沥青混合料常应变小梁弯曲疲劳试验.pdf

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1、第26卷第2期华中科技大学学报(城市科学版)V01．26No．22009年6月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Jun．2009沥青混合料常应变小梁弯曲疲劳试验朱洪洲，高爽2，唐伯明(1．重庆交通大学，重庆400074；2．辽宁省交通科学研究院，辽宁沈阳110015)摘要：沥青混合料耐疲劳性能是影响沥青路面使用寿命的关键因素。对AC13、AC20、ATB25三种类型沥青混合料试件进行了常应变三分点小梁弯曲疲劳试验，分析了温度、加载频率、级配类型等对沥青混合料疲劳性能的影响规律。研

2、究表明：密实型沥青混合料由于含有较多的沥青胶浆，其疲劳性能一般较嵌挤型沥青混合料更好；在应变控制模式下，沥青混合料的疲劳寿命随温度的升高而显著延长；较低加载频率对沥青混合料的疲劳寿命影响更为显著。关键词：道路工程；沥青混合料；弯曲疲劳试验；疲劳性能中图分类号：U416．217文献标识码：A文章编号：1672-7037(2009)02-0005-04沥青路面经受车轮荷载的反复作用，长期处表l，符合重交通道路石油沥青质量要求。于应力应变交迭变化状态，致使路面结构强度逐表1沥青技术指标渐下降¨。当荷载重复作用超

3、过一定次数后，荷载作用下路面内部产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力，使路面出现裂缝，产生疲劳断裂破坏。疲劳开裂是沥青路面主要的破坏模式之软化点／~C47．2一，也是沥青路面结构设计中考虑的主要因闪点(开口)／~C296素。为了延长沥青路面使用寿命，需要沥青混溶解度(三氯化烯)／％99．97合料具有良好的耐疲劳性能J。目前，现象学方密度／(s／cm)1．003法是研究沥青混合料疲劳性能的主要方法。现象学方法认为沥青混合料的疲劳是在荷载重复作用下产生强度衰减累积引起的破坏现象J。近年来，国内外研究者采用现

4、象学方法对沥青混合料1．2矿料及级配疲劳性能的影响因素进行了广泛研究，提出了不同的沥青混合料疲劳模型J，也有学者从损伤试验用粗细矿料均为重庆南山产石灰岩，技角度探索沥青混合料的疲劳机理'加J。术指标满足要求。填料采用石灰岩磨细的矿粉，表观密度为2．550g／mm。本文采用现象学方法，对3种类型的沥青混为了使研究级配具有代表性，分别采用三种合料进行了常应变三分点小梁弯曲疲劳试验，获得了不同类型沥青混合料的疲劳方程，分析了温级配类型：AC13、AC20、ATB25(表2)。1．3混合料最佳沥青用量度、加载频率

5、、级配类型等对沥青混合料应变疲劳性能的影响规律。按《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032—94)方法分别确定上述3种沥青混合料的最佳沥1试验材料青用量(表3)。由表3可以看出，随着集料公称粒径的增大，沥青混合料的最佳沥青用量逐渐减小。1．1沥青选用中海7O号沥青，其技术指标试验结果见收稿日期：2008—11作者简介：朱洪洲(1976一)，男，山东莱州人，博士，副教授，研究方向为路基路面工程，zhuhongzhouchina@126．COITI。基金项目：国家自然科学基金(50808189)；重庆市教委

6、科技项目(KJ060401)。·6·华中科技大学学报(城市科学版)2009年表3混合料最佳沥青用量在不同试验条件下，对三种混合料试件进行级配类型最佳沥青用量／％常应变小梁弯曲疲劳试验。分析级配、荷载频率AC135．0及试验温度对沥青混合料应变疲劳性能的影响。AC204．53．1不同级配混合料的疲劳性能对比ATB253．2在相同试验条件下(15℃、10Hz)对三种沥青混合料疲劳性能进行对比。图2为三种沥青混合2试验设备及试验方法料Nf．占关系曲线。通过对相同试验条件下不同类型混合料的疲劳试验数据的回归分析，

7、得到了试验设备采用英国Cooper公司制造的NU14各自的疲劳方程，汇总于表4中。气动伺服沥青混合料多功能综合试验机。试件成型方法：按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)¨中T0703-93规定的轮碾压实并切割成小梁的方法成型试件，小梁尺寸长X宽×高为400mm×60lnln×50ITlln，两端支点距离355．5in／n。加载方式：应变控制、三分点加载(图1)，加载点间距为118．5inln。荷载波形为正弦波形。荷载频率：5Hz、10Hz、15Hz。试验温度：5℃、15℃。所有

8、沥青混合料试件均在环境温控箱内养护4h以上。以使试件内部温度均达到试验要求图2三种沥青混合料应变疲劳曲线对比温度。应变水平(￡)：200、250、300、400、500。表4三种沥青混合料疲劳方程(15℃、10I-Iz)●I+3555mm一—l由图2及表4可见，三种沥青混合料的Nf—s在双对数坐标中表现出较好的线性关系。双对数坐标下的三种沥青混合料的应变疲劳曲线基本平图1三分点小梁弯曲疲劳加载示意行。应变水平对疲劳寿命有显著影