基于动态频率扫描试验的环氧沥青混合料动态模量研究.pdf

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1、2010年8月石油沥青PETROLEUMASPHALT第24卷第4期基于动态频率扫描试验的环氧沥青混合料动态模量研究罗桑钱振东‘陆庆1东南大学智能运输系统研究中心(南京210096)2美国加州大学路面研究中心(加利福尼亚94804)摘要为获取大跨径钢桥面铺装所用的热固性环氧沥青混合料的动态模量参数，采用动态频率扫描试验对环氧沥青混合料进行了3组不同温度和11个不同荷载作用频率下的试验研究，得出了相应试验条件下环氧沥青混合料的动态模量值和相位角。试验结果表明，环氧沥青混合料的动态模量随着温度的升高而降低，在固定温度下随着加载频率的减小而减小。而环氧沥青混合

2、料的相位角随温度和频率的变化呈现出不同的变化趋势。环氧沥青混合料动态模量的测定为进行大跨径钢桥面铺装动态设计提供了材料参数。关键词钢桥面环氧沥青混合料动态频率扫描试验动态模量相位角长期以来，我国沥青路面设计中一直采用静的标准备选测试方法J，并形成了以Witczak模态试验方法测定沥青混合料的模量参数。静态的型’。为代表的动态模量预测模型等研究成果。模量测试试验方法简单易于操作，但是在实际应国内路面研究者近年来也注意到静态设计法存在用过程中存在一定的问题：首先，路面结构层在的局限性，对沥青混合料的动态参数进行了一定汽车荷载的瞬间作用时，产生了瞬间的弹性变的

3、研究并取得了相应的成果。交通部公路研究所形，由于荷载作用时间短，材料相应的变形比一的王旭东以半刚性材料为研究对象对动态模般静态试验方法下测的变形小，这样在相同荷载量试验中的荷载频率、波形、间歇时间进行了研水平下，实际路面结构中动态模量就会大于静态究，初步确定了相应的动态模量试验方法。江苏试验得出的静态模量；其次，动态模量参数可以省交通科学研究院的赵延庆采用简单性能试反映出混合料在不同温度、不同荷载作用频率下验方法(SPT)对SMA13和Superpave20两种沥的模量，在路面结构设计过程中将动态模量参数青混合料的动态模量进行了试验研究。山东省交输入相应

4、的性能模型中可以有效地预测出混合料通科学研究所韦金城’m等采用SPT试验方法对的疲劳、车辙、强度等各项路用性能，这种动态多孔隙大碎石沥青混合料的动态模量进行了测参数设计理念也是目前AASHTO2002设计指南试。长沙理工大学田小革对沥青稳定碎石的以及NCHRP1—37A沥青路面力学一经验设计方动态模量进行了试验研究，并根据时温等效原理法指南⋯中所使用的，其效果也是静态模量参和WLF公式建立了沥青稳定碎石的动态模量主数所不能达到的。收稿日期：2010一O1—18。国外对动态模量的研究最早始于1960年，作者简介：罗桑，男，江西景德镇市人，工学博士，美国当时

5、Papazian对沥青混合料动态模量的测试方加州大学]Serkeley、Davis分校路面研究中心(PavementRe—searchCenter)访问学者，主要从事道路工程和大跨径钢桥法进行了相关研究。而后，美国NCHRP项目对面铺装技术及道路工程研究。基金项目：国家自然科学基金项目(50578038)，西部交通沥青混合料动态模量进行了系统研究，开发出简建设科技资助项目(2009318000086)和国家留学基金委单性能试验机J，制定了沥青混合料动态模量(2008609015)石油沥青2010年第24卷曲线。综合上述研究成果来看，国内针对于动态表1环氟

6、沥青结合料性能技术参数模量的试验研究主要集中于公路路面中常采用的项目技术要求试验方法普通沥青混合料。而对我国大跨径钢桥面铺装所抗拉强度(23℃)／MPa≥l

7、5168ASTMD638用的热固性环氧沥青混合料的动态模量却很少进断裂时的延伸率(23℃)，％≥200ASTMD638行研究。因此采用小梁四点弯曲试验对不同温在荷载作用下的热挠曲温度／℃一l8一～25ASTMD648度、不同荷载作用频率下的环氧沥青混合料的动态模量和相位角进行了试验研究。粘度增加至1000eP(121℃)／rain≥5OyrJ052—-2o001原材料性能1．2集料及级配1．1环氧沥

8、青结合料试验所用集料选用优质耐磨的玄武岩(6档环氧沥青结合料是由环氧树脂与掺配固化剂集料)以及优质石灰岩矿物填料。级配曲线采的石油沥青在特定温度下按一定配合比混合后形用我国钢桥面环氧沥青混凝土铺装层常用级配，成的热固性沥青结合料，其性能技术参数如表1级配范围要求如表2所示。所示。表2环氧沥青混合料集料级配1．3最佳油石比采用COX&SONS生产的小梁四点弯曲试验机对采用马歇尔试验对121。C固化4h后的标准环氧沥青混合料小梁试件进行动态频率扫描试马歇尔试件进行试验后，得出环氧沥青混凝土最验。试验尺寸为3801／l／n(士6mm)X63mm佳油石比为6．8

9、％。(±2mm)×50rnnl(±2mm)的棱柱形小梁试2动态频率扫描试验件。试