數(shù)：4000復(fù)數(shù)模量E，動態(tài)模量IEI，和相位角。復(fù)數(shù)模3000量是一個復(fù)數(shù)，用來確定粘彈性材料的應(yīng)力、應(yīng)變zooo特性，它由實部和虛部兩部分組成，如下式所示：E：l==E’+iE”(3)l000式中：E’為存儲模量；E”為損失模量。O動態(tài)模量是復(fù)數(shù)模量的絕對值，反映了材料7。虧搏質(zhì)穆蕊抵抗變形的能力，動態(tài)模量的定義如下：_'^●1_'r●-_u