[发明专利]一种测定高模量沥青疲劳性能的简易方法无效
申请号: | 201310165522.2 | 申请日: | 2013-05-08 |
公开(公告)号: | CN103267693A | 公开(公告)日: | 2013-08-28 |
发明(设计)人: | 李立寒;孙艳娜;汪于凯;祁文洋 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | G01N3/32 | 分类号: | G01N3/32 |
代理公司: | 上海正旦专利代理有限公司 31200 | 代理人: | 张磊 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 测定 高模量 沥青 疲劳 性能 简易 方法 | ||
技术领域
本发明属于道路工程领域,具体涉及一种测定高模量沥青疲劳性能的简易方法。
背景技术
疲劳开裂是影响沥青路面使用性能的主要病害之一,在沥青混合料和沥青路面结构设计中必须考虑混合料的疲劳性能。沥青混合料疲劳性能主要受沥青疲劳性能的影响。现行3类沥青评价体系中,针入度分级体系和粘度分级体系无反映沥青疲劳性能的评价指标,PG分级体系中提出的疲劳因子G*sinδ指标不能正确表征沥青的疲劳性能。总体来说,现有沥青性能评价体系中无有效表征沥青疲劳性能的评价指标和测试方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定高模量沥青疲劳性能的简易方法,该测定方法具有试验操作简单,试验结果精确可信,评价指标力学意义明确等特点。
本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题:
一种测定高模量沥青疲劳性能的简易方法,具体步骤如下:
将经过处理的高模量沥青试件安放于试验夹具之间,使用动态剪切流变仪,采用振动加载下的时间扫描模式,对所述高模量沥青试件在20℃下的疲劳性能进行测试;以模量衰减到初始值的50%对应的加载次数作为高模量沥青疲劳性能的特征值,控制振动加载频率为10Hz,应变大小为1%~5%,其中应变大小1%表征轻型交通、3%表征中等交通、5%表征重载交通。
本发明中,所述试验夹具为圆形双平板夹具,所述夹具的直径为8mm,所述双平板夹具间沥青的厚度为2000μm。
本发明中,测试初期,实验数据不太稳定,因此定义第100次加载下的复数剪切模量大小为初始复数剪切模量。
在高模量沥青路面结构内,高模量沥青受到行车荷载作用,高模量沥青疲劳性能测试条件的确定应考虑高模量沥青在路面结构内的实际受力状态,以确保测试方法的有效性。1%~5%的应变范围与行车荷载作用下高模量沥青在路面结构内的剪切应变范围0.8%~3.9%基本相符。
本发明提出的测定高模量沥青疲劳性能的简易方法得到的复数剪切模量衰减到初始值的50%对应的加载次数作为高模量沥青疲劳性能的特征值,具体是加载频率10Hz,温度20℃,应变大小1%(表征轻型交通)、3%(表征中等交通)和5%(表征重载交通)下的复数剪切模量衰减到初始值的50%对应的加载次数,具体见图1。
本发明提供的测定高模量沥青疲劳性能的简易方法,具有以下优点:
1. 数据处理简单,不需要使用专用数据分析软件,有利于高模量沥青疲劳性能测试简易方法的应用与推广;
2. 确定了高模量沥青疲劳性能应变水平为1%~5%,使高模量沥青在相同应变大小下进行疲劳性能比较,评价指标更为科学;
3. 将本发明的简易测试方法用于评价高模量沥青的疲劳性能,方法简单,结果精确可信。
附图说明
图1是高模量沥青疲劳性能试验中模量衰减到初始值的50%示意图。
图2是计算高模量沥青路面结构内沥青剪应变时路面结构示意图。
图3是路面荷载参数示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1
为了明确高模量沥青疲劳性能测试简易方法,现结合一个典型的试验加以说明。
(1)成型试件:将高模量沥青加热至流淌状态,浇注至少3个圆形平行试件,直径约8mm,高度2mm~2.5mm,嵌缝料试件放置于室温冷却,冷却时间不低于30分钟。
(2)安放试件:选用直径8mm圆形平板夹具,将高模量沥青试件安放于夹具之间,调节上下夹具间距为2050μm,修整试样后将夹具间距调整为2000μm。
(3)保温:将修整好的高模量沥青试件与夹具浸入82℃水浴中保温不低于20分钟(高温保温是为了保证沥青试件与夹具完全粘附在一起),之后降到20℃保温不低于20分钟。
(4)进行时间扫描试验:采用振动加载模式,加载频率为10Hz,应变大小为1%~5%。
高模量沥青在路面结构内的实际应变大小可通过计算得到,计算过程为:
①利用BISAR软件计算高模量沥青混合料应用于不同层位时,路面结构内部剪应变大小,路面结构见图2,荷载参数见图3,δ=0.1065m,高模量沥青混合料在20℃下的模量参数见表1。在标准加载0.7MPa下,高模量沥青混合料剪应变大小为166.2με~423.8με,在0.7MPa~1.3MPa下为166.2με~787.4με。
表1 高模量沥青混合料模量大小(MPa)
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