張俊杰
摘 要 瀝青混合料是一種比較典型的黏、彈、塑性綜合體,在道路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用,在我國,干線公路的瀝青路面鋪裝率高達(dá)百分之九十以上。瀝青路面由于受到荷載重復(fù)作用以及雨水氣候因素的綜合作用,導(dǎo)致瀝青路面發(fā)生影響路面的低溫縮裂、高溫車轍、疲勞損壞以及腐蝕等病害的出現(xiàn)。如何提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗剪切性、抗疲勞損壞性,防止瀝青路面腐蝕,提高瀝青路面服務(wù)水平與使用壽命,是我國目前交通量日益繁重、車載增加、交通渠化的條件下瀝青混合料選擇以及瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須解決的難題。本文通過在荷載作用下改性瀝青混合料與普通蠕變性能試驗(yàn)的研究,對(duì)防腐瀝青路面蠕變性能進(jìn)一步系統(tǒng)、深入地了解。
關(guān)鍵詞 瀝青混合料 性能試驗(yàn) 防腐路面 蠕變特征
中圖分類號(hào):TU452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
國內(nèi)對(duì)瀝青混合料的研究,通過近幾十年的努力取得了大量的研究成果,對(duì)社會(huì)的發(fā)展以及公眾的生活方式和質(zhì)量產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。隨著公路交通量與車輛荷載的不斷增大,對(duì)瀝青路面的質(zhì)量等級(jí)與服務(wù)水平要求越來越高,也是對(duì)瀝青混合料組成成分與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
1瀝青混合料的強(qiáng)度與穩(wěn)定性
瀝青混合料是一種成分與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材料。因?yàn)檫@種材料的各種不同特點(diǎn)的概念,都與結(jié)構(gòu)概念聯(lián)系在一起。影響其特點(diǎn)有:礦質(zhì)混合料物顆粒的相互位置、大小以及粒徑的分布、瀝青的特征、顆粒上瀝青層性質(zhì)、空隙量分布、空隙量比值等?!盀r青混合料結(jié)構(gòu)”是一種瀝青混合料的單一結(jié)構(gòu)和相互聯(lián)系結(jié)構(gòu)的組成。其中包括:瀝青結(jié)構(gòu)、礦物骨架結(jié)構(gòu)及瀝青-礦粉分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。其中每種單一結(jié)構(gòu)與相互聯(lián)系結(jié)構(gòu),對(duì)于瀝青混合料的性質(zhì)密切相關(guān)。瀝青混合料蠕變性能是評(píng)價(jià)瀝青路面的重要指標(biāo)之一,瀝青路面蠕變壽命及流動(dòng)變形是瀝青混合料蠕變性能的重要因素。近年來,隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和瀝青公路工程大的量建設(shè)與使用,瀝青混合料蠕變性能的試驗(yàn)研究也取得一定的成果。
(1)在溫度和外荷載作用下,瀝青混合料應(yīng)變隨著時(shí)間的變化而變化的現(xiàn)象稱為蠕變。其中,在荷載作用下,瀝青混合料的蠕變分為三個(gè)階段:第一階段:蠕變減速階段或過渡階段。瀝青混合料應(yīng)變速率隨時(shí)間減小,持續(xù)時(shí)間短;第二階段:恒定蠕變階段。瀝青混合料應(yīng)變速率最小;第三階段:加速蠕變階段:是斷裂來臨之前的最后一個(gè)階段。其中,蠕變曲線斜率k為瀝青混合料的蠕變速率,k值越大,瀝青路面抗變形能力越差,荷載作用下變形也就越快。一般認(rèn)為,蠕變是瀝青混合料黏彈性力學(xué)響應(yīng)行為的表現(xiàn)形式.研究表明,蠕變曲線第2階段的斜率k(穩(wěn)態(tài)蠕變速率)可以反映材料的蠕變性能和變形特性。因此,瀝青混合料穩(wěn)態(tài)蠕變速率可以反映其抗車轍性能.k值的大小除了與溫度和應(yīng)力水平有關(guān),還與瀝青混合料的特性有關(guān)。
(2)目前,關(guān)于瀝青混合料蠕變機(jī)理研究有兩種不同結(jié)論:
①蠕變速率隨著瀝青混合料顆粒尺寸的增大而減??;
②蠕變速率隨著瀝青混合料顆粒尺寸的增大先升后降。
瀝青混合料是一種組成成分與結(jié)構(gòu)多樣的粘彈性混合料,顆粒的形狀、大小、表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,對(duì)瀝青混合料蠕變速率的影響很大。高溫度條件下,礦質(zhì)混合料界面的瀝青結(jié)合料表現(xiàn)為黏滯性,在礦質(zhì)混合料界面的切應(yīng)力作用下,礦質(zhì)混合料骨料之間發(fā)生蠕動(dòng),瀝青路面發(fā)生變形。因此,礦質(zhì)混合料級(jí)配越小,界面越大,礦質(zhì)混合料滑動(dòng)對(duì)瀝青路面變形也就越大。在瀝青種類及用量相同情況下,細(xì)礦質(zhì)混合料的蠕變速率一般較大。還有,礦質(zhì)混合料越細(xì),蠕變擴(kuò)散的概率也越大,從而導(dǎo)致瀝青混合料的抗車轍性能和高溫穩(wěn)定性能也越差。當(dāng)?shù)V質(zhì)混合料尺寸足夠大時(shí),礦質(zhì)混合料界面的礦料滑動(dòng)、蠕變擴(kuò)散、路面變形會(huì)很小,蠕變速率不再隨礦質(zhì)混合料尺寸變化,其瀝青混合料抗車撤性能和高溫穩(wěn)定性能也會(huì)越好。
2瀝青路面的破壞形態(tài)
瀝青路面在溫度驟降或溫差較大地區(qū),瀝青路面會(huì)由于溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫,水通過裂縫滲入瀝青路面內(nèi)部,引起瀝青與礦料界面的侵蝕與剝離,常常導(dǎo)致瀝青路面發(fā)生松散破壞。我國北方氣溫較低,容易發(fā)生瀝青路面低溫縮裂,瀝青路面的質(zhì)量等級(jí)與使用壽命嚴(yán)重下降,導(dǎo)致瀝青路面低溫縮裂的因素除了與瀝青本身的性質(zhì)有關(guān)外,還與瀝青混合料的組成成分、結(jié)構(gòu)形式、公路厚度、公路交通量、氣候條件等因素也有關(guān)。因此,研究瀝青路面低溫抗裂性能對(duì)提高瀝青路面使用質(zhì)量具有重要意義。瀝青混合料的低溫開裂問題長期以來受到國內(nèi)外道路工作者的重視,對(duì)這一問題做了不同層面的研究,形成了許多試驗(yàn)方法:等應(yīng)變加載的破壞試驗(yàn)、直接拉伸試驗(yàn)、彎曲拉伸蠕變?cè)囼?yàn)、受限試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)、三點(diǎn)彎曲J積分試驗(yàn)、C積分試驗(yàn)、收縮系數(shù)試驗(yàn)、應(yīng)力松弛試驗(yàn)等。其中,低溫彎曲蠕變?cè)囼?yàn)與小梁彎曲試驗(yàn)是國內(nèi)研究瀝青混合料低溫抗裂性能工作者使用較為普遍的試驗(yàn)方法。
2.1瀝青混合料低溫下路面的破壞
瀝青路面的低溫開裂一般從兩種力學(xué)行為分析。一種力學(xué)行為是細(xì)觀力學(xué)行為,其瀝青混合料是由孔隙系、瀝青基質(zhì)系、骨料分散系三系組成的。另一種力學(xué)行為是宏觀力學(xué)行為,宏觀破壞行為是細(xì)觀行為上導(dǎo)致?lián)p傷累積的表現(xiàn)。從損傷力學(xué)角度看,瀝青混合料在荷載重復(fù)作用下的低溫開裂是一個(gè)不斷變化以及過程復(fù)雜的行為,主要表現(xiàn)為軟化、承載力降低、斷裂等力學(xué)行為。瀝青路面開裂的主要原因:
(1)周期性寒冷氣溫變化所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,且該溫度應(yīng)力超過瀝青混料抗拉強(qiáng)度的極限值時(shí),瀝青混凝土就會(huì)發(fā)生裂縫,此裂縫一般發(fā)生在路面表面,然后逐漸向下發(fā)展。
(2)瀝青混合料經(jīng)過長期溫度循環(huán)作用下,溫度應(yīng)力小于抗拉強(qiáng)度,從而導(dǎo)致溫度疲勞開裂,導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)大量的橫向裂縫,橫向裂縫的產(chǎn)生也可能是路基的冷凍及收縮產(chǎn)生的結(jié)果。瀝青路面一般是縱向收縮,瀝青路面低溫縮裂一般是橫向開裂,瀝青路面裂縫的間距平均在6~10m之間,在車輪荷載、溫度變化循環(huán)、路面反復(fù)疲勞作用下,會(huì)加劇路面裂縫的發(fā)展,降低公路服務(wù)水平和質(zhì)量,給工程建設(shè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。
2.2瀝青混合料高溫下路面的破壞
瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是指在高溫條件下瀝青混合料(粘彈性材料)受重復(fù)荷載作用產(chǎn)生一定的塑性流動(dòng)變形。在車輪荷載作用下,瀝青路面永久變形主要在氣溫30℃左右,即路面表面溫度達(dá)到40℃以上,大于瀝青混合料軟化點(diǎn)溫度,且隨著溫度的增高和行車荷載的增大,瀝青路面變形也增大,從而易于導(dǎo)致其它病害,影響行車的安全性與舒適性。有必要研究瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,改善瀝青路面結(jié)構(gòu)性能,提高瀝青路面使用壽命,從而降低瀝青路面建設(shè)及養(yǎng)護(hù)成本。
3瀝青剪切蠕變性能研究
3.1選用方法——單軸貫入試驗(yàn)法
試驗(yàn)選取及試件制備:
(1)選擇試驗(yàn)方法時(shí),應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則:
①試件的受力狀態(tài)與路面結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)相似;
②試件的損壞過程不僅能夠反應(yīng)瀝青混合料損壞機(jī)理,也能夠反應(yīng)其強(qiáng)度特性;
③除能夠測得抗剪強(qiáng)度外,最好能夠評(píng)價(jià)瀝青和集料的性能;
④試驗(yàn)過程簡單,試驗(yàn)參數(shù)容易確定。
單軸貫入試驗(yàn)較好地滿足上面提到的原則。首先,在單軸貫入試驗(yàn)中,試件內(nèi)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力分布于實(shí)際路面在車輪荷載下產(chǎn)生的剪應(yīng)力分布相似。試驗(yàn)加載過程中瀝青混合料試件將發(fā)生側(cè)向的約束作用,導(dǎo)致試件發(fā)生約束破壞,形成瀝青混合料剪切強(qiáng)度機(jī)理。側(cè)向約束的大小與瀝青混合料的性能密切相關(guān)。當(dāng)試件貫入壓力不同時(shí),其側(cè)向約束也不同;在試驗(yàn)過程中,試件側(cè)向約束的大小與豎向壓力有關(guān),試件約束有豎向壓力(主動(dòng))與側(cè)向壓力(被動(dòng))組成。
采用單軸貫入試驗(yàn)雖然可以測出瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度,但無法得出混合料的粘聚力c和 內(nèi)摩擦角,單軸壓縮試驗(yàn)可計(jì)算出內(nèi)聚力c和 內(nèi)摩擦角,達(dá)到評(píng)價(jià)試件表面紋理特性,控制集料質(zhì)量的目的。
3.2選用方法——單軸壓縮試驗(yàn)法
試件制備:
以最佳油石比和對(duì)應(yīng)的馬歇爾密度靜壓成型:
試件:100x100mm(直徑€贅擼┰倉澹?
數(shù)量:單軸貫人試件3個(gè),單軸壓縮試件3個(gè);
加載速率:1mm/min。
3.3單軸壓縮一單軸貫入試驗(yàn)
3.3.1實(shí)驗(yàn)原理
單軸貫人試驗(yàn)是通過試驗(yàn)機(jī)一個(gè)剛壓頭直徑小于試件直徑上進(jìn)行加壓,兩個(gè)壓頭直徑的比值為r/R。為了更好地模擬實(shí)際路面的受力狀態(tài),路面結(jié)構(gòu)簡化為r/R比值足夠小的圓柱體,對(duì)它施加一定的圓形荷載(見圖4.1)。貫入壓強(qiáng)為1MPa時(shí)最大剪應(yīng)力處的剪應(yīng)力稱為試件基本的抗剪參數(shù),試件的基本抗剪參數(shù)乘以實(shí)際試件在貫入試驗(yàn)中得到的貫入壓強(qiáng)稱為試件的抗剪強(qiáng)度值(如下)。
S = C€譖
式中:S表示所求試件抗剪強(qiáng)度值;C表示抗剪參數(shù);P表示試驗(yàn)獲得貫入強(qiáng)度。
單軸貫人試驗(yàn)試件變形分為四個(gè)階段:
第一階段:壓密階段;瀝青混合料試件粗、細(xì)集料顆粒與瀝青進(jìn)行重新組合和嵌擠;
第二階段:彈性工作階段;在外力作用下試件出現(xiàn)彈性變形,階段后期出現(xiàn)微細(xì)裂紋;
第三階段:破壞階段;試件微細(xì)裂紋開始發(fā)展,整體結(jié)構(gòu)未破壞;
第四階段:完全破壞階段;試件裂縫超過所能承受的最大應(yīng)力值時(shí)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞;隨著壓頭位移的增大,應(yīng)力開始變小。
3.3.2實(shí)驗(yàn)方法
在單軸貫人試驗(yàn)中,為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,混合料最大公稱粒徑選取16mm,使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)MTS-810進(jìn)行加載,環(huán)境溫度為20℃、60℃,試件尺寸:100€?00mm,壓頭直徑為: 28.5mm,加載速度:1mm/min。豎向固定圓柱體模型底部,試件四周不受側(cè)向限制,材料泊松比取0.35,算出貫入壓強(qiáng)為1MPa時(shí)最大剪應(yīng)力處的剪應(yīng)力值如表3.3.1:
表中: 1(第一主應(yīng)力); 3 1 (第三主應(yīng)力); max(最大剪應(yīng)力)。為了求得混合料黏聚力c和內(nèi)摩擦角,采用無測限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),得到測限 3=0時(shí)的一組 1值,這樣,結(jié)合單軸貫人的一組 1 3值畫出莫爾圓,從而求出c和。
通過單軸壓縮一單軸貫入試驗(yàn)繪出兩個(gè)莫爾圓以及它們的公切線,可得出瀝青混合料的c和 值。
單軸壓縮一單軸貫入試驗(yàn):莫爾圓受力分析圖
也可以通過下式求解:
=arcsin()
c=()
式中, u 為單軸壓縮強(qiáng)度,MPa; g1為貫人強(qiáng)度與c1的積,MPa; g2為貫入強(qiáng)度與c2的積,MPa。
表3.3.2:試驗(yàn)方法所用的強(qiáng)度參數(shù)
3.4實(shí)驗(yàn)參數(shù)及分析
根據(jù)上述公式和強(qiáng)度參數(shù),其計(jì)算結(jié)果如表。從表可以看出,用單軸壓縮一單軸貫人試驗(yàn)所呈現(xiàn)出來的規(guī)律:
(1)摻加聚酯纖維瀝青(改性瀝青)的內(nèi)摩擦角 和黏聚力C比未摻加纖維瀝青(普通瀝青)的內(nèi)摩擦角 稍大,說明摻加聚酯纖維瀝青(改性瀝青)較未摻加纖維瀝青(普通瀝青)抗剪切性能有所提高。
(2)隨著溫度的升高,瀝青混合料粘聚力C值逐漸減小,減小趨勢(shì)逐漸變緩。總體來說,C值對(duì)溫度變化還是非常敏感的,尤其在20℃-40℃之間。因此,溫度對(duì)摻加聚酯纖維瀝青(改性瀝青)混合料粘聚力的影響要小于對(duì)未摻加纖維瀝青混合料粘聚力的影響。
(3)瀝青混合料的粘聚力C值隨加載速率增大而增大,增長趨勢(shì)逐漸減小,但加載速率對(duì)內(nèi)摩擦角 值影響規(guī)律也不明確。在高溫作用下,未摻加纖維瀝青混合料(改性瀝青)粘聚力C隨加載速率的變化大于對(duì)摻加聚酯纖維瀝青混合料(普通瀝青)。
4瀝青路面的耐久性
近年來,隨著我國高等級(jí)瀝青公路的大量修建,瀝青混合料的疲勞性能在公路建設(shè)中占據(jù)越來越重要的地位。
4.1國內(nèi)外疲勞試驗(yàn)研究類型
根據(jù)國內(nèi)已有瀝青混合料疲勞研究,結(jié)合適用于中國實(shí)際情況的試驗(yàn)方法,對(duì)改性瀝青混合料和普通瀝青混合料試件進(jìn)行疲勞破壞試驗(yàn),進(jìn)一步了解瀝青混合料防腐路面的疲勞特性。
目前,國內(nèi)外疲勞試驗(yàn)研究分為3種類型:(1)實(shí)際路面在實(shí)際行車荷載作用下的疲勞性能;(2)用實(shí)際路面結(jié)構(gòu)模擬行車荷載作用下的疲勞性能;(3)材料試件的室內(nèi)疲勞試驗(yàn)。前2類方法雖然能夠較好地反映實(shí)際路面的疲勞性能,但試驗(yàn)周期長、資金耗費(fèi)巨大,且試驗(yàn)結(jié)果受環(huán)境和路面結(jié)構(gòu)影響較大。因此,我國對(duì)于瀝青路面疲勞性能的研究,使用最多的是材料試件的室內(nèi)疲勞試驗(yàn)。
4.2瀝青混合料疲勞試驗(yàn)
疲勞試驗(yàn)的加載方式分為兩種:應(yīng)力控制和應(yīng)變控制。總的來說,在應(yīng)變控制的疲勞試驗(yàn)過程中,瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)能夠更好地模擬實(shí)際路面結(jié)構(gòu)受行車荷載作用的疲勞特性,疲勞試驗(yàn)的結(jié)果可直接應(yīng)用。
瀝青混合料疲勞試驗(yàn)采用小梁應(yīng)力控制方式,小梁通常不會(huì)出現(xiàn)明顯的斷裂現(xiàn)象,假定小梁勁度模量下降為初始勁度模量50%的循環(huán)荷載次數(shù)稱為瀝青混合料疲勞壽命。由于所加荷載大小與混合料勁度成正比關(guān)系,因此試驗(yàn)中以所加荷載大小達(dá)到初始荷載的一半時(shí)作為破壞標(biāo)淮。
三點(diǎn)加載小梁彎曲試驗(yàn)的計(jì)算方法如下:
(1)抗彎拉強(qiáng)度: R=LP/wh2
式中:R-表示試件破壞時(shí)抗彎拉強(qiáng)度,MPa;
L-表示試件梁跨徑,mm;
P-表示試件破壞時(shí)的最大荷載,N;
W-表示 跨中斷面試件寬度,mm;
H-表示跨中斷面試件高度,mm;
梁底最大彎拉應(yīng)變: =12 h/3L2-4a2 a=L/3
式中:h-跨中斷面試件高度,mm;
-試件破壞時(shí)的跨中撓度,mm;
L-試件梁跨徑,mm;
(2)彎曲勁度模量:S=R/
式中:R-試件破壞時(shí)抗彎拉強(qiáng)度,MPa;
-試件破壞時(shí)的最大彎拉應(yīng)變;
(3)應(yīng)變控制方法:Nf=C(1/ 0)m
式中:Nf-達(dá)到破壞時(shí)的重復(fù)荷載作用次數(shù);
C,m-試驗(yàn)確定的系數(shù);
0-初始的彎拉應(yīng)變;
根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定:
試件制作方法:輪碾壓實(shí)并切割成小梁;
小梁尺寸:50mm€?0mm€?50mm;
平行試驗(yàn)小梁個(gè)數(shù):4根;
加載方式:應(yīng)變控制、三點(diǎn)加載、支座間距:小梁的跨徑300mm;
應(yīng)力比:0.2、 0.3 、 0.4 、 0.5;
加載波形和頻率:根據(jù)理論分析,連續(xù)式正弦波比較接近實(shí)際路面承受的荷載波形;更好地模擬行車對(duì)瀝青混合料路面的實(shí)際荷載作用,本章瀝青混合料疲勞試驗(yàn)的加載頻率采用10Hz。
試驗(yàn)溫度:我國不同省份的溫度差別雖然很大,但瀝青混合料的疲勞破壞溫度差別不大,一般集中在10-15℃。因此,本章瀝青混合料疲勞試驗(yàn)溫度采用15℃。
試驗(yàn)設(shè)備:MTS-810萬能材料試驗(yàn)系統(tǒng);
試驗(yàn)步驟:
(1)試件養(yǎng)護(hù),試件放置在實(shí)驗(yàn)室(采用空調(diào)控制,溫度控在15℃€?℃)保溫3個(gè)小時(shí)以上。
(2)試件安置,將試件小梁在支座上輕輕放置,使小梁與支座緊密接觸,調(diào)整支座與加載的位置處于小梁的三分點(diǎn)。
(3)計(jì)算各應(yīng)變相應(yīng)的系數(shù)輸進(jìn)MTS系統(tǒng)中,并對(duì)系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,保證在設(shè)定應(yīng)變比條件下進(jìn)行。
(4)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),觀察施加荷載及時(shí)間、位移等相關(guān)情況,并記錄試驗(yàn)結(jié)果。
4.3試驗(yàn)結(jié)果與分析
表4.3.2可知:在應(yīng)力控制模式下,摻加聚酯纖維瀝青(改性瀝青)疲勞壽命要高于未摻加纖維瀝青(普通瀝青)疲勞壽命,表明聚酯纖維對(duì)于瀝青混合料的疲勞壽命有所提高。
表4.3.1和表4.3.2結(jié)果分析:在常量應(yīng)力控制下,摻加聚酯纖維瀝青(改性瀝青)的彎曲勁度模量比未摻加纖維瀝青(普通瀝青)要大,故應(yīng)力相同水平下,達(dá)到最大應(yīng)變所需的循環(huán)荷載次數(shù)相對(duì)較多,則摻加聚酯纖維瀝青混合料疲勞壽命相對(duì)于未摻加纖維瀝青混合料要長。
4.4 疲勞破壞是路面結(jié)構(gòu)在應(yīng)力或應(yīng)變低于混合料強(qiáng)度極限時(shí),荷載的重復(fù)作用導(dǎo)致路面開裂的一種破壞現(xiàn)象
根據(jù)實(shí)際情況,我國瀝青路面形式大部分以半剛性瀝青路面為主。在瀝青路面的早期病害中,路面裂縫較為明顯,如果處理不及時(shí),路面上積存的雨水和泥漿以及其它有害物質(zhì)會(huì)通過裂縫進(jìn)入到基層中,再加上車輪的循環(huán)荷載,路面將產(chǎn)生唧漿、坑槽、斷裂等破壞,嚴(yán)重影響路面上行駛車輛的的平順性與安全性。因此,要及時(shí)維修路面早期的裂縫阻止繼續(xù)擴(kuò)展,對(duì)路面破壞及行車安全起到很好的保護(hù)作用。青路面疲勞開裂的研究方法主要分為3類:現(xiàn)象學(xué)分析法、力學(xué)分析法和能量分析法。
現(xiàn)象學(xué)分析法是疲勞試驗(yàn)中瀝青混合料出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值,即瀝稱青混合料疲勞強(qiáng)度;對(duì)應(yīng)的重復(fù)應(yīng)力作用次數(shù)稱瀝青混合料疲勞壽命。且進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí),采用應(yīng)變控制和應(yīng)力控制兩種不同的加載模式。
力學(xué)分析法是一種預(yù)測并假定瀝青混合料疲勞壽命的方法,它主要根據(jù)路面斷裂力學(xué)原理推理路面疲勞裂縫的形成與演變規(guī)律,一般假設(shè)開裂過程分為3個(gè)階段:(1)裂縫初始生成;(2)裂縫的穩(wěn)定成長;(3)裂縫的不穩(wěn)定發(fā)展,其中以第二階段裂縫的穩(wěn)定成長為疲勞壽命的主要部分。
能量分析法是根據(jù)粘彈性瀝青混合料的綜合模量與力學(xué)性質(zhì)判斷瀝青混合料的疲勞特性,其綜合模量包括恒定模量(彈性)和損耗模量(粘性),力學(xué)性質(zhì)取決于荷載作用的時(shí)間和溫度,瀝青混合料的疲勞強(qiáng)度主要由損耗能量和應(yīng)力應(yīng)變循環(huán)荷載過程中的能耗組成。該方法的主要特點(diǎn)是試驗(yàn)中總能耗與循環(huán)荷載重復(fù)作用次數(shù)之間存在一定關(guān)系。
5結(jié)語
在高速發(fā)展的當(dāng)代社會(huì),交通變得相當(dāng)發(fā)達(dá)對(duì)路面提出了更高的要求。提高瀝青路面服務(wù)水平與使用壽命,在目前交通量日益繁重、車載增加、交通渠化的條件下瀝青混合料的選擇以及瀝青路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須找到解決的辦法。如果解決了這個(gè)難題,將節(jié)省土建路面施工工程中耗費(fèi)的大量材料,在未來的道橋路面的應(yīng)用中必定會(huì)起到突破性的作用。大交通量的瀝青路面除采用瀝青混凝土作面層外,有些主張采用密實(shí)的瀝青面層等,對(duì)延長疲勞壽命和簡化施工工藝都起到了一定的作用。所以研究防腐路面的蠕變情況對(duì)土木工程有著重要的意義
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