基于贯入度试验的浇注式沥青混合料蠕变特征研究.pdf

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1、2012年8月石油沥青PETROLEUMASPHALT第26卷第4期基于贯入度试验的浇注式沥青混合料蠕变特征研究郑茂，钱振东，罗桑，王汇(东南大学智能运输系统研究中心，南京210096)摘要：为获取浇注式沥青混合料的材料本构关系及高温永久变形规律，对其进行20℃、4o、6Occ三个温度以及O．7MPa与1．0MPa两个加我力条件下的贯入度试验，结果显示浇注式沥青混合料的变形量随温度的增加而变大，且高温蠕变过程未出现蠕变破坏阶段。而后，基于改进的Burgers模型，利用Origin软件对贯入度试验数据进行非线性拟合，得出了不同温度与加栽条件下的浇注式沥青混合料蠕变参数，为浇注式沥青混凝

2、土的永久变形预估提供了材料参数及理论依据。关键词：浇注式沥青混合料贯入度蠕变改进Burgers模型浇注式沥青混合料是在高温下依靠混合料改进Burgers模型，对浇注材料的粘弹特性进行自身流淌性摊铺而成，无需碾压的空隙率小于研究，以期获得浇注式沥青材料的本构模型及其1％的沥青混合料，目前被广泛应用于钢桥面铺粘弹变形特征，探讨浇注式沥青混合料发生永久装中[1．2】。多座实体大桥工程使用效果表明：高变形的机理，回归出的参数可为今后对浇注式沥温车辙是浇注式沥青铺装层最主要的病害表现形青混凝土的永久变形预估提供参数依据。式。目前已有许多学者针对浇注式沥青混凝土的l试验原材料高温性能进行了相关研

3、究。本次研究的浇注式沥青混合料采用的沥青结目前对浇注式沥青混合料的高温性能研究主合料为SBS改性沥青与特立尼达湖沥青(TLA)要是针对不同因素对传统高温性能指标的影响分按照6．5i3．5的质量比例掺配而成，最佳油石析，然而对于浇注式沥青混合料高温永久变形规比为8．5％，矿粉含量22％，在混合料中掺配沥律以及材料自身的本构关系研究还甚少。为有效青质量3％的国产RH温拌改性剂。解决浇注式铺装层的高温永久变形问题，本研究各类沥青材料技术指标见表1，级配组成见基于贯人度试验数据，利用符合浇注材料特性的表2。表1沥青材料技术指标2贯入度试验本次研究采用侧限单轴静态贯人试验，如图收稿日期：201

4、1—12—27。作者简介：郑或，东南大学在读硕士研究生，主要从事路1(a)所示。试验前，将试件放人恒温水浴中面材料研究。保温2h，采用特定的贯人压力进行加载，加载基金项目：教育部博士点基金项目(20110092120062)。石油沥青2012年第26卷时间为3600s。通过位移与温感传感系统进行立方体如图1(b)所示，加载压头接触面积为数据采集，获得试验过程中的温度、应力、变形数490mm，试验采用的压力加载水平分别为0．7据。试件尺寸为70．7mm×70．7mm×70．7mmMPa和1．0MPa。试验温度为2O，4O，60℃。表2浇注式沥青混凝土级配通过率(a)贯入度仪(b)贯人度

5、试件图1贯入度试验设备及试验试件2．1试验结果分析增大变形速率逐渐减少；第二阶段是稳定发展贯入度试验是一种单轴贯入蠕变试验，阶段变形速率保持稳定；第三阶段是剪切破坏对于大多数沥青混合料来说，蠕变分为三个阶阶段材料结构逐渐损坏，强度丧失，造成整体段：第一阶段是压密阶段：材料空隙减少，应变破坏图2为贯人度试验曲线。(b)1．0MPa图2相同应力、不同温度条件下的贯人度试验曲线从图2中可得知，在6O℃的加载条件下，小，第二阶段的蠕变速率和变形量逐渐趋于稳第一阶段的持续时间在750s左右，而在2Oc(=定。由于浇注式沥青混合料的高劲度结合料、高和40℃的加载条件下，第一阶段的持续时间在掺量的

6、矿粉添加量、高沥青含量与低孔隙率的特500s左右。在高温和高荷载的条件下，第一阶点，它难以出现一般沥青混合料蠕变过程中发生段变形速率和变形量大，第一阶段持续时间长，蠕变破坏阶段。第二阶段的变形速率值比第一阶段小且趋于稳浇注式沥青混合料的贯人度值随着温度的大定，变形值呈线性增长趋势。在较低温度和低应小和荷载的大小增大而增大，即温度越高，荷载力的条件下，第一阶段时间变形速率和变形量较越大，所产生的永久变形越大；试件在6O下第4期郑或，等．基于贯入度试验的浇注式沥青混合料蠕变特征研究25的变形量远大于4o℃和20℃条件下的变形量，且第一阶段的蠕变速率明显大于其它两个温度下的蠕变速率，高温条

7、件下的第二阶段虽然变形速率较稳定，但是总体的压缩变形量并未趋于稳定，6ocI=下的第二阶段蠕变增长的速度大于其它两个温度下的速度，这也验证了浇注式沥青混合料变形性能对高温的敏感性很强。对比O．7Pa和1．0MPa两种应力水平下的曲线，发现蠕图3改进的Bugen模型变的曲线形式在这两种应力条件下，基本保持一致，只是位移量随着应力的增大而增大，因此可)叫击++1-e~Jl(1)认为荷载的改变不会改变混合料内部粘弹性能。2粘弹性力学模型其中=Aem，8(￡)为蠕