[發(fā)明專利]基于等效斷裂溫度的瀝青混合料低溫抗裂性能評價方法

在審

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114636622A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙永利;陳英杰;楊濤
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 馬嚴(yán)龍

本發(fā)明公開了一種基于等效斷裂溫度的瀝青混合料低溫抗裂性能評價方法，針對現(xiàn)有的評價指標(biāo)—斷裂能存在的難以有效區(qū)分再生瀝青混合料的低溫抗裂性能的問題，基于斷裂能推導(dǎo)出新的評價指標(biāo)—等效斷裂溫度；通過瀝青混合料小梁彎曲試驗得到混合料的斷裂能和彎曲模量，通過瀝青混合料溫縮試驗或者通過瀝青混合料溫縮系數(shù)模型得到混合料的溫縮系數(shù)，依據(jù)以上參數(shù)計算瀝青混合料的等效斷裂溫度。將等效斷裂溫度作為瀝青混合料低溫抗裂性能的評價標(biāo)準(zhǔn)，提高了對于瀝青混合料低溫抗裂性能的區(qū)分度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瀝青混合料路用性能評價的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青混合料低溫抗裂性能的評價方法。

背景技術(shù)

低溫開裂是瀝青路面主要病害之一。為減少季凍區(qū)瀝青路面低溫開裂，有必要在瀝青路面建設(shè)時選取低溫抗裂性能優(yōu)良的瀝青混合料，因而瀝青混合料的低溫抗裂性能試驗方法和評價指標(biāo)顯得尤為重要。理想的低溫抗裂性能試驗方法應(yīng)操作簡單，且試件制作方便；理想的低溫抗裂性能評價指標(biāo)應(yīng)可準(zhǔn)確地評價瀝青混合料低溫下的抗開裂能力，同時不同瀝青混合料應(yīng)具有較大的數(shù)值差異，可有效的區(qū)分不同瀝青混合料的低溫抗開裂性能，便于路面設(shè)計時瀝青混合料的選取。

現(xiàn)階段，國內(nèi)外對瀝青混合料的低溫抗裂性能提出了許多評價指標(biāo)，如斷裂能、應(yīng)變能密度、低溫彎曲應(yīng)變、蠕變速率、凍斷溫度等。其中，斷裂能使用最為廣泛，因為斷裂能測試方法簡單、易操作，試件來源也最多，如半圓彎曲試驗、緊湊拉伸試驗、小梁彎曲試驗和間接拉伸試驗等一般認(rèn)為，斷裂能越大表示瀝青混合料在低溫斷裂時需要消耗的能量越多，低溫抗裂性能也越好。

斷裂能是一個綜合強(qiáng)度和應(yīng)變的參數(shù)，但是對具有高強(qiáng)度低延性的脆性材料和低強(qiáng)度高延性的柔性材料很難區(qū)分。與普通瀝青混合料相比，再生瀝青混合料即是一種強(qiáng)度高延性差的材料，因此普通瀝青混合料和再生瀝青混合料的斷裂能差異較小。由此，也造成斷裂能對再生瀝青混合料中RAP(reclaimed asphalt pavement)摻量不太敏感性，不同RAP摻量的再生瀝青混合料的斷裂能差異較小，難以有效區(qū)分其低溫抗裂性能。因此，如果能基于斷裂能提出一種新的可有效區(qū)分不同RAP摻量的再生瀝青混合料低溫抗裂性能的評價指標(biāo)，對再生瀝青混合料的推廣使用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有的瀝青混合料低溫性能評價方法中的評價指標(biāo)—斷裂能對再生瀝青混合料中RAP摻量不敏感，難以有效區(qū)分再生瀝青混合料的低溫抗裂性能。本發(fā)明提供一種基于新提出的等效斷裂溫度，提高對于混合料低溫抗裂性能的區(qū)分度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于等效斷裂溫度的瀝青混合料低溫抗裂性能評價方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：進(jìn)行瀝青混合料小梁彎曲試驗；試件在梁頂中間截面施加集中荷載，記錄荷載和跨中撓度直到梁斷裂成兩半，得到荷載-跨中撓度曲線，依據(jù)此曲線，計算瀝青混合料的斷裂能和彎曲模量，斷裂能x表示位移，F(xiàn)(x)表示荷載，A表示斷裂面積，即橫截面面積；彎曲模量R_B為彎曲試驗中試件破壞時的抗彎拉強(qiáng)度(MPa),ε_B為彎曲試驗中試件破壞時的最大彎拉應(yīng)變(με)；

步驟2：測定瀝青混合料溫縮系數(shù)，參照我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)進(jìn)行試驗；當(dāng)不具備試驗條件時，可以通過公式估算瀝青混合料的溫縮系數(shù)，其中，VMA表示礦料間隙率，通過瀝青混合料的密度試驗測得；V_ag表示集料的體積分?jǐn)?shù)，根據(jù)瀝青混合料的級配計算；α_as表示瀝青的溫縮系數(shù)，可取3.45×10^-4(1/℃)；α_ag表示集料的溫縮系數(shù)，根據(jù)測量結(jié)果石灰?guī)r取5.1×10^-6(1/℃)，玄武巖取6.62×10^-6(1/℃)，花崗巖取11.3×10^-6(1/℃)；