[發(fā)明專利]一種評價瀝青膠砂水穩(wěn)定性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710135346.6
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106771105B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 縱瑾瑜;王永維;牛曉偉;劉偉;張可強;李鋒;韓鵬;吳昊
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇交科集團股份有限公司
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;趙超

本發(fā)明公開了一種評價瀝青膠砂水穩(wěn)定性的方法，將瀝青膠結(jié)料和集料成型制成瀝青膠砂試件，先分別獲得瀝青膠砂試件于干燥條件和有水條件的裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)，再用干燥條件下的裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)除以有水條件下的裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)得到裂縫擴展指數(shù)條件比，通過裂縫擴展指數(shù)條件比評價不同瀝青膠砂試件的水穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的方法試驗投資小、試驗周期短、動態(tài)荷載下能夠代表路面的實際受力狀態(tài)，比較真實的反映了路面的實際情況。經(jīng)與傳統(tǒng)試驗方法即凍融劈裂強度比比較，本發(fā)明評價瀝青膠砂水穩(wěn)定性的方法可靠性強，可廣泛推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種評價瀝青膠砂水穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)

在高速公路建設(shè)中，由于瀝青路面具有良好的行車舒適性和優(yōu)異的使用性能，以及建設(shè)速度快、養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點，國內(nèi)80％以上高等級公路都采用瀝青類路面結(jié)構(gòu)型式。隨著科技的進步，近年來全國范圍內(nèi)不斷出現(xiàn)瀝青及其混合料的檢測指標(biāo)均合格，但新建高等級公路通車不久即嚴(yán)重破損的現(xiàn)象。瀝青及其混合料的抗水損害性能已再度成為人們關(guān)注焦點。

我國現(xiàn)行規(guī)范主要是通過水煮法對瀝青與粗集料表面的粘附性和粗集料的抗水剝離能力進行評價，但是實踐中發(fā)現(xiàn)，某些瀝青尤其是改性瀝青采用該測試方法時試驗結(jié)果均為五級，無法進行有效區(qū)分，且該種方法是在靜止的狀態(tài)下進行測試，而瀝青路面的使用條件是車輛不斷施加荷載，由此，該方法還需要進行條件優(yōu)化。

瀝青路面在使用不久后產(chǎn)生水損害的早期破壞，大概可以歸結(jié)于一種是瀝青路面產(chǎn)生疲勞破壞，有裂縫，水滲入導(dǎo)致的水損害；另一種是瀝青路面空隙率過大，在未有疲勞裂縫產(chǎn)生時，水就可以自動滲入致使路面產(chǎn)生水損害。第二種情況可以采取合理的路面設(shè)計方法進行改善，針對第一種情況，則需要研究瀝青路面的疲勞特性。

據(jù)研究表明，瀝青混合料的疲勞開裂主要集中在混合料的砂漿部分，該部分主要是瀝青膠結(jié)料和過1.18mm篩的集料。而瀝青膠砂中裂縫的引起和擴展主要依賴于材料的特性，包括蠕變?nèi)嵝浴⒘芽p擴展消耗能力及瀝青與集料之間的粘附功。

現(xiàn)有技術(shù)中用于評價瀝青膠砂疲勞性能的試驗設(shè)備龐大、試驗投資高、非動態(tài)荷載不能夠代表路面實際受力狀態(tài)的缺陷，存在諸多不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種試驗投資小、試驗周期短、動態(tài)荷載下評價不同瀝青膠砂在干燥和有水條件下的疲勞性能，進而用二者比值評價瀝青膠砂水穩(wěn)定的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)試驗設(shè)備龐大、試驗投資高、非動態(tài)荷載不能夠代表路面實際受力狀態(tài)的缺陷。

本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種評價瀝青膠砂水穩(wěn)定性的方法，將瀝青膠結(jié)料和集料成型制成瀝青膠砂試件，先分別獲得瀝青膠砂試件于干燥條件和有水條件的裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)，再用干燥條件下的裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)除以有水條件下的裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)得到裂縫擴展指數(shù)條件比，通過裂縫擴展指數(shù)條件比評價不同瀝青膠砂試件的水穩(wěn)定性，其中：

裂縫擴展指數(shù)ΔR(N)通過如下公式計算：

其中，N為任意給定的荷載循環(huán)次數(shù)，N＞1；

其中，粘附功ΔG_f、參考模量G_R、松弛參數(shù)m、松弛模量E₁、疲勞參數(shù)b為瀝青膠砂試件的性能參數(shù)，通過表面自由能試驗和動態(tài)力學(xué)分析方法試驗獲得，具體如下：

ΔG_f為瀝青膠結(jié)料和集料的粘附功，通過表面自由能試驗獲得；

G_R為低應(yīng)變周期荷載作用下未破壞的瀝青膠砂復(fù)數(shù)參考模量，通過動態(tài)力學(xué)分析方法試驗中低應(yīng)變試驗獲得，且試件在循環(huán)過程中沒有發(fā)生損傷破壞；