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1、湖瀝青改性瀝青混合料疲勞性能研究商淑杰摘要：影響瀝青混合料疲勞性能的因素很多，該研究?jī)H考慮瀝青種類(lèi)對(duì)疲勞性能的影響。本研究選用某基質(zhì)瀝青和湖瀝青改性瀝青，用應(yīng)變控制模式下的小梁彎拉疲勞試驗(yàn)對(duì)兩種瀝青混合料進(jìn)行了疲勞性能研究。本文通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，建立了兩種瀝青混合料各自的疲勞方程。結(jié)果充分表明了湖瀝青改性瀝青在抗疲勞性能方面的優(yōu)良性。關(guān)鍵詞：湖瀝青改性瀝青；瀝青混合料；疲勞特性。Studyonfatiguecharacteristicsoflakeasphalt-modifiedasphaltmixturesAbstract:Therearemanyfactors
2、whichaffectthefatiguecharacteristicsofbituminousmixtures,thisstudyonlyconsideredtheinfluenceofasphaltcategoryonfatiguecharacteristics.Theresearchselectedamatrixasphaltandlakeasphalt—modifiedasphalt,andevaluatedfatiguecharacteristicsusingtheflexuralbeamfatiguetestunderthestrain-controlledmo
3、deofloading.Thistextcarriedonregressionanalysistowardsexperimentingdataandestablishesfatigueequationsuitedfortwokindsofasphaltmixtures.ResultdemonstratedLakeasphalt—modifiedasphalthasagoodanti-fatiguecharacteristics.Keywords:lakeasphalt—modifiedasphalt;bituminousmixtures;fatiguecharacteris
4、tics1引言為適應(yīng)交通量迅速增加、行車(chē)荷載逐漸增大的需要，半剛性基層瀝青路面在全國(guó)各地的高等級(jí)公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。這種路面具有強(qiáng)度高、剛度大、水穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。但是，道路上重載超載車(chē)輛的大量出現(xiàn)，使路面的破壞更為嚴(yán)重。瀝青路面在整個(gè)使用壽命期，在環(huán)境的影響下經(jīng)受行車(chē)荷載的反復(fù)作用，長(zhǎng)期處于應(yīng)力、應(yīng)變交迭變化狀態(tài)，由于材料微觀結(jié)構(gòu)的局部不均勻，引起應(yīng)力集中而出現(xiàn)微損傷，微損傷逐漸累計(jì)擴(kuò)大致使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)荷載重復(fù)超過(guò)一定次數(shù)后，在荷載作用下路面產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)超過(guò)強(qiáng)度下降后的結(jié)構(gòu)抗力，使路面出現(xiàn)裂紋，最終產(chǎn)生疲勞斷裂。研究表明，瀝青路面抵抗疲勞開(kāi)裂的能力主要取決與
5、瀝青混合料的抗疲勞性能。因此，提高瀝青混合料的抗疲勞性能是混合料設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。湖瀝青改性瀝青是近幾年較為常用的瀝青混和料改性方法，但這種改性混合料的抗疲勞性能如何還缺乏研究。影響瀝青混合料疲勞性能的因素很多，本研究?jī)H考慮瀝青種類(lèi)對(duì)疲勞性能的影響。1.1瀝青混合料疲勞性能的試驗(yàn)方法研究1.1.1疲勞試驗(yàn)方法評(píng)述目前，國(guó)外進(jìn)行的疲勞試驗(yàn)研究分為四類(lèi)：一是路面在真實(shí)行車(chē)荷載作用下的疲勞破壞試驗(yàn)，如美國(guó)的AASHTO試驗(yàn)路，歷時(shí)三年才完成；二是足尺路面結(jié)構(gòu)在模擬行車(chē)荷載作用下的疲勞試驗(yàn)，包括環(huán)道試驗(yàn)和加速加載試驗(yàn)，如南非的中型車(chē)輛模擬車(chē)（NNS）、澳大利亞和新西蘭的加速加載設(shè)備（AL
6、F）、美盛頓州立大學(xué)的室外大型環(huán)道和公路研究所的室大型環(huán)道疲勞試驗(yàn)；三是試板試驗(yàn)法；四是室小型試件的疲勞試驗(yàn)。前三類(lèi)方法都能較好地反映路面的實(shí)際疲勞性能，但耗資巨大、周期長(zhǎng)，且試驗(yàn)結(jié)果受當(dāng)?shù)丨h(huán)境及所用路面結(jié)構(gòu)影響較大。因此，多采用的是周期短、費(fèi)用少的室小型試件的疲勞試驗(yàn)。瀝青混合料的室疲勞試驗(yàn)方法各異，各國(guó)都沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定。目前，應(yīng)用最多的主要有：重復(fù)彎曲試驗(yàn)（包括中點(diǎn)加載或三分點(diǎn)加載，旋轉(zhuǎn)懸臂梁和梯形懸臂梁）、支撐彎曲試驗(yàn)、單軸試驗(yàn)、間接拉伸試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)、斷裂力學(xué)實(shí)驗(yàn)和輪轍試驗(yàn)等。考慮到試驗(yàn)方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的模擬程度、試驗(yàn)方法的簡(jiǎn)便性及試驗(yàn)結(jié)果的可應(yīng)用性，SHRP工作者將
7、上述方法進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比及相應(yīng)排序，認(rèn)為重復(fù)彎曲試驗(yàn)（特別是三分點(diǎn)加載試驗(yàn)）最能代表實(shí)際路面的受力狀況，試驗(yàn)結(jié)果可直接用于設(shè)計(jì)，是疲勞試驗(yàn)的首選方法。1.1.2疲勞試驗(yàn)方法分類(lèi)綜合目前已有的研究成果，瀝青路面疲勞特性的研究方法基本上分為兩類(lèi)：一類(lèi)為現(xiàn)象學(xué)法，即傳統(tǒng)的疲勞理論方法，它采用疲勞曲線(xiàn)表征材料的疲勞性質(zhì)；另一類(lèi)為力學(xué)近似法，即應(yīng)用斷裂力學(xué)原理分析疲勞裂縫擴(kuò)展規(guī)律，以確定材料的疲勞壽命。1.1.2.1現(xiàn)象學(xué)法應(yīng)用現(xiàn)象學(xué)法進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，通常采用控制應(yīng)力和控制應(yīng)變兩種不同的加載模式?？刂茟?yīng)力方式是指反復(fù)加載過(guò)程中
