沥青砂单轴压缩性能的试验研究.doc

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1、庆祝中国力学学会成立50周年大会暨中国力学学会学术大会’2007大会自由投稿回执填表时间：2007年05月14日题目沥青结合料的线性粘弹性分析姓名叶永工作单位华中科技大学专业固体力学E-mailyyeeong@yahoo.com.cn电话13986796928通讯地址华中科技大学力学系06级博士邮编430074备注：另附1页摘要。沥青砂单轴压缩性能的试验研究叶永杨新华陈传尧徐瑞（华中科技大学力学系，湖北武汉430074）摘要：基于热力学原理的连续介质力学从微观角度分析沥青混合料时，通常把沥青混合料分成沥青、集料和空隙三

2、相处理。简化分析过程中，把小于一定尺寸的细集料与沥青作为一相，即沥青砂。进行了四种不同粒径组成沥青砂的单轴压缩试验(常应变率试验和常应力蠕变试验)，得出沥青砂稳态变形行为的一般粘弹特性，与纯沥青粘弹性进行类比，可得到两者在稳态情况下相似规律，利用Burgers模型可以模拟沥青砂流变特性，为分析沥青混合料中三相之间作用机理提供参考。关键词：沥青砂；单轴压缩试验；稳态变形UniaxialCompressionExperimentsonAsphaltSandYeYongYangXinhuaChenChuanyaoXuRui(

3、CollegeofCivilEngineeringandMechanics,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Microstructureanalysisofthedeformationbehaviorofasphaltmixesusingcontinuummechanicsisbasedonthermodynamicstheory.Themixescanbemodeledasthreephasecomposites,

4、consistingofasphalit,rigidaggregate,andairvoids.Theuniaxialcompressionexperimentsareperformedoverawiderangeoftemperatures,stresses,andstrainratesonfourdifferentasphaltsands.Thesteady-stateaxialviscoelasticbehaviorofthemixeshasthesameformasthatasphalt,bycomparing

5、them.TheBurgers’modelmaygenerallycharacterizetherheologicalbehaviourofasphaltsands.Itisausefulforinvestigatingthedeformationbehaviorofmixesinrealisticpavementstructures.Keywords:asphaltsand;uniaxialexperiment;steady-statedeformation1前言高等级沥青路面以其舒适、安全、低噪音和美观的特点，广泛

6、应用于路面结构设计中。沥青路面结构主要由沥青混合料组成，而沥青混合料从微观角度上可以看作是一种复杂的三相体系，即沥青相、集料相和空隙相。沥青的物理性质与载荷作用时间、环境温度的变化之间有很强的依赖关系，具有明显的蠕变和松弛特征，是一种典型的粘弹性材料。沥青有良好的粘结性，与集料组成强度大、抗剪能力强的混合物。集料为多面体颗粒状，作为沥青混合料的填充物，在沥青混合料中构成了起承担载荷的骨架结构，其大小、形状和物理性质对沥青混合料力学性质有重要影响[1][2]。为了简化计算，在进行沥青混合料的微观仿真分析时，可以把粒径小于

7、一定尺寸的细集料和沥青作为一相，即沥青砂来考虑。三相体系就可分为沥青砂、粗集料和空隙。从试验的角度分析沥青砂的粘弹特性，可以为从理论上研究沥青混合料的变形特征提供参考[3]。2试验2.1沥青与砂粒沥青选用70号基质沥青，其技术指标见表1；基质砂选用粒径4.75mm以下细集料，经筛分成四种不同粒径，其毛体积相对密度见表2；根据64%砂粒体积比换算成集料与沥青的质量比。拌和好沥青混合料，每次取料205g，倒入钢模具，上下压头施加10MPa压力，一次压实成型，试样形状为圆柱体，空隙率控制在9%范围内，主要参数见表3。2.2沥

8、青砂单轴压缩试验[4]表1沥青主要技术指标250C针入度/0.1mm150C延度/cm软化点/0C表观相对密度69＞200471.032表2四种砂粒主要指标粒径/mm1.18~2.360.6~1.180.3~0.60.15~0.3毛体积相对密度2.6762.6812.6932.695表3沥青砂主要参数粒径/mm编号试样尺寸/mm试