5.2 沥青混合料动态模量的测定 ............................... 61
5.3 沥青混合料断裂常数 A 与 n 的求解 ........................... 62
第五章 沥青混合料抑制裂纹扩展研究
5.1 沥青混合料动态模量的测定
获取沥青混合料断裂常数 A 与 n 的方法的关键步骤是获取裂纹尖端应力强度因子(SIF),但是裂纹尖端应力强度因子(SIF)受到沥青混合料动态模量的影响[55],所以在求解沥青混合料裂纹尖端的应力强度因子(SIF)时需要对沥青混合料的动态模量(E)进行测定,通过旋转压实仪对沥青混合料试件的成型,成型试件为直径 150mm,高度为150mm 的圆柱体试件,根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)试验规范要求,待试件冷却,强度稳定后,将直径为 100mm 钻孔取出试件的孔心,用 UTM-30 进行动态模量的测量,本实验结合 Overlay Tester 的实验参数及拉萨地区的气候条件。测定温度为 20℃,采用半正弦波加载,加载频率为 0.1Hz。测定结果如表(5-1)。
由上表可以得出,在环境温度为 20℃,加载频率为 0.1Hz,半正弦波的环境下,弹性模量对比结果:昆明地区石灰岩沥青混合料﹥拉萨地区卵砾石沥青混合料﹥拉萨地区花岗岩沥青混合料;说明昆明地区石灰岩沥青混合料的抗压性能较好,抗压性能最差的是拉萨地区的花岗岩;而中粒式沥青混合料的动态大于粗粒式沥青混合料的动态模量,说明中粒式沥青混合料的抗压性能比更好。
第六章 结论与展望
6.1 结论
拉萨地区的石灰岩资源比较少,所以石灰岩的获取比较困难,而拉萨地区花岗岩与卵砾石的存量较大,所以使用花岗岩与卵砾石作为路面材料更为经济、更合理。本文对拉萨地区的花岗岩与卵砾石与昆明地区进行了多项指标的分析对比:包括石料的性质、沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能与抑制断裂的性能,综合以上四种性能的对比得出以下结论:
(1)通过石料物理性质试验与马歇尔试验得出:拉萨地区的花岗岩与卵砾石的密度均小于昆明地区的石灰岩;而花岗岩与卵砾石磨耗值与压碎值均大于昆明地区的石灰岩;花岗岩与卵砾石通过添加 0.3%的 PA-1 抗剥落剂,其粘附性满足路面的规范指标;
(2)通过 Overlay Tester 试验数据与回归曲线的拟合结果得出不同集料的沥青混合料的抗疲劳性能大小顺序:昆明地区的石灰岩沥青混合料>拉萨地区的卵砾石沥青混合料>拉萨地区的花岗岩沥青混合料;不同粒径的沥青混合料的抗疲劳性能大小顺序:密集配沥青混合料 AC-16>密集配沥青混合料 AC-25;
(3)Overlay Tester 试验是由于试件底部受拉导致裂纹产生与扩展,裂纹的产生与扩展形式为Ⅰ型裂纹(张开型裂纹),假设沥青混合料为可用动态模量和泊松比表征的准弹性材料,忽略试件拉伸时动态模量影响的情况下对沥青混合料的 Paris 断裂常数求解。
参考文献(略)