[發明專利]一種瀝青混合料自愈合能力評價方法

有效

• 申請號: 201310472444.0
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103487333A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 楊軍;王昊鵬;王征;龔明輝;王曉;陳先華;王建偉;陳小兵
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于公路瀝青路面材料性能檢測技術領域，涉及一種瀝青混合料疲勞自愈特性的評價方法。

背景技術

瀝青混合料的自愈，可以簡單的定義為，由于重復行車荷載作用瀝青混合料產生的裂縫部分或全部愈合的過程。當瀝青混合料產生疲勞時，其硬度和強度會衰減。很多研究者已經觀察到，在循環荷載過程當中，瀝青混合料會經歷微裂紋產生、增長，最后形成宏觀裂縫這三個階段。關于愈合行為的內在原因，目前存在兩種說法：物理化學說和力學性能說。前一種是指伴隨化學結構的修復，微觀的疲勞損傷也減速了。它與瀝青以及瀝青混合料的化學成分和物理化學特性有關。后一種說法就是，愈合行為能被定義為材料在間歇期自身力學性能的部分恢復(例如強度和模量)。

研究表明，受損瀝青混合料的力學性能在很大程度上都可以恢復，但是這種恢復（愈合）能力取決于多方面因素，包括瀝青混合料的組成、受損程度，以及荷載、溫度、時間（恢復期或休息期長短）等外部條件。盡管瀝青材料的自愈性能對路面壽命設計有著重要的影響，但是在各國的設計規范中，很少有明確考慮混合料自愈性質的，這就直接造成了路面設計壽命與實際使用壽命之間的偏差；個別國家在設計方法中處理為簡單放大室內疲勞壽命，而放大系數為4至100不等，可以看出，差異很大。

綜上所述，瀝青混合料的自愈性能對其疲勞壽命具有重要影響。目前，國內尚無比較系統規范的瀝青混合料自愈合能力評價方法，已有的方法主要為比較間歇前后（愈合前后）瀝青混合料的模量變化評價瀝青混合料的自愈特性，以間歇前后模量變化率作為自愈性評價指標。具體計算公式如下：

RSC=Safter-SbeforeSbefore×100%]]>

式中：RSC——勁度模量變化率；

S_after——間歇后勁度模量，單位MPa；

S_before——間歇前勁度模量，單位MPa；

該評價指標揭示了瀝青混合料總的愈合特性，但不能區分總愈合中和損傷相關的愈合，即沒有除去愈合數據中空間硬化和冷卻的影響，以確定總愈合中恢復的純損傷。對應加載過程中使勁度模量下降的因素：損傷、空間軟化和發熱，愈合過程中使勁度模量上升的因素為：損傷恢復、空間硬化和冷卻。其中，空間軟化和冷卻會導致勁度模量的增加，但從損傷角度來看，勁度模量的增加沒有物理意義。因此該評價指標的精確性不足，并且該指標不能反映瀝青混合料抵抗荷載作用能力的恢復程度。

建立科學系統的瀝青混合料自愈合能力評價方法，可以有效地判斷不同類型混合料的自愈能力，從而指導工程實踐，優化瀝青混合料的使用，延長道路壽命。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提出一種數據準確可靠，試驗方法簡單可行，易于推廣的瀝青混合料自愈合能力評價方法。

技術方案：本發明的瀝青混合料自愈合能力評價方法，包括如下步驟：

1）疲勞試驗：

根據《公路工程瀝青及混合料試驗規程》JTG?E20-2011中瀝青混合料四點彎曲疲勞試驗規程，準備試件并進行四點彎曲疲勞試驗；

2）受損試件愈合：

將步驟1）中達到疲勞試驗終止條件的梁試件放置在表面平整的硬玻璃板或瓷磚上，在設定的條件下進行養護，所述設定的條件為根據試驗需要設定的養護溫度和養護時間；

3）再次進行疲勞試驗：

將步驟2）中養護后的受損梁試件根據《公路工程瀝青及混合料試驗規程》JTGE20-2011中瀝青混合料四點彎曲疲勞試驗規程，再次進行受損梁試件的四點彎曲疲勞試驗；

4）將步驟1）和3）中所得試驗數據進行匯總，繪制瀝青混合料愈合前后勁度模量隨加載時間的關系曲線，然后計算損傷速率D和愈合指數HI，損傷速率D的定義為勁度模量隨加載次數衰減曲線的斜率，具體計算公式如下：