高劲度模量沥青混合料力学性能试验研究

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1、244科技研究城市道桥与防洪2012年5月第5期高劲度模量沥青混合料力学性能试验研究傅睿，魏琳(重庆市市政设计研究院，重庆市400020)摘要：通过测试几种高劲度模量混合料在不同温度下回弹模量、动态模量和劲度模量，比较其高劲度混合料的性能，得出测试的高劲度模量混合料的回弹模量明显高于一般的沥青混合料；掺加一定比例外加剂PR．M可以提高沥青混合料的回弹模量；20％劲度模量试验结果表明，橡胶沥青混合料劲度模量最高，硬质沥青、SBS改性沥青劲度模量相当，橡胶沥青混合料ARAC20达到了高劲度模量沥青混合料标准。关键词：高劲度模量；回弹模量；动态模量；劲度模量；试验中图分类号：U416．2

2、文献标识码：A文章编号：1009—7716(2012)05—0244—05沥青混凝土试件的抗压强度依下式计算：1概述R=(1)7rd目前，我国沥青路面设计方法以路面的设计弯沉、沥青面层底面拉应力、基层底面的弯拉应力式中：R——试件的抗压强度，MPa；为设计的控制标准，混合料的抗拉强度采用劈裂P_试件破坏时的最大荷载，N；d——试件直径，Illm。强度试验测试，材料的模量均采用抗压回弹模量。沥青混合料的抗压回弹模量成为我国沥青路面结绘制各级荷载的压强q与回弹变形△之问构设计的重要参数，直接影响到路面结构设计和关系的曲线，并作相应的修正，从曲线上读取第5厚度计算。级荷载及相应的△厶，沥

3、青混合料的抗压同弹模量劲度模量试验(Stiffnessmodulus)与动态模量按下式计算：试验(Dynamicmodulus)是目前力学一经验法或经qi=(2)验一力学法中研究的重点，通过动荷载试验反映混合料的变形能力，可以更加有效的表征混合料甓的变形特性。为此，本文将分别测试几种高劲度模式中：qi——相应于各级试验荷载I)i作用下的压强，量混合料在不同温度下的回弹模量、动态模量和MPa；劲度模量，通过模量比较几种高劲度混合料的性pi——施加于试件的各级荷载值，N；能，从而为力学一经验法或经验一力学法的应用E——抗压回弹模量，MPa；提供重要的依据。——相应于第5级荷载(0．5P

4、)时的荷载压强，MPa：2单轴抗压回弹模量——试件轴心高度，mill；2．1抗压回弹模量简介△，J——相应于第5级荷载(0．5P)时经原点路面材料的回弹模量反映了材料抵抗可回复修正后的回弹变形(mil1)。变形的能力。目前我国的沥青路面结构设计规范2．2试验结果都采用回弹模量作为结构层材料的力学参数。回试验采用旋转压实仪制备同弹模量试件，尺寸弹模量试件的成型方法有静压法、轮碾法和揉搓为cI)100mm×100mm，以空隙率4％控制压实次成型法等，其中揉搓成型更能反映路面的实际碾数，回弹模量试验温度为l5c】C和20。压T艺。不同试验条件下各种沥青混合料的无侧限抗回弹模量试验根据《公

5、路丁程沥青及沥青混压强度试验结果如表1及图1所示，回弹模量测合料试验规程》(T0713—2000)规定的单轴压缩试定结果如表2及图2所示。验方法进行，试验温度分别为15oC、20~C。通过三种不同的沥青混合料进行单轴压缩试验得m如下结论：收稿日期：201I-12—26(1)根据无侧限抗压强度的试验结果，由表l作者简介：傅睿(1979一)，男，重庆人，工程师，从事公路及市政道路桥梁方面的设计和研究工作。和图1所示，随着温度的升高，各种高劲度沥青混2012年5月第5期城市道桥与防洪科技研究245表1不同沥青混合料无侧限抗压强度测试结果(单位：MPa)落疆搏复岔移复表2不同沥青混合料回弹

6、模量比较(单位：MPa)图3高劲度沥青混合料20~C抗压回弹模量测试结果(3)添加剂PR．M使橡胶沥青的无侧限抗压强度降低；添加剂PR-M提高了橡胶沥青高劲度混合料的回弹模量，具体结果见表3。表3添加剂对混合料回弹模量的影响混合料类型试验条件15℃2O℃109∞3动态模量(DynamicModulus)墨8蠹。73．1动态模量试验简介墨5本研究中沥青混合料的动态模量采用32Superpave简单性能试验机(SPT)测定。参考的试验规程为AASHTOTP一62。动态模量试验可以采用应0变控制方式或应力控制方式。本研究中采用应力碗蘑搏椁错荡镫主控制方式，对试件施加正弦荷载，式(3)给出

7、了动图1高劲度沥青混合料无侧限抗压强度结果态模量试验中典型的应力应变曲线。不管采用何种控制方式，动态模量试验都可以得到三个参数：4000复数模量E，动态模量IEI，和相位角。复数模3000量是一个复数，用来确定粘弹性材料的应力、应变zooo特性，它由实部和虚部两部分组成，如下式所示：E：l==E’+iE”(3)l000式中：E’为存储模量；E”为损失模量。O动态模量是复数模量的绝对值，反映了材料7。亏搏质穆蕊抵抗变形的能力，动态模量的定义如下：_'^●1_'r●-_u