SMA-13沥青混合料动态损伤细观分析.pdf

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1、北方交通2014年第4期文章编号：1673—6052(2014)04—0074—05中图分类号：U414．75文献标识码：ASMA一13沥青混合料动态损伤细观分析高明(辽宁省交通科学研究院沈阳市110015)摘要：为了研究SMA一13改性沥青混合料承受动态荷载后的内部损伤规律，对SMA一13改性沥青混合料进行了动态蠕变试验，并在试样完好时、达到蠕变点时、进入快速破坏阶段时进行了CT扫描，最后将达到破坏阶段的试件用锯石机切割，对切割面进行光学扫描，通过对两种扫描图像的分析，发现SMA一13改性沥青混合料在动态蠕变试验过程中，内部损伤多发生在较大骨料与胶砂的界面处，胶砂本身没有损伤产生

2、，内部损伤出现的位置、分布区域和演化均具有局部化的特点。关键词：道路工程；细观损伤；动态蠕变；CT扫描；光学扫描；SMA；沥青混合料沥青混合料由石油沥青或者改性沥青与适当比率先联合开展了SIMAP(SimulationImagingand例的粗集料、细集料及填料或者少量的稳定剂在严MechanicsofAsphaltPavements)研究计划，该研究运格控制条件下拌和而成，作为胶结材料的沥青是一用AIMS(AggregateImagingSystem)对集料形状特性种典型的粘弹性材料，低温时，弹性形变占主要地分布进行分析，通过统计学方法，得出了集料形状特位，高温时，沥青的粘性所占

3、比重大幅增加，而在一性分布方程，分析了集料形状特性分布、沥青混合料般温度和荷载情况下，粘性、弹性兼而有之。在高温体积特性与热拌沥青混合料路面性能的相关性，并条件下，改性沥青的动态剪切应力应变峰值在时间进行了沥青混合料的内部组成三维重建以及力学行上有显著的偏离，例如在55~C条件下，相位角一般为预测等数值模拟研究等工作⋯。张肖宁、段跃可达70。左右，复合剪切模量大约在5kPa左右，而华、李智、吴文亮、万成等利用工业CT获取沥青混玄武岩石料模量受温度影响较小，大约在5000MPa合料扫描图像，对3类材质分类方法进行了比较，结左右，弹性模量或剪切模量是沥青材料的数万倍，几果表明，对于具备

4、较明显双峰分布的CT扫描图像，乎等同于刚体材料。沥青混合料在荷载的作用下，最大类间方差法(OTSU)具备一定优势，GMM及沥青胶浆由于具有粘性性质，本身会发生塑性流动，FCM则需对算法加以改进J。同济大学的张倩娜而矿石集料只具有弹性性质，只会发生相对于沥青等应用数字图像处理技术对沥青混合料的微细观结胶浆的“刚体移动”，沥青胶浆与矿料界面则会发生构的分析方法进行了研究J，东南大学的薛国强、剪切、拉压等变形。所以，不论从组成材料的本构关张裕卿、黄晓明等应用等效夹杂微观力学理论进行系的迥异性来讲，还是内部发生的真正的应变的不了沥青混合料的粘弹性能微观力学分析，分析表明，均匀性来讲，沥青混

5、合料都是典型的非均质材料，把粗集料颗粒夹杂对粘弹性沥青基体性能具有增强作沥青混合料简化为均质材料、从宏观上计算出的内用，沥青混合料粘弹本构方程可表示为粗集料增强部的应力与应变显然是与事实不符的，而内部真实系数与沥青基体粘弹本构方程的乘积形式。长的应力应变情况正是分析沥青混合料损伤机理的关安大学的张爱霞采用有限元软件建立二维模型，对键，从微细观层次找到影响沥青混合料高温车辙的单颗骨料及多颗骨料时的沥青混合料细观结构进行关键影响因素，改进沥青混合料设计与试验方法，开分析，计算了单颗骨料时粒径、形状和加载条件、沥发新的路面材料，更有助于解决早期车辙病害问题。青胶浆弹性模量对其受力的影响，

6、并分析了多颗骨1998年，美国联邦公路局与特纳公路研究中心料时骨料不同接触状态和沥青混合料的不同组成结2014年第4期高明：SMA一13沥青混合料动态损伤细观分析构时的沥青混合料承载能力的优劣，为沥青混合料设计和矿料选取提供了依据J。华南理工大学张肖宁介绍了利用X—rayCT进行沥青混合料体积组成分析与差异性物质辨识、混合料内部结构组成的三维图像重构、沥青混合料性能的虚拟试验等方面研究时存在的问题和可能的解决方法等。200040006000加载次数或时问／cycleorsec目前，对SMA一13改性沥青混合料承受动态荷载过程中内部的细观损伤的分布特征与演化规律研图2蠕变过程中的三个

7、典型阶段究报道较少。本文首先进行了SMA一13改性沥青混合料高温动态蠕变试验，然后对SMA一13混合料试件进行了CT扫描与光学扫描，对试件内部损伤望出现位置以及演化规律进行了分析。毯疆1混合料动态蠕变＼试毯验《长65432l讴蟮0O00O0SMA一13O混O合料O使O用0SB0S改性沥青，油石比为0O00OO0OOO7．O％。为避免钻芯对试件内部造成损伤，使用旋转压实仪直接成型了3个尺寸为cI)100mm×150mm的试件，平均空隙率为3．2％。动态蠕变试验的荷载形式